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角焊缝的射线透照技术
日期:2016-10-20 13:41:00 来源: 作者:admin 浏览次数:945

       大型起重设备、水工金属结构、水利电力机械、桥梁、船坞、电站厂房钢结构等,角焊缝的应用相当广泛。但迄今为止,角焊缝的质量检测仍然是一个十分薄弱的环节。为此,本文将基于探伤实践,对于角焊缝的射线透照技术中一些问题展开讨论。

        角焊缝的直接透照方法如图1所示。对于T型接头I形或K形坡口的角焊缝,一般应从腹板两侧的两个方向透照。其透照倾斜角度α一般为30°,对于I形坡口,因焊缝金属在腹板上的熔深小,又不要求焊透,故α角可取小些,一般在20—30°范围变化。K形坡口多为熔透型角焊缝,若腹板较厚,α角可适当取大些,一般在30—40°范围变化。T形接头V形坡口的角焊缝和搭接角焊缝,一般只从一个方向透照,透照倾角α的选取,前者多取45°,后者一般取0-30°均可。射线透照时,透照厚度比K是影响主因对比度的一个十分重要的参数。在对接焊缝中一般要求K值小于1.01~1.03.既便环缝也不得大于1.1.为了提高影像质量,对接焊缝B级(最高级)像质要求磨平焊缝凹凸不平的余高,以获得最佳缺陷影像衬度。控制透照厚度比的目的,是为了使射线在有效透照区内强度的变化尽可能的减小,其变化量应控制在很小的范围内以利于缺陷的识别和检出。但是从图1中可以看出角焊缝透照厚度差异很大,仅射线束中心所对焊道横截面两侧透照厚度比(H2/H1)就可高达1.5—2.0以上。射线透照时,仅焊道部分在射线底片上的黑度变化往往是由0.5—3.5D呈连续性急剧变化,其过渡区很小。而焊缝中的缺陷在射线底片上的黑度变化多在0.5D以下,因此,这些缺陷的黑度变化可能被湮没,缺陷图像不易识别。特别是评片时,人们眼镜很难适应急剧变化的黑度反差,不利于缺陷的观察和识别。显然,角焊缝较大的透照厚度差给射线检验造成了极为不利的影响,这也正是长期以来角焊缝射线检验难以推行实施的原因。

                                楔块补偿技术

    角焊缝射线透照时,要消除透照厚度差大的最行之有效的方法就是对透照厚度不足的部分进行厚度补偿,尽量使整个透照区域厚度均匀一致。透照厚度的补偿有上表面补偿法和下表面补偿法两种形式。对于T型接头角焊缝和搭接角焊缝,一般应尽量采用上表面补偿透照方式,如图2、图3所示。补偿块的楔块角度多取45°,补偿块的厚度一般等于或略大于焊脚尺寸,射线透照时应使斜楔钝边尽量与腹板紧贴而不留间隙。T型接头角焊缝无论哪种坡口形式,采用上表面补偿透照方式时像质计的配置如图2所示。线型像质计平放在补偿块近射线源侧,线丝垂直焊道,细丝在外。使用时应根据角焊缝的透照厚度和检验等级决定像质指数。槽式像质计主要用于缺陷测深比较,应放置在射线源一侧透照区中心部位的补偿块表面上(距焊缝边缘约3-5mm),以保证槽式像质计的影像不与焊缝的影像重叠,影像底片的评定。                      是搭接角焊缝上表面的补偿透照,线型像质计可横跨焊道上的补偿块与上搭接板表面,槽式像质计应放在上搭接板的焊缝外侧。图4是T型接头角焊缝的下表面补偿透照法示例,它多用于实际透照时难以实施上表面补偿的情况下,其补偿块的厚度要比上表面补偿大得多。

     角焊缝的射线透照采用楔块补偿技术,虽可使射线底片获得较高的图像清晰度和对比度,有利于缺陷的识别和检出,但随之而来的是需要X射线机的功率较大,而目前国内外便携式低能X射线机大都在300KVP以下,透照厚度多不足50mm。若加大X射线机容量,其设备体积将急剧增加,这将使现场检验机动性变坏,射线的防护更加困难。因此,这将使射线透照的楔块补偿技术的应用受到了一定的局限,特别是国内较多的单位使用X射线机容量多在于250KVP以下,这就希望能有一个较为变通的方法。本文中这里推荐采用一种偏置补偿技术。如图5所示。偏置补偿技术实践是一种非补偿的直接透照方法。补偿块无斜楔,且偏置于角焊缝一侧的上表面,补偿块的厚度一般取腹板或上搭板焊脚尺寸的0.5~0.7倍。射线透照时,可作为曝光参数选取时计算透照厚度的参照基准。偏置补偿这种直接透照方式的透照厚度可按下式计算:

