鋁母線管為什么比鋼難獲得更理想的X射線底片

陸進亮

（廣西壯族自治區特種設備檢驗研究院 廣西南寧 530219）

鋁母線管為什么比鋼難獲得更理想的X射線底片

陸進亮

（廣西壯族自治區特種設備檢驗研究院 廣西南寧 530219）

分析了鋁母線管焊縫X射線底片中缺陷影像邊緣模糊不易分辨的原因。

鋁合金管母線；焊接；射線檢測；分析

引言

鋁合金管母線是母線的主導產品之一，主要作為我國電力建設工程中電網輸電導線與變電站變壓器之間的連接導體、輸電線路中的跳線導體以及大電流直流融冰裝置中的過流導體，對輸變電系統及電力設備的安全、可靠運行起著至關重要的作用，但是鋁及鋁合金的焊接性能較差，焊接時易產生缺陷，在用射線照相方法對產品進行檢測的過程中，由于鋁及其合金的射線照相對比度很小，缺陷影像模糊不易分辨，為了能夠對鋁母線管焊縫進行更好的質量控制，本文結合在對鋁合金管母線進行檢測時發現的問題，提出一些建議及看法。

1 鋁及鋁合金的焊接

鋁及鋁合金的焊接性能較差，工業上用于焊接的主要有純鋁（熔點658℃）、鋁錳合金、鋁鎂合金及鑄鋁。鋁的焊接特點：在焊接時鋁容易氧化成Al2O3（熔點2050℃），Al2O3易在焊縫形成夾渣，而且組織致密，易覆蓋于金屬表面，阻礙金屬熔合；鋁及鋁合金液態時能吸收大量的氫氣，但在凝固點附近氫的溶解度下降20倍，易形成氣孔；由于鋁高溫強度低、塑性差，而且膨脹系數大、焊接應力大，極易使焊接件變形開裂；除純鋁外，各種鋁合金由于易熔共晶的存在，易產生熱裂紋；鋁及鋁合金從固態轉變為液態時，無塑性過程及顏色的變化，因此，焊接操作時，很容易造成溫度過高，焊縫塌陷，燒穿等缺陷。

2 鋁合金管母線焊縫的檢測

（1）檢查焊縫外表面的裂紋可參照《承壓設備無損檢測》（NB/T47013-2015）[5]用滲透檢測方法進行探傷，操作較為簡單，在這里不作詳述。

（2）檢查焊縫內部的缺陷，由于工件壁厚較?。ㄒ话銥?～12mm），用超聲波檢測方法檢測較為困難，目前普遍的做法是用射線照相方法進行檢測，目前電力行業母線焊接技術規程《母線焊接技術規程》（DL/T754-2013）[3]規定了鋁母線管的焊接方法及射線檢測方法，但是筆者發現底片黑度在2.8～3.2時，鋁的缺陷影像模糊不易分辨；黑度在3.2以上的底片根本分不清缺陷界限，整張底片模糊漆黑無法進行評片；底片黑度控制在2.3～2.5觀片效果比較理想。透照鋁制品應采用線質較軟的射線源進行透照。

3 鋁與鋼射線檢測對比度對比分析

表1 影像射線照相靈敏度的因素[2]

3.1 根據表1知

射線照相靈敏是射線照相對比度（缺陷影像與其周圍背景的黑度差）、不清晰度（影像輪廓邊緣黑度過度區的寬度）和顆粒度三大要素的綜合結果。對鋼和鋁進行射線檢測時，當使用射線源條件（焦點尺寸、射線的質）和膠片系統、增感屏、透照條件均相同的情況下，當透照鐵和鋁的底片黑度相同時，由表1知道，鋁和鋼的射線照相顆粒度、射線照相不清晰度、膠片對比度是相同的，影響射線照相靈敏度的因素為主因對比度。

3.2 影響主因對比度因素分析

（1）在此我們假設鋁和鋼對接管焊縫中的缺陷大小是相同的，即△T是相同的。

（2）線衰減系數μ與試件材質和射線能量有關。在材質的一定情況下，透照的射線能量越低，線質越軟，μ值越大。而由表2知，鐵在同等射線能量級別照射下的線衰減系數約是鋁的3倍。

表2 幾種材料的線衰減系數[2]

（3）透照散射有效控制和屏蔽措施相同的情況下，透照鋼和鋁時的散射比n是一致的。

（4）由公式主因對比度公式△I/I=μ△T/（1＋n）知：鐵的照相主因對比度約為鋁的3倍（鐵底片中缺陷影像與其周圍背景黑度差約為鋁的3倍）即底片中分辨鋁缺陷的難度約為分辨鐵缺陷難度的3倍，故相對鐵而言，鋁難獲得較為理想的底片。

4 結語

用相同的透照條件透照鋁和鋼時，鋁的照相對比度約是鋼的1/3，這是底片中鋁的缺陷影像比鋼缺陷影像邊界模糊的原因。雖然鋁比鐵較難獲得理想的底片，但是我們可以通過降低管電壓、增加焦距、射線過濾等方式提高鋁的線衰減系數，獲得所需的靈敏度。另外，《母線焊接技術規程》（DL/T754-2013）[3]及其引用的文件《鋼制承壓管道焊接接頭射線檢測技術規程》（DLT821-2002）[4]對制作曝光曲線、選取焦距、計算一次透照長度等規定并不直觀，筆者認為除了像質計選取、缺陷評定符合《母線焊接技術規程》（DL/T754-2013）[3]規定外，其他應滿足《承壓設備無損檢測》（NB/T47013.5-2015）[5]的規定，且《母線焊接技術規程》（DL/T754-2013）[3]引用的標準《鋼制承壓管道焊接接頭射線檢測技術規程》（DLT821-2002）[4]完全可以用《承壓設備無損檢測》（NB/T47013-2015）[5]進行代替。

[1]艾云龍，劉長虹，羅軍明.工程材料及成形技術[M].北京：科學出版社，2008.

[2]中國特種設備檢驗協會.射線檢測[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2007.

[3]《母線焊接技術規程》（DL/T754-2013）[S].

[4]《鋼制承壓管道焊接接頭射線檢測技術規程》（DL/T821-2002）[S].

[5]《承壓設備無損檢測》（NB/T47013.2-2015）[S].

TG441.7

A

1004-7344（2016）12-0221-01

2016-4-1

陸進亮（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事特種設備檢驗工作。