射线检验（精选3篇）
射线检验 篇1
0 引言
随着大容量高参数电站锅炉发展, 面临着许多厚壁小径管高合金耐热钢小径管及其异种钢对接焊缝的检验问题。如何合理地选择透照参数, 以扩大电站厚壁管和高合金管对接焊缝双壁双影一次椭圆成像的检出范围, 确保危险缺陷如:根部缺陷和裂纹等的检出率, 以及如何有效跟踪底片检出范围和灵敏度具有十分重要意义。对此从实践中依据理论基础找到良好的方法。
1 管电压的选择
在适当的范围内, 射线底片的对比度差值越大则各种缺陷细节显示越清晰, 因此在黑度一定的范围内, 底片对比度越大, 发现缺陷的灵敏度就越高。根据公式ΔD=-0.434γ.μ.ΔT,
式中ΔD———底片对比度;
γ———胶片对比度;
μ———衰减系数;
ΔT———被透工件厚度差。
在胶片和被透工件不变的情况下, 若要增大对比度ΔD, 就要增大衰减系数μ。对于同一工件来说,
式中τ———吸收系数;
K———常数;
ρ———被照工件密度;
Ζ———被透工件原子序数;
λ———射线波长。
密度和原子序数是不变的, 所以, 若增大衰减系数必须增大射线波长λ。由于λ=12.4/K.U, 式中U管电压。
由以上分析可以得出, 要提高底片对比度ΔD, 就要降低管电压U。但是对于厚壁小径管来说, 厚度变化较大, 为增大曝光宽容度, 增大有效评片区, 又必须提高电压, 但同时也要考虑射线机的使用寿命。常规做法, 当工作负荷为满负荷的80%~90%时, 可以有效延长X射线机的使用寿命。时间得知, 采用2505型X射线机透照, 管电压为230k V, 此时获得的底片质量较理想。
2 曝光量的选择
一种情况:JB/4730.2-2005标准规定对管电压有上限要求, AB级射线检测技术曝光量不小于15m A.min。由于曝光量可以长些选择管电压可以较低。但对于厚壁小径管来说, 过低的电压必然造成对比度过大, 有效评片区过小。
另一种情况:DL/T820-2002标准规定对曝光量的要求小于7.5m A.min, 按此标准要求的管电压较高, 造成底片对比度小, 灵敏度低。那么, 要使用又大又重的3005型X射线机, 在现场操作增加了劳动强度和工作难度。通过实践, 如曝光量确定为12.5m A.min, 则底片的质量较好, 且仅需要使用2505型X射线机就可透照, 底片质量满足标准要求。
3 透照距离的选择
3.1 透照布置
常规电站安装检验小径管对接焊缝采用双壁双影一次椭圆成像透照技术如国家射线书籍第二版透照图, 它比一般的焊缝透照要复杂, 由于要使得射源侧及底片侧焊缝清晰地投影在胶片上, 所以透照参数焦距F=L1+L2, 偏心距L0=L1 (b+q) /L2, 椭圆开口间距q, 透照电压及曝光时间的合理选择至关重要, 这些参数恰当的选择目的是提高焊缝面状缺陷的检出率。正确选择曝光条件, 尽量减少由于曲率所造成的底片厚度差, 能将有效检测范围内黑度控制在规定范围内, 这是形成清晰影像的主要因素。
3.2 焦距的选择
国内各有关标准对小径管对接焊缝射线检验中焦距的选择并非是焦距不能小于600mm, 是个定数, 这一要求出处是GB3323-87标准中的规定, 为了保证上下焊缝的清晰度, 焦距不能小于600mm, 这样规定对于不同的小径管Ug值是不同的, 根据公式计算使得Ug值随着管径的增大而增大, 看出这一规定不够合理。根据几何不清晰度度Ug=db/ (F-b) (其中d为有效焦点尺寸, 焦距为焦点到胶片距离F=L1+L2, b为缺陷到胶片距离) 可知, 对于同一管径的焊缝, 焦距越大, 几何不清晰度Ug就越小, 发现缺陷就越有利, 评定就越准确。所以为了控制一定的几何不清晰度Ug值JB/T4730-2005要求不同的射线检测技术等级要求的射线源至工件表面的最小距离f也不同。
(1) A级射线检测技术, 射线源至工件表面的最小距离f≥7.5db2/3。
(2) AB级射线检测技术, 射线源至工件表面的最小距离f≥10db2/3。
(3) B级射线检测技术, 射线源至工件表面的最小距离f≥15db2/3。
为保证上下焊缝影像清晰, 焦距不得低于标准。通过最短焦距计算并结合工作效率的考虑, 对于覬76×12.5的管子, 透照距离选择470~500mm为宜, 此时底片缺陷清晰度较高, 底片质量较好。