     若对应于补偿块处的黑度取值为2D,则角焊缝整个焊道的检测区黑度可控制在1.0~3.5之间。补偿块的作用在这里不是为了厚度补偿,而是用来改善人眼视角上黑度反差效果,以补偿块处的黑度为基准,将焊缝观察区自然分为两个部分相对改善了视角上的黑度差,从而大大提高了缺陷影像的对比度,使缺陷的黑度反差由不可识别转变为可识别,同时也大大缓解了高反差的急剧变化给人们视觉上造成的不适感,从而有利于底片的评定和观察。现场试验表明,采用偏置补偿技术的射线照相,刻成功地发现焊缝中根部裂纹和根部未焊透,大大提高了直接透照方法对缺陷的检出效果,同时对射线机输出功率没有特别的要求。

     角焊缝的射线透照与对接焊缝不同,其射线底片有关缺陷图像的解析也存在着较大的差异。例如未焊透,在对接焊缝中它属于不容许存在的危险性缺陷,其在射线底片是图像为一细直线,清晰可见。易于发现和检出。但对于角焊缝情况就不同了,在T型接头K形坡口的完全熔透型角焊缝中,未焊透虽属于危险性缺陷,较多容许存在一定的量限,由于缺陷的走向与射线束方向垂直且间隙较小,在射线底片上很难显示和检出,若坡口钝边间隙较大则缺陷显示为片条状暗影,形态模糊不清晰。对于T型接头的I形坡口角焊缝,腹板短边未焊透是允许存在的,不属于缺陷范畴,只有当未熔占宽超出腹板宽度其超出部分才成为角焊缝的根本未焊透,属危害性缺陷类。在普通的焊接钢结构中允许存在一定量限,其在射线底片上的图像多为一条较粗的黑线,但边缘较模糊轻淡。真空中对接焊缝的射线底片上呈现为深黑色圆点,多按点状缺陷评级,单子角焊缝中却呈现为柱状孔洞,且垂直于焊道,一般按条状缺陷处理,若其长度超过焊脚尺寸的1/2时,应考虑缺陷贯穿的可能性,则多不容许存在。至于角焊缝中的裂纹在射线底片上的投影图像更是形式多样,若裂纹面与射线束方向一致时,则呈现为一条曲折的细黑线。若裂纹面与射线束呈一交角时则多为一簇乱麻线团形状,若裂纹面与射线束方向垂直,则在底片上呈现为淡淡的云状阴影。显然,角焊缝的射线透照,有关缺陷在射线底片上的图像解析,远比对接焊缝复杂的多,这必须根据接头的具体形状、射线束入射方向、缺陷的显示图像、出现部位及缺陷产生的机理加以综合分析,必要时尚须采用其他辅助检查方法。例如,在射线底片上发现云片状暗影难以确定层状撕裂或未焊透时,可借助于超声从翼板侧扫查进一步确认。

为了便于对缺陷进行分析,图6示出了角焊缝中常见缺陷产生部位示例。底片评定时,可根据射线束入射方向考虑缺陷在底片上可能出现的透视关系。

     角焊缝的射线透照不同于对接焊缝,它必须考虑接头复杂形状给射线透照和底片评定带来的不利影响。采用上表面楔块补偿技术,可以成功的解决透照厚度差大造成的危害,大大提高了角焊缝射线透照对缺陷的检出能力。偏置补偿,虽仍是非补偿性的直接透照方法,但它却大大改善了角焊缝中射线底片的像质,提高了缺陷影像衬度,对X射线机的功率没有过高的要求。因此在实际生产中检测,有着较高的实用价值。同时,文章还指出,角焊缝的射线透照底片评定时,必须注意:应依据接头的具体形状、射线的入射方向、缺陷显示的图像、产生部位、产生机理加以综合分析,必要时应辅以其他检测方法进一步确认。

 

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