氨制冷管道的數字射線檢測

丁戰武,丁春輝,胡熙玉,何 彬,徐 勇,關志強

(1.沈陽特種設備檢測研究院， 沈陽 110036;2.沈陽工業大學 材料科學與工程學院， 沈陽 110023)

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氨制冷管道的數字射線檢測

丁戰武1,丁春輝1,胡熙玉1,何 彬2,徐 勇1,關志強1

(1.沈陽特種設備檢測研究院， 沈陽 110036;2.沈陽工業大學 材料科學與工程學院， 沈陽 110023)

采用數字射線檢測方法，對氨制冷管道樣管的焊接缺陷進行檢測，通過將檢測結果與樣管割管后的實測數據進行對比，得出射線檢測能滿足氨制冷管道定期檢驗的可靠性要求，結果對氨制冷管道的定期檢驗具有重要意義。

制冷管道；數字射線檢測；焊接缺陷；可靠性

數字射線檢測技術(Digital Radiographic Testing)是能夠獲得數字化圖像的射線檢測技術[1-2]，隨著近年來冷庫事故的頻繁發生,其逐漸被應用于冷庫制冷壓力管道的檢驗中[3]。其優點是可以在不停機的狀態下對帶保溫層的壓力管道進行焊接缺陷檢驗，減少因停機等給企業帶來的損失[4-5]。

2013年國家質量監督檢驗檢疫總局發布關于氨制冷裝置特種設備專項治理工作的指導意見(質檢特函[2013]61號文件)中明確提出，在用壓力管道的定期檢驗中,低壓側管道埋藏缺陷的檢測可以采用射線檢測、超聲檢測、數字射線檢測技術。

2015年國家能源局發布了NB/T 47013.11-2015《承壓設備無損檢測》，這是X射線數字成像檢測的行業標準。法規標準的實施為冷庫檢驗時數字射線(DR)檢測設備的應用提供了依據。

筆者對氨制冷樣管焊接缺陷進行檢測，通過將檢測結果與樣管割管后的實測數據進行對比，得出射線檢測能滿足氨制冷管道定期檢驗的可靠性要求，結果對氨制冷管道的定期檢驗具有重要意義。

圖1 DR檢測原理示意

1 數字射線檢測技術

1.1 基本原理

DR檢測原理見圖1，由X射線源產生X射線，射線穿過被檢測的工件后攜帶有工件內部的組成信息，并被成像板接收，X射線能量被轉換為數字信號，再被轉換為數字圖像，最終在計算機上顯示出來，由顯示圖像從而判斷出工件內部缺陷[6-9]。

1.2 DR檢測系統結構

DR檢測系統一般由射線機、非晶硅成像板、成像及顯示控制單元、計算機軟件、電纜、電源線、網線等組成。試驗采用GE公司的便攜式DR-DXR250C-W探測器,其參數為：平板類型為非晶硅；質量3.5 kg；尺寸(長×寬×高)408 mm×257 mm×25 mm;有效區域面積200 mm×200 mm；像素尺寸200 μm；A/D轉換14位；使用溫度-20～50 ℃。射線機采用GE公司的ERESCO便攜式工業X射線機，參數為：型號ERESCO42MF4；最大管電壓200 kV；焦點尺寸3 mm。

2 樣管的制備與檢測方法

2.1 樣管的制備

試驗樣管采用運行十年以上的某冷庫維修改造時更換下來的不同規格的管道管件。樣管尺寸如表1所示。

表1 樣管尺寸

2.2 樣管的檢測方法

(1) 對于1#～4#彎頭試塊，采用雙壁雙影方式進行透照，焦距600 mm。(2) 透照結束后用DR設備自帶的計算機軟件對采集的圖像進行處理。

具體的DR檢測參數為：管電壓130 kV;管電流4 mA;曝光時間1.5 s。

3 試驗數據分析與對比

3.1 試驗數據分析

經過DR設備計算機數字圖像處理，得到的圖像如圖2～5所示。

圖2 1#試塊DR檢測圖像

圖3 2#試塊DR檢測圖像

圖4 3#試塊DR檢測圖像

圖5 4#試塊DR檢測圖像

根據圖2能識別第14根線型像質計線絲，圖像靈敏度滿足標準要求，觀察焊口，可發現其存在未焊透缺陷，未焊透長度176 mm，下焊口和上焊口未焊透深度分別為1 mm和2.4 mm，同時焊口兩側存在飛濺偽缺陷。由于邊蝕情況的存在，測量數據存在較小誤差，通過計算放大系數，利用軟件測量標尺校準對比試塊，得到1#試塊管徑為φ56.77 mm，直管壁厚為3.63 mm，彎頭壁厚為3.73 mm。

根據圖3觀察焊口形態，可發現其存在未焊透缺陷，未焊透長度178 mm，未焊透深度測量值1.4 mm。由于邊蝕情況的存在，測量數據存在較小誤差，通過計算放大系數，利用軟件測量標尺校準對比試塊得到試件管徑為φ76.46 mm，直管壁厚3.82 mm，彎頭壁厚4.74 mm。

