管子—管板焊縫的射線照相無損檢測技術

顧 堯，許章飛

（國核電站運行服務技術有限公司，上海200233）

0 引言

一般對于列管式換熱器以及反應器管子、管板連接進行焊接時，更多會應用焊接、脹接+焊接這兩種結構，該連接位置對于整體設備來說是其中的薄弱之處。因為焊縫過程中可能會面臨氣孔缺陷，加上腐蝕作用會使設備正式應用之后出現泄漏事故，不僅會帶來經濟方面的損失，還會污染環境。所以，焊接之前必須要確定管子-管板焊縫氣孔，這是焊接工作中的難點。如果使用表面探傷方法，不能發現焊縫內部缺陷，常規射線檢測方法不具備管子-管板焊縫照相功能。所以，射線照相無損檢測技術的應用便非常重要，可以準確檢測出氣孔，保證檢測靈敏度達到0.5 mm，并且有很好的適應性，為此下文對其展開介紹。

1 管子—管板焊縫的射線照相無損檢測技術作用

對于管子—管板焊縫的射線照相技術，實際應用過程中的作用重點體現在泄漏失效導致的后果以及損失這兩個方面，具體如下：（1）泄漏方面：泄漏主要分為容許、有限容許以及不容許這三種；（2）安全方面：一旦發生泄漏，可能會引發爆炸以及設備損壞，甚至還會威脅到人身安全；（3）環境方面：泄漏的產生必然會對周邊環境造成污染，且污染本身是無法快速消散的；（4）腐蝕方面：泄漏問題的出現會形成腐蝕作用，導致生產設備損壞，并且影響到生產的正常進行；（5）質量方面：泄漏同時還會對產品質量帶來影響，導致質量下降。為了解決以上問題，必須要應用射線照相無損檢測技術，降低泄露等問題發生概率，保護周圍環境，實現生產的有序進行。

2 射線照相無損檢測技術運行原理

一般射線照相無損檢測技術中包括成像系統以及方法，下面對其運行原理展開分析：

2.1 底片掃描法

底片掃描法是使用高分辨率對射線照相底片進行掃描，再將掃描所得結果轉變成射線照相底片影像，最終獲得數字圖像之后，應用數字化掃描功能掃描底片，將結果輸入到計算機內，提高底片影像分辨率，增加射線照相底片中涉及信息量的同時，也能夠將像素芯距進行改變。實際應用中底片掃描法運行流程如下：第一，在暗盒內放置射線膠片，通過X射線曝光潛影；第二，沖洗加工操作之后便可以獲得底片；第三，對底片進行掃描會得到數字圖像，將其儲存到計算機內，使用監視器的顯示屏進行判定。

2.2 CR成像系統

CR成像系統的應用，將載體視為熒光成像板，從中獲取射線影響信息，再利用射線將其曝光之后，使用掃描器掃描出信息，輸入到計算機內處理相關圖像，最終便可以得到平面圖像[1]。對于熒光成像板，其中熒光成像層是IP熒光成像板中最為重要的涂層。對于CR掃描器，使用激光掃描IP板，這時光電倍增管便會將熒光影像導入其中，并且將其轉變成為電信號，通過數字信號的方式讀取。

3 技術要求與實施

3.1 焊接要求

第一，錐形脹接。在正式焊接之前杜絕全面積脹接、預滾管子，在滑移到位之后，管端只能夠和管孔內側實現線接觸。第二，應用TIG焊實施定位焊處理。針對普通鋼以及低合金鋼可以應用填充金屬。具體焊接工藝的選擇，建議以手工電弧焊、TIG焊以及工藝組合焊接為主。

如果使用手工電弧焊和手工TIG焊工藝，注意不能焊接過程中不能夠“向下立焊”。實際焊接過程中，收弧焊道要將起焊道加以覆蓋，如果采用多層焊，那么根部焊道則要被之后的焊道覆蓋[2]。與此同時，焊接過程中焊縫要延伸至管子內壁處，管子-管板接頭位置如果需要返修，則要使用與焊接坡口相同的工藝。

