鍋爐受熱面管橢圓成像法參數的選擇

武學濤，王勇，上官振國

（慶陽市特種設備檢驗所，甘肅 慶陽 745000）

現如今，隨著我國工業的發展和環保意識的增強，城市集中供熱已成最終趨勢，各種大功率鍋爐的使用已進入普遍化。為減少鍋爐受熱面管的爆管，做好鍋爐受熱面管的焊縫質量檢驗是非常重要的。現階段，檢驗受熱面管的主要手段是射線檢驗、超聲波檢驗。但在大功率鍋爐的安裝檢驗中，一般建設方都要求鍋爐受熱面管進行100%的射線檢驗。這就要求我們嚴格執行《承壓設備無損檢測》的規定，認真、合理地選擇好各項檢驗參數，進而保證、提高檢驗質量。

1 射線檢驗工藝的選擇

圖1

為確保鍋爐受熱面管焊接接頭的焊接質量，施工現場采用雙壁雙投影的射線檢驗方法，來檢驗焊接接頭的內在質量。根據標準規定，對外徑≤φ76mm的管子，采用雙壁雙投影法透照時，管子內壁應清晰地顯示在底片上；并且上下兩焊縫在底片上的影像呈橢圓顯示，其橢圓短軸內側間距一般以3～10為宜。為保證上述結果施工現場主要采取的措施就是確定射線檢驗的偏心距、透照角度，只要這兩個條件滿足了，焊接接頭的上下焊縫也就在底片上呈橢圓影像了。

2 偏心距、透照角度的關系與選擇

偏心距：膠片暗袋平放，放射源焦點偏離焊縫中心平面一定距離稱為偏心距（S0）。其相應的角度即透照角度 (θ)。

從圖1中可以看出：當偏心距（S0）過大（即透照角度過大）時，焊縫根部窄小的缺陷(如裂紋、未焊透等)有可能漏檢或者因為焊縫影像畸變過大而難于評判；偏心距過小（即透照角度過小）時，又會使射線源側焊縫與膠片側焊縫缺陷難于分開。

圖1中，S0為偏心距；θ為透照角度；F為透照焦距；T為管壁厚度；D為管子外徑；b為焊縫寬度；g為橢圓開口間距；L1：射線源到管子表面的距離；L2：上焊縫到膠片的距離。

因此，有公式：

表1

從上述公式及上表中可以看出：

（1）小徑管隨著壁厚的增大，其焊縫寬度增大，由此偏心距、透照角度增大；

（2）小徑管隨著管徑的增大，其偏心距、透照角度減小；

（3）小徑管隨著橢圓間距的增大，其偏心距、透照角度增大。

極限的例子是：偏心距為零時，透照角度為零，小徑管上、下焊縫影像重疊，即透照厚度。對于縱向裂紋、未焊透等線形檢出率較高，其他缺陷也可檢驗出來。但很難判斷缺陷的位置是在上或下焊縫中。

如果偏心距增大時，透照角度隨之增大。同時，將使缺陷在底片上的影像嚴重變形甚至模糊，既降低了缺陷的檢出率，又導致了缺陷的漏檢。

由上述可知，偏心距、透照角度的選擇：在保證焊縫影像的內間距g的情況下，既避免上、下焊縫影像的重疊，同時，又可以提高縱向裂紋、未焊透等缺陷的檢出率，降低缺陷失真角，是最好的選擇。

所以，在施工現場檢驗時，盡量選擇小的偏心距、透照角度，即小徑管底片焊縫影像的內間距在確保為3～5mm的情況下計算偏心距或者透照角度。圖2為偏心距S0與橢圓開口間距g的關系曲線。

圖2

圖3 為透照角度θ與橢圓開口間距g的關系曲線。

圖3

3 結語

通過對鍋爐受熱面管橢圓透照法技術表中數據、關系圖的分析、探討，我們發現，橢圓開口間距g、偏心距S0、透照角度θ這三者是鍋爐受熱面管焊接接頭射線檢驗的三個重要因素。而其中橢圓開口間距g，則是其中的基礎。

通過對上述的探討，為我們在今后的鍋爐受熱面管焊接接頭焊縫雙壁雙影射線檢驗工藝的制定，提供了可靠的理論依據。