降低電站鍋爐小徑厚壁管焊縫射線檢測邊蝕效應(yīng)

盛青軍

摘 要：論述了電站鍋爐小徑厚壁管對接焊縫采用Χ射線機(jī)透照時(shí)出現(xiàn)底片影像“邊蝕效應(yīng)”問題，并提出了解決方法。

關(guān)鍵詞：超超臨界機(jī)組；小徑厚壁管；Χ射線探傷；邊蝕效應(yīng)

中圖分類號：TG441.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.121

在目前的火力發(fā)電廠，大部分采用超臨界或超超臨界機(jī)組，受熱面大部分采用小徑厚壁管設(shè)計(jì)，這對焊縫的射線檢測帶來了一定的困難。本文對廣東粵電集團(tuán)某1.0×106 kW超超臨界機(jī)組的后水吊掛管（φ51×11.5 mm）對接焊縫在Χ射線探傷時(shí)遇到的底片成像“邊蝕效應(yīng)”問題進(jìn)行了原因分析，并提出了改進(jìn)方法。

1 邊蝕效應(yīng)的產(chǎn)生原因

對小徑厚壁管焊縫采用Χ射線進(jìn)行射線檢測，并采用雙壁雙影橢圓成像透照時(shí)，焊縫不同部位的透照厚度差較大，尤其是主射線方向，如圖1中的“A”，焊縫部位與兩側(cè)射線，如圖1中的“B”和“C”的焊縫部位的厚度差相差非常大，較薄部位的射線向較厚部位散射，這種散射會導(dǎo)致底片影象邊界模糊，產(chǎn)生低黑度區(qū)域的周邊被侵蝕、面積縮小的“邊蝕”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象大大縮小了焊縫檢測范圍，導(dǎo)致缺陷漏檢，進(jìn)而對焊縫質(zhì)量造成了不良影響。采用直觀的描述即在透照廣東粵電集團(tuán)某超超臨界機(jī)組的后水吊掛管（規(guī)格為φ51×11.5 mm）的對接焊縫時(shí)，發(fā)現(xiàn)底片成像的可見焊縫寬度只有42 mm，如圖2所示。因此，焊縫兩側(cè)各有4.75 mm，且因發(fā)黑而不可見，厚度為11.5 mm的焊縫有接近50%不可見，進(jìn)而導(dǎo)致缺陷的漏檢，即“邊蝕效應(yīng)”。

2 降低“邊蝕效應(yīng)”的方法改進(jìn)

針對規(guī)格為φ51×11.5 mm的水懸吊管，對接焊縫使用額定電壓為250 kV的Χ射線機(jī)，透照電壓為245 kV，結(jié)果透照出的底片“邊蝕效應(yīng)”非常嚴(yán)重（兩側(cè)共9 mm厚的范圍發(fā)黑不可見，如圖2所示）。針對此現(xiàn)象，我們必須縮短透照時(shí)間，從而縮短邊蝕散射時(shí)間。因此，必須提高管電壓，使用額定電壓為300 kV的Χ射線機(jī)，采用295 kV的透照電壓。同時(shí)，膠片暗盒的布置方式由原先的平鋪改變?yōu)檠睾缚p弧度作適當(dāng)彎曲，如圖3中的“a”“b”，因此，在膠片暗盒背面緊貼背散射鉛板是必不可少的。通過現(xiàn)場透照對比，我們采用改進(jìn)后的工藝透照出來的底片的“邊蝕效應(yīng)”由原先的10 mm不可見變?yōu)榱? mm不可見，如圖4所示。如果采用Se75射源進(jìn)行透照，基本上不會出現(xiàn)“邊蝕效應(yīng)”，這是因?yàn)镾e75射源穿透力比Χ射線大得多，曝光時(shí)間短，邊蝕散射時(shí)間很短，但采用Se75射源透照的底片清晰度較低，不利于細(xì)微缺陷的發(fā)現(xiàn)，尤其是難以發(fā)現(xiàn)微小的裂紋。

3 結(jié)論

實(shí)踐證明，對于采用Х射線透照電站鍋爐小徑厚壁管對接焊縫，采用高電壓、膠片暗盒沿焊縫彎曲布置的工藝、膠片暗盒后面緊貼背散射鉛板的方法可以有效消除底片的“邊蝕效應(yīng)”。但是在透照過程中要選擇合理的高電壓，因?yàn)楦唠妷簳Φ灼闹饕驅(qū)Ρ榷取⒐逃胁磺逦仍斐刹焕挠绊懀蛉缦隆?/p>

主因?qū)Ρ榷鹊挠?jì)算公式為：

△D=0.434Gμ△T/（1+n）. （1）

其中，衰減系數(shù)μ隨著電壓的升高而降低，即主因?qū)Ρ榷取鱀隨著電壓的升高而降低。

固有不清晰度的計(jì)算公式：

Ui=0.0013（kV）0.79. （2）

其中，不清晰度Ui隨著電壓的升高而增大。

〔編輯：張思楠〕