3.2 射線技術實施

某企業進行管子-管板焊縫的焊接，由于焊縫較深，無法使用肉眼看到，技術人員采用了射線照相檢測技術，通過X射線、G射線將試件穿透，并且用膠片進行信息記錄。X射線、R射線進行膠片照射期間和普通光線相同，可以在膠片乳劑層內鹵化銀形成潛影，因為密度不同，物質對于射線吸收的系數不同，照射至膠片的射線能量存在一定區別。針對這一問題，技術人員在實際操作過程中，按照暗室處理之后的底片黑度差很好的判斷了缺陷，使檢測工作得以順利進行。具體對該技術的應用，為了保證應用效果，操作人員進行了充足的準備，具體分析如下：

3.2.1準備工作

選擇合適的工藝將內、外兩側焊縫波紋，表面不規則問題及時解決，為后期透照作業期間補償塊的放置提供方便，也可以免于底片缺陷影像混淆。

3.2.2射線檢測技術條件

第一，放射源建議選擇Ir192同位素，結合焊接需求使用微小焦點放射源，降低幾何不清晰度，關于源尺寸以φ0.5 mm×1.0 mm為最佳；第二，焊接過程中的透照布置方法主要有“向后透照”“向前透照”兩種，建議選擇前者；第三，建議應用T2類膠片，膠片的最佳尺寸是100 mm×120 mm；第四，按照管子內徑d1可以確定焦點到膠片之間的距離，期間必須要對減小投影畸變以及照相靈敏度這兩點因素進行考慮；第五，曝光時間不能超過30 s；第六，以免出現邊蝕散射現象，需要應用補償塊；第七，通過濾板降低散射幾率；第八，特制焊縫照相靈敏度鑒定試塊，該試塊中的人工缺陷是若干小孔。通過技術鑒定試驗便可以將其檢驗出來。

3.2.3底片質量檢查

第一，底片不能夠出現邊蝕散射現象，管口位置黑度和評定焊縫區域的均勻性相同；第二，底片所有焊縫影像所形成的變形程度不能夠對缺陷識別造成影響；第三，底片評定區域黑度數值集中在2.5～3.5之間[3]。

4 管子—管板焊縫射線檢測技術創新點

化工廠生產最重要的是避免換熱器泄漏，會導致環境污染。那么在管子—管板焊縫施工期間，應用射線照相無損檢測技術，這是非常有效的預防性控制舉措。通過一直以來的實踐顯示，射線照相無損檢測技術與傳統檢測技術想比，很好地避免了換熱器與反應器失效，換熱器泄漏幾率從原來的18%降低到3%，節省了工廠生產成本，這是該技術應用最最重要的創新點。除此之外，在技術性能和技術研究方面也有明顯的創新，具體如下：

4.1 技術創新——提高技術性能

我國現有管子—管板焊縫射線檢測技術本身具有寬容度、靈敏性以及清晰度等諸多優勢，能夠在鋁合金鑄件以及鋁合金焊件等檢測中應用[4]。針對管子-管板焊縫射線檢測技術今后的發展，還需要進一步創新，將膠片照相靈敏性、高溫快速加工的優勢充分發揮出來。

4.2 技術研發——射線照相無損檢測新技術

目前管子-管板焊縫射線檢測技術已經得到廣泛應用，但是為了實現焊接技術的長遠發展，必須要以現有技術為基礎，研發數字射線照相技術新技術[5]。例如可以針對熒光體成像板以及CR成像系統等方面深入研究，提高數字射線照相規范性，借鑒國外一些成功的研發經驗與技術，從而推動我國管子—管板焊縫射線檢測技術發展[6]。

5 結束語

綜上所述，管子—管板焊縫的射線照相無損檢測技術有諸多優勢，主要體現在曝光時間與檢測時間短，射線檢測效率高等方面。所以，在實際焊接操作過程中應用射線照相無損檢測技術有非常可觀的前景。同時，針對射線照相無損檢測技術的分析，總結以下兩點：其一，該技術能夠降低泄露幾率，有利于保護環境；其二，通過照相、成像系統，可以提高檢測信息準確性，提高焊接檢測效率與質量，實現工廠生產的有序進行，同時也為今后焊接檢測工作提供更有價值建議。