4 开口间隙的选取与对焦方式
常规情况下, 小管对接焊缝透照时, 上下两焊缝在底片上的成像呈椭圆形, 间距以3~10mm为宜这是标准要求。在实践中上下两焊缝间距应小些为好, 符合投影近清晰, 远模糊的原理。间隙角大时, 上焊缝清晰度和灵敏度低, 对面状缺陷的检出率影响大。实践表明, 上下焊缝投影间隙在3~6mm范围为理想间隙距离。现场透照时为使间距在3~6mm范围, 可以采取直线法确定焦点位置。假定间隙距离选5mm, 则只要在工件上量出q=5mm, 根据偏心距L0=L1 (b+q) /L2, 确定L1位置后, 将射线管焦点S、沿上焊缝射线束前边缘点连成直线到底片, 选取460~500mm, 且垂直于X射线窗口截面, 对焦工作也就完成。
5 透照次数确定
小径管透照规程上规定可以不受k值限制, 允许一次透照, 但也有一定的技术要求:实践证明, 在清晰度、灵敏度均达到要求的情况下, 覬76×12.5厚壁管一次透照有效评片区弦长只达到51mm, 黑度范围边缘1.8, 中心2.5, 通过计算可知, 一次透照有效评片长度只有45%, 因此厚壁管一次透照的漏检率很大。综合考虑各标准要求, 确定拍片次数至少2次, 后一次转动90°拍, 若要达到100%焊缝透照则需拍3次, 后两次转动60°和120°。这样既满足了JB/4730.2-2005标准要求, 也满足检出率。
6 像质计选择
小径管椭圆透照时, 应选用由5根直径相同金属丝构成的I型专用像质计。在确定像质计线径时, 透照厚度按下式计算比较合理:
式中TA———透照厚度, mm;
D———管子外径, mm;
T———管子壁厚, mm。
经计算, 覬76×12.5管子焊缝透照厚度为3214mm, 选用线编号为8的像质计。
7 结论
厚壁小径管X射线透照工艺选择, 各标准规定不尽相同, 各有一定的优缺点。实践证明, 厚壁小径管采用上述透照工艺, 既能达到较好的底片质量, 又能获得较大的透照有效长度。
参考文献
[1]JB/T4730-2005承压设备无损检测[S].
[2]DL/T 820-2002钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程[S].
[3]DL/T 869-2002火力发电厂焊接技术规程[S].
[4]GB3323-2012钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级[S].
核电二厂回路系统射线检验探讨 篇2
1.1 主要器材
1.2 检验区域
检验区域包括焊接金属和相邻两侧母材至少10 mm的区域。
1.3 技术要求
射线源双壁单影;像质计放在胶片侧 (贴“F”标记) ;几何不清晰度≤0.3;洗片方法为手动槽洗, 显影温度20±1℃, 显影时间5 min, 停显2 min, 定影≥10 min且温度≥19℃, 水洗至少30 min。最后提交的射线底片要求曝光技术使用正确, 双片黑度值为2.7～4.5, 单片黑度值为2～4.2 (或4.5) , 像质计使用正确并清晰可见正确孔径, 标识正确, 无影响评定的伪缺陷 (如划痕、记号、水滴及污渍等) 。焊缝底片以Ⅰ级为验收标准。
2 焊缝的射线检验
2.1 准备工作
2.1.1 测量准备
确定焊缝编号为D114-MX-RT-01, 测量管径和壁厚, RCCM级别为1级合格, 测出直径168.3 mm, 壁厚7.11 mm。
2.1.2 暗室
准备打标机、暗盒、胶片、增感屏。准备底片编号, 放置在暗室预先打号机上, 用Agfa D4胶片, 将其切成100×200 mm大小, 将胶片左上角打标, 然后放在准备好的增感屏内, 再一同放在暗盒内, 为防止其移动用胶布在暗盒封口处缠紧。按以上做法准备5套胶片, 暗室准备工作即告结束。
2.1.3 像质计
选用3号不锈钢金属丝像质计, 将其放置在胶片侧, 并在像质计左上角贴上“F”铅字, 要求可见12号丝像质计。
2.1.4 标记带
准备一条长度为528mm的胶带, 每隔52.8mm粘贴一个铅字, 按从左到右的顺序分别粘贴“1”、“2”、“3”、“4”、“5”、“6”、“7”、“8”、“9”、“0”。
