X射線檢測小徑管探傷中的應用分析

王曉光

摘 要：在小徑管的制造與應用中，對于細微損傷的檢測既是一個重點環節，也是一個難點環節，要得到可靠的探傷報告難度較高。而X射線相較于目前其他的探傷方式底片對比度更高、清晰度良好，因此被技術人員廣泛應用于檢測小徑管，更好的保證檢測的質量與結果的準確性。本文就X 射線檢測小徑管探傷的運用情況進行討論，其運行原理與具體操作方法，希望對廣大同仁有所幫助。

關鍵詞：X 射線檢測；小徑管探傷；穿透力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.106

0 引言

隨著科技的不斷發展，零件的制造在逐漸向微型化，精密化方向前進，這不但是對于制造業本身的技術水平提出更高的要求，對于配套的其他技術也有了更高的要求，小徑管在許多機械中有所應用，由于它的直徑較小，傳統的檢測手段難以檢測出其中難以察覺的損傷，因此需要利用X射線等技術手段對其進行檢測。為此需要對于這一類檢測手段進行更加深入的了解與研究。

1 X射線探傷的基礎原理

X射線的成像原理是在穿透物質時，會被吸收一部分，最終接收到的X射線圖像會反應穿透物質的密度與厚度，由此可以較為清晰的看到物質的內部結構。X射線的探傷原理也是如此，由于缺陷部位的X射線吸收程度必然與非缺陷位置不同，通過特定的膠卷將X射線被吸收后的結果反映，暗示處理后技術人員可以通過照片得到檢測結果，在通過對于檢測照片的分析后，依照相關標準，操作人員可以得出較為精準的檢測結果。

2 X射線探傷的具體運用

管道施工與質量檢測原本便具有一定的復雜性，尺寸變小后更是如此，傳統技術手段難以將產品細微的缺陷檢測出來，最終導致質檢交付使用后與預期的使用效果或使用壽命出現較大的偏差，增加經濟損失的同時也帶來極大的危險。X 射線檢測技術可以有效解決這一問題，將檢測工作簡化，提高工作效率。以下是X 檢測技術的注意點和要求。

2.1 放射源的選擇

為了保證最終得到的檢測底片足夠清洗，需要對于X射線強度進行一定的選擇，在一定范圍內提高X射線底片的對比度差值，對此，可以增大μ衰減系數來加強對比度，這是由于在衰減系數μ增大后，射線波長會增大，反之亦然，因此，在選用放射源時，需要控制管電壓U，通過降低管電壓可以有效增大射線的波長，同時，為了延長 X 射線機的使用壽命，檢測人員檢測時使用的管電壓最好不超過設備最高值的 85%。

2.2 曝光量選擇

這也直接關系到最終照片的對比度，相關規定要求曝光度超過 7.5mA.min，但是在實際的操作中發現標準的曝光率會一定程度上造成管電壓偏高，由于波長變短，底片對比度不高，操作人員對于其中缺陷的辨別程度也會降低，最終導致檢測的靈敏度不足。此外使用標準曝光率的X射線，需要3005 型 X 射線機，體積較大，操作難度也較大，增加操作人員的勞動強度，為此選用12.5mA.min 的曝光量，這一曝光度適量提高底片的對比度，并且不會造成電壓過低，對比度過大，將一些不達到損傷程度的缺陷誤判，造成檢測結果不準確。

2.3 開口間隙的選取

在實際操作中，需要對小徑管的對接焊縫進行透照，最終會在底片上出現橢圓形圖像，因此對于投影距離與開口間隙的選擇對于最終成像的清晰度。其具體原理是一定程度上增大間隙角，會降低上焊縫的清晰度與靈敏度，降低對于根部缺陷的檢測靈敏度，而當間距夠小時，效果則完全相反。因此將間距保證在3 ～ 10cm 才能保證影像的清晰，實際操作做一般為 3 ～ 6mm。此外還需要進行對焦，通常選用直線法，運用假設的方法，通過偏心距的計算，將射線管的焦點沿上焊縫射線束前邊緣點連成直線到底片，選取一定范圍，并且垂直于 X 射線窗口截面，對焦工作即告完成。

2.4 透照次數的確定

在一些檢測要求下，簡單一次透照達不到檢測要求，例如根據規定當可評范圍≥ 90% 并且旋轉 90°拍2 次或者在黑度在 1.5 ～ 3.5 之內小徑管內壁輪廓影像清晰的呈現在底片上的時候，允許小徑管透照次數只進行一次，并且不受 K 的限制。而在實際的使用研究中，發現實際上即使清晰度與靈敏度都達到需要的水平，對于一定厚度以上的厚壁管的透照效果不如預期，最終達到的水平只要需要的47%，遠達不到檢測的需求，很難準確檢測出厚壁管的缺陷，為此要將透照次數提高到三次，并且將透視的角度間隔布置為個120°，達到最好的效率分配。

3 存在的一些問題研究與改進措施

3.1 曲率過大造成的散射

厚壁管的曲率過大，當需要檢測的厚度達到一定程度后，大概在22mm，會存在較為嚴重的散射現象，而這對于最終成像將造成極大的影響，底片的清晰度大幅度降低。此外，由于射線與散射線之間會出現相互干涉，更進一步影響最終結果的準確性。

對此可以有效加入一些吸收散射射線的裝置，吸收材料與濾板，減少散射射線對于實際檢測射線的影響，得到一個較為準確的檢測結果。

3.2 外徑較小造成的穿透力降低

由于一般的小徑管的外徑一般小于89mm，在運用小徑管焊縫雙壁雙投影橢圓成象檢測時，射線的投影方向會出現焊縫與其他部分的重疊，降低穿透能力，這會造成工程人員的誤判，底片會出現與實際缺陷狀況不符的圖像，極大的影響檢測結果。

對此，在使用一次橢圓透照的時候，為了保證數據的精確度，要對被測工件進行仔細、全面的檢查。并且在選擇射線方向與焊縫縱斷面夾角 σ 的時候，可通過上式計算，確保焊縫的投影不重疊和焊縫成象的內側距離不小于任一側焊縫寬度 P 的原則。

4 結語

隨著技術的不斷發展，制造的小型化與精密化成為時代發展的潮流之一，為此也要提升其檢測技術。X射線檢測技術對于小徑管而言十分重要，目前的的檢測技術還存在許許多多的問題，因此為了更好的實現檢測效果，要在實踐的基礎上對于X射線探傷技術進行創新運用與提高，達到更加精準的水平。

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