離心鑄造合金爐管對接環(huán)焊縫x射線探傷技術(shù)

離心鑄造合金爐管對接環(huán)焊縫x射線探傷技術(shù)

離心鑄造合金爐管由電弧爐或傳感器爐精煉而成。采用金屬模經(jīng)離心分配，致密組織，柱狀晶體發(fā)達。在高溫下具有良好的抗氧化性、抗?jié)B碳性和高溫強度。它可以長期工作，廣泛應(yīng)用于原油、冶金機械、熱能原子能等行業(yè)。某煉油廠制氫裝置生產(chǎn)的一批離心鑄造合金爐管材料為HP45NbTi,規(guī)格?127mm×12mm,每根管組由四根管段和2件對焊法蘭(0Cr18Ni10Ti)組焊而成。各管段之間以及管段與對焊法蘭的焊接坡口型式均為夾角60°的V型坡口,采用NiR82(?2.5mm)鎳基焊絲手工鎢極氬弧焊(TIG)打底,打底焊時背面通氬氣保護以保證單面焊雙面成形,焊后著色探傷合格后再改用25-35.Nb(?2.4mm)焊絲氬弧焊填充并蓋面,層間溫度控制在90℃的焊接工藝。技術(shù)要求對焊接接頭及深度超過3mm的補焊金屬按JB/T4730-2005標準均應(yīng)進行100%的X射線探傷檢查,驗收等級為II級。受工件結(jié)構(gòu)限制,對離心鑄造合金爐管對接環(huán)焊縫的檢測采用射線源平移機頭傾斜法、雙壁單影透照。常規(guī)透照工藝,底片黑度較低,曝光時間較長,曝光寬容度和有效評片區(qū)小,透照次數(shù)多。為獲得較好的X射線底片質(zhì)量和提高爐管焊縫射線檢測效率,通過理論分析和探傷實踐,尋找出最佳的探傷工藝參數(shù)。1X1.1透照角度的選取及工程應(yīng)用在爐管的焊接中,易出現(xiàn)的缺陷主要是方向性強的面積型缺陷(如裂紋、未焊透、未熔合等)和夾鎢。面積型缺陷在不同方向上形成的厚度差可能不同,因此,為提高照相對比度,保證未焊透、未熔合和裂紋的檢出率,就必須控制一定的透照角度,而透照角度又取決于開口間隙的選取。通常爐管對接焊縫透照時,上下兩焊縫在底片上呈橢圓形(下焊縫為評定對象)影像,當(dāng)選取的焦距較大時,橢圓形更明顯。筆者認為,上下兩焊縫成像間距不應(yīng)太大,即透照角度不應(yīng)太大,開口太大不利于面狀缺陷的檢出,間距太小又影響焊縫熱影響區(qū)缺陷的檢出。實踐表明,開口間隙1.2黑度和總參數(shù)根據(jù)JB/T4730-2005要求,在檢測時,AB級底片黑度D要求范圍在2.0～4.0之間。通常,黑度偏小,會使可用梯度偏低,從而影響對比度和缺陷靈敏度。為增大對比度,在對爐管透照時,射線照相底片往往取較大的黑度值,鑒于爐管橢圓透照有大寬容度法的特點,通常焊縫和熱影響區(qū)的允許黑度范圍為2.0～3.5。2透照厚度比的確定底片不僅要滿足黑度范圍,而且還必須滿足檢測靈敏度。根據(jù)JB/T4730-2005標準要求,對100mm<這就要求透照厚度比在AB級內(nèi)必須滿足在Δ在Δ得:在Δ表1～表2分別是由上可見,確定焦距和3黑度大小對底片對比的影響在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi),射線底片的對比度差值越大則各種缺陷細節(jié)顯示越清晰,因此在黑度一定的范圍內(nèi),底片對比度越大,發(fā)現(xiàn)缺陷的靈敏度就越高。根據(jù)公式Δ由以上分析可以得出,要提高底片對比度Δ4曝光量和管電壓的影響焦距對射線照相靈敏度的影響主要表現(xiàn)在幾何不清晰度焦點尺寸大,有利于散熱,可承受較大的管電流,焦點尺寸小,底片清晰度好,照相靈敏度高。X射線探傷機射線管常見焦點尺寸有焦距太大,如果保持底片黑度不變,就必然要增加曝光量或要提高管電壓。如果增加曝光量,會使工作效率降低,且大大縮短了X射線管的使用壽命,提高了生產(chǎn)成本;管電壓太高,射線線質(zhì)變硬,使射線靈敏度大大降低。在采用雙壁單影法透照爐管環(huán)焊縫時,為得到較大的一次透照長度和較小的橫向裂紋檢出角(或提高裂紋檢出率),往往選擇較小的焦距。當(dāng)然,焦距減小了,可以增大有效評定范圍,縮短曝光時間(曝光時間就要按焦距平方成正比減少)。通過最小焦距計算并結(jié)合影像清晰度、一次透照長度、曝光時間的考慮,對于?127mm×12mm的爐管X射線檢測,焦距選擇320mm～350mm為宜,此時底片缺陷清晰度較高,底片質(zhì)量較好。5管電壓和焦距的選擇對射線透照來說,調(diào)整曝光量的大小在實際工作中一般是改變照射時間。通過提高管電壓和選用較小的焦距,使得曝光時間減少。通過實踐,使用XXQ-3005型X射線機透照,管電流5mA,選用細微粒、高反差、感光速度快的愛克發(fā)TESTIXC7NEW膠片,管電壓為230V時,利用修正的曝光曲線,6橢圓成像透照距離通過表1～表2可以看出,得爐管焊縫寬度約15mm,焊縫余高1.5mm,取開口間隙距離為15mm,焦距定為340mm。根據(jù)如圖2所示的橢圓成像透照布置,其X射線機的偏心距離:式中—橢圓開口間隙;Δ—焦距;—爐管外徑。通過計算得,偏心距為49mm。為了驗證理論計算的正確性,采用XXQ-3005型X射線探傷機,焦點尺寸7規(guī)定的最大k值對離心鑄造合金爐管對接焊縫采用雙壁單影透照時,為提高橫裂紋檢出率,不應(yīng)取標準規(guī)定的最大K值。同時,