2.2 现场布置
将标记带“0”号字与焊缝上中心标记对齐, 并按照中心标记的方向将其用胶布粘在距离焊缝20mm处, 将射线源固定在标记带上“6”号位置并调整至焊缝中心。把胶片用松紧带固定在“0”、“1”、“2”号字上, 胶片要完全覆盖焊缝和铅字, 保证焊缝在胶片中心位置, 像质计放置在胶片侧, 距胶片边缘1/4处。用厚2 mm的铅板放在其后作屏蔽板, 防止背散射, 在暗盒背后加一个2 mm厚的B形铅字, 检验背散射的防护是否有效, 重复以上步骤完成标记带上“2”、“3”、“4”;“4”、“5”、“6”;“6”、“7”、“8”;“8”、“9”、“0”四部分的布置和曝光。焊缝布置见图1。
2.3 曝光和洗片
曝光时间9 min, 曝光后移走射线源, 拆下胶片, 进行冲洗。显影温度20℃, 时间5分钟, 停显2分钟, 定影时间10分钟, 水洗时间30分钟, 并把湿胶片挂好。
2.4 评片
二回路管道底片的评定和通常的评片没有本质区别, 只是由于曝光时间长, 其底片没有一般底片清晰, 但只要细心观察, 就可以准确评定。
参考文献
射线检验 篇3
射线检验设备 (器具) 常用于核电厂设备的无损检验中, 以便通过在役检查或役前检查, 及时发现可能影响核电厂运行寿命周期内重要系统和设备安全运行的缺陷或异常。
射线检验是一种无损检验方法, 工作原理是利用各种射线穿过结构上不连续的被检件时会产生衰减、吸收或散射现象, 通过记录介质上形成的影像来判定被检件是否存在损伤。要确保在役检查的工作质量, 射线检验设备的质量和性能必须得到保证。其中的重要措施之一是射线检验设备的定期校验。
实际工作中, 由于计量管理部门、管理体系评审机构、无损检测行业等对确保射线检验设备符合预期使用要求的理解不尽相同, 易使执行者产生困惑。如将射线检验设备作为计量设备去管理, 就必须按计量设备管理要求进行定期检定, 但仅进行定期检定, 并不能完全保证射线检验设备的质量和性能。实践中通常需要在检定之外对射线检验设备进行定期检查工作, 包括检查、测试、核查等非计量检定性活动, 以校准或核查其性能和质量是否符合无损检验的工作要求。
但在无损检测行业, 管理体系评审机构所使用的JJF1001-2011程序文件中, 在检定、校准、检测等要求之外, 也提出了期间核查要求。它规定的期间核查, 是指组织根据自行编制的期间核查程序, 为保持对设备校准状态的可信度, 在两次检定 (校准) 之间进行的核查。即对射线检验设备不仅要执行计量管理部门要求的检定工作, 还需要在两次检定之间对设备进行核查或检查, 通过内部校准保证检验设备在检定期间内的质量和性能。
因此, 保证射线检验设备质量和性能的适宜管理方法, 是将计量管理部门要求的定期检定和内部校准进行结合, 形成优化的定期校验 (含外部检定和内部校准) 管理模型。
二、内部校准的工作和管理原则
国家允许企业对非强制检定的设备器具进行内部校准, 但必须满足CNAS-CL31:2011《内部校准要求》中的相关要求。
开展设备器具内部校准的组织, 应申请或已获CNAS认可的检测实验室, 且只能针对与认可能力相关的测量设备的内部校准, 校准结果仅能用于内部需要。
从事核电设备射线检验的机构, 其实验室实施内部校准应优先采用行业的标准方法, 如相应的JJG、JJF等, 当没有标准方法时, 也可使用经审批生效后的自编方法、测量设备制造商推荐的方法等非标方法。
重要的是, 内部校准活动应满足CNAS对校准领域测量不确定度的要求。以下以典型的射线检验设备黑白密度计为例, 讨论测量示值误差不确定度的评定。
三、测量示值误差不确定度评定示例
1. 测量不确定度评定的意义
真值与实际测量数值之差为测量误差, 测量误差是不可避免的, 只能估计在一定的概率下达到的误差限, 这种测量的误差限被称为测量不确定度。测量结果必须包含不确定度才是完整并且有效的。
2. 被测仪器和测量环境条件
本次测量的环境条件是环境温度25℃、相对湿度60%。被测黑白密度计的型号是JD-210A (证书编号2013F40-10-000792, 有效期限2013年9月18日) , 最大光学密度为5.0, 分辨率为0.01。