根據圖4能識別第14根線型像質計線絲，圖像靈敏度滿足標準要求，觀察焊口，可發現其存在未焊透缺陷，未焊透長度270 mm，未焊透深度0.8 mm。由于邊蝕情況的存在，測量數據存在較小誤差，通過計算放大系數，利用軟件測量標尺校準對比試塊，得到3#試塊管徑為φ90.88 mm，直管壁厚為3.87 mm，彎頭壁厚為3.81 mm。

根據圖5能識別第16根線型像質計線絲，圖像靈敏度滿足標準要求，觀察焊口，可發現其存在多處圓形缺陷，直徑小于1 mm，發現未焊透缺陷，經軟件測量未焊透長度4.3 mm，深度1.5 mm。由于邊蝕情況的存在，測量數據存在較小誤差，通過計算放大系數，利用軟件測量標尺校準對比試塊得到4#試塊管徑為φ56.77 mm，直管壁厚為3.63 mm。

3.2 數據對比

通過對試塊進行水切割，觀察焊接情況并測量焊口(見圖6～9)。由圖6可見兩個焊口都存在一周的未焊透缺陷，與軟件分析結果基本一致，按照NB/T 47013-2015評定為Ⅳ級，不符合標準要求。缺陷實測深度分別為1.2 mm和2 mm。

圖6 1#被檢試塊切割圖

由圖7可見，焊口存在未焊透缺陷，缺陷尺寸與軟件分析的結果基本一致，按照NB/T 47013-2015評定為Ⅳ級，不符合標準要求。未焊透缺陷實測值長度174 mm，深度1.2 mm。

圖7 2#被檢試塊切割圖

由圖8可見，焊口存在一周的未焊透缺陷，與軟件分析結果基本一致，按照NB/T 47013-2015評定為Ⅳ級，不符合標準要求。缺陷實測深度2.1 mm。

圖8 3#被檢試塊切割圖

由圖9可見，焊口存在多處圓形缺陷以及未焊透缺陷，與軟件分析結果基本一致，按照NB/T 47013-2015評定為Ⅳ級，不符合標準要求。最嚴重的未焊透缺陷實測長度為4.5 mm，深度為2.1 mm。

圖9 4#被檢試件切割圖

4 結語

采用DR設備對制冷管道樣管進行焊接缺陷檢測，分析了某試驗樣管焊接缺陷，通過對其進行射線檢測，發現該缺陷不符合NB/T 47013-2015標準要求，影響管道的使用安全，因此具有檢測的必要性。DR設備的準確性和可靠性通過切割樣管的實測數據得到了驗證，表明DR檢測技術能滿足氨制冷管道的定期檢驗工作以及能夠滿足定期檢驗的可靠性要求。

[1] 鄭世才.數字射線檢測技術基本理論[J].無損探傷,2011,35(5):4-9.

[2] 鄭世才.射線實時成像檢測技術[J].無損檢測,2000,22(7):328-336.

[3] 賈強. 氨制冷壓力管道不停機全面檢驗方法研究[J].壓力容器,2012,29(5):75-80.

[4] 邵翔.在役氨制冷管道DR檢測技術應用[J].石油和化工設備,2015,18(8):63-65.

[5] 陳光,丁克勤,石坤.帶保溫層管道環焊縫射線數字檢測應用研究[J].焊接技術,2012，41(1):46-48.

[6] 陳光,丁克勤,梁麗紅.便攜式DR與CR成像技術在焊縫檢測中的應用[J].無損檢測,2009，31(6):494-496.

[7] 黃文大,郭偉燦,強天鵬,等.膠片射線檢測與數字射線檢測的焊接缺陷檢出能力比較[J].無損檢測,2015,37(9):30-33.

[8] 韓焱.射線數字成像檢測技術[J].無損檢測,2003,25(9):468-471.

[9] 李少云,王小伍,高建忠.DR實時成像技術在雙面埋弧焊管焊縫檢測中的應用[J].焊管,2010,33(2):17-20.

Digital Radiographic Testing of Ammonia Refrigeration Pipes

DING Zhan-wu1, DING Chun-hui1, HU Xi-yu1, HE Bin2, XU Yong1, GUAN Zhi-qiang1

(1.Shenyang Special Equipment Inspection and Research Institute, Shenyang 110036, China;2.School of Materials Science and Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang 110023, China)

The welding defects of the ammonia refrigeration piping will directly threat the pipeline′s integrity. It is the one of the main factors for causing the safety accidents. In the article, DR (digital radiographic) testing method was used to study in the welding defects of ammonia refrigeration piping. And through the comparison verification with the measured data of the sample pipe cutting, it was found that the reliability requirements of the ammonia refrigeration pipeline inspection regularly could be met. And the result was very meaningful for carrying out the ammonia refrigeration pipeline inspection regularly.

Refrigeration pipe; Digital radiographic testing; Welding defect; Reliability

2016-04-28

丁戰武(1987-),男,碩士,工程師,主要從事管道檢驗檢測工作。

丁戰武， E-mail:dzhanwu@126.com。

10.11973/wsjc201611019

TG115.28

B

1000-6656(2016)11-0083-03