测量用黑白密度片的型号是DV-8 (证书编号2013F40-10-000319, 有效期限2014年3月13日) , 不确定度在k=2时为U=0.007 (0.0
3. 测量方法及黑白密度计示值误差的不确定度分量
测量方法参照JJG 920-1996《漫透射视觉密度计检定规程》。对于一个实际测量过程, 不确定度一般包含几个分量, 可按以下方法进行评定。
(1) 不确定度的A类评定。用对测量列进行统计分析的方法来评定。
(2) 不确定度的B类评定。不是用测量列来统计分析, 而是基于经验或其他信息所认定的概率分布来评定。
(3) 合成标准不确定度。当测量结果由其他一些量的值导出时, 由其他量的方差算出测量结果的标准不确定度。
(4) 扩展不确定度。确定测量结果区间的量, 合理赋予被测量值分布与较高的置信水平。
本例中, 具体不确定度分量及预估见表1。
4. 黑白密度计示值误差的不确定度分量讨论
(1) 测量重复性引起的不确定度分量讨论。测量重复性引起的不确定度分量属于不确定度的A类评定, 是由于每次测量条件的不一致, 仪器本身的不稳定造成的随机误差。该误差带有随机性, 用统计的方法确认。
事先进行多次的独立重复测量, 其实验标准差为s (xi) , 随后的规范化常规测量是由一次测量直接给出测量结果, 则该测量结果的标准不确定度u (xi) 就等于事先评定的实验标准差, 即u (x) =s (xi) 。
在相同条件下, 选取密度标称值为2.0、4.0各进行m=3次测量, 取其平均值作为测得量值, 三次的测量平均值分别为
为了确定重复性所引起的不确定度分量, 用被测黑白密度计测量黑白密度片标称值为2.0、4.0的两级, 独立重复进行10次测量, 得到的数据见表2。
由上述计算, 可得不确定度
(2) 黑白密度计分辨率引起的不确定度分量。被测仪器分辨率引起的不确定度属于不确定度B类评定。本案例中, 被测的黑白密度计分辨率为0.01, 均匀分布, 区间半宽为0.005。由此得到
(3) 黑白密度片引起的不确定度分量。黑白密度片是进行黑白密度计校准的标准物质, 其引起的不确定度分量属于不确定度B类评定, 基于实验或其他信息来估计, 含有主观鉴别的成分。
由黑白密度片的校准证书, 给出黑白密度片的扩展不确定度U=0.007 (0
(4) 合成标准不确定度。对以上数据进行整理, 各不确定度分量的标准不确定度值见表3。
由此可得合成标准不确定度
(5) 扩展不确定度。当被测量值接近正态分布时, 取置信概率P=95%, k=t95≈2.0
由上述分析和计算可得, 黑白密度计示值误差测量结果的合成标准不确定度为U95=0.011 (0
四、结语
基于以上观点和分析, 已逐步开展了部分设备的内部校准工作, 包括黑白密度计、γ射线探伤机等设备建立了内部校准规范, 实施完成了多次内部校准。近1年多来, 在HAF601、ISO 9001、国家实验室、国家计量认证等体系审查中, 各评审组在核查相关记录后, 均认可了我单位的内部校准工作。
摘要：基于核电行业无损射线检验内部校准的必要性及其内部校准活动中对校准领域测量不确定度的技术讨论, 认为应将射线检验设备定期检定与内部校准进行优化结合, 以保证射线检验设备用于核电设备在役检查时的质量和性能符合工作要求。
关键词：射线检验,检定,内部校准,优化
参考文献
[1]CNAS-CL14:2010.检测和校准实验室能力认可准则在无损检测领域的应用说明[S].中国合格评定国家认可委员会, 2010.
[2]JB/T 4730.2-2005承压设备无损检测第2部分[S].射线检测.国家发展和改革委员会, 2005.
[3]JJF 1001-2011通用计量术语及定义[S].国家质量监督检验检疫总局, 2011.
[4]CNAS-CL31:2011内部校准要求[S].中国合格评定国家认可委员会, 2011.
[5]谢常欢.无损检测仪器设备校准或核查要求的探讨[J].无损检测.2011, 33 (9) .
[6]叶军安等.对用工作级密度片检定透射式黑白密度计的看法[D].中国计量测试学会光辐射计量学术研讨会论文集, 2011.
[7]高玉英.基于贝叶斯理论的动态不确定度评定方法研究[M].