射线检测工装在实际工作中的应用
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【摘 要】 在射线检测实施工作过程中，巧妙借助简易工装设施，既能提高工作效率，又能保证检测质量，更能有效地减少射线对人体的危害，提高射线检测技术效能。
【关键词】 射线检测 工装 应用
作为五大常规无损检测方法之一的射线检测（Radiology），在工业上有着非常广泛的应用。尤其是在特种设备生产和检验过程中，是最常用的无损检测方法，但是，与其它几种常用的无损检测方法相比，射线检测设备体积大，重量大，在生产和检验现场操作起来比较麻烦，工作强度大，效率低。针对这种现状，制作一些简单实用的工装设施，不但能大大提高工作效率，而且能更好地保证检测质量。
1 射线检测的概念
射线检测是利用各种射线对材料的透射性能及不同材料对射线的吸收、衰减程度的不同，使底片感光成黑度不同的图像来观察评判的，是一种行之有效而又不可缺少的检测材料、零部件及焊缝内部缺陷的手段，在工业上广泛应用。
1.1 射线检测的优点
（1）适用于几乎所有的材料，对零件几何形状及表面粗糙度均无严格要求，目前射线检测主要应用于对铸件和焊件的检测；
（2）射线检测能直观地显示缺陷影像，便于对缺陷进行定性、定量和定位；
（3）射线底片能长期存档备查，便于分析事故原因。
1.2 射线检测的缺点
（1）射线检测对气孔、夹渣、疏松等体积型缺陷的检测灵敏度较高，对平面缺陷的检测灵敏度较低，如当射线方向与平面缺陷（如裂纹）垂直时很难检测出来，只有当裂纹与射线方向平行时才能够对其进行有效检测。
（2）射线对人体有害，需要有防护措施。
2 中心透照法的特点及简易工装的应用
我们知道，射线检测的主要目的是保证产品质量，降低制造成本。一次任何一种透照方法的选用都是从最有利于检出缺陷的目的出发，同时兼顾工作效率。对接焊缝射线检测的常用透照方式有10种，分别包括：纵缝单壁透照法、纵缝双壁透照法、环缝单壁外透法、环缝单壁内透中心法、环缝单壁内透偏心法（FR）、环缝双壁单影倾斜透照法、环缝双壁单影垂直透照法、环缝双壁双影倾斜透照法和环缝双壁双影垂直透照法。选择射线检测透照方法的一般原则是：在保证射线检测灵敏度的前提下，能采用单壁透照时，不采用双壁透照，在所有环焊缝的射线透照方法中，环焊缝中心透照周向曝光法是一种最佳的方法。
2.1 主要特点
（1）射线源与筒体圆心重合，焦距处处相等，所以底片黑度、灵敏度比较均匀。
（2）射线束方向与环缝表面垂直，横裂检出角θ=00，透照厚度K=1，有利于裂纹、未焊透等危险性缺陷的检出，而且避免了气孔、夹渣等体积型缺陷的拉扯变形，底片评定时，缺陷定位、定量、定性准确可靠。
（3）限定纵、环焊缝交叉部位为环缝考零位，以参考零位为起点，用标定尺沿环焊缝一侧边缘距离大于5mm处向下缠绕筒体一周进行底片定位，使第一张胶片暗袋中心处于零位，将所有胶片暗袋按顺序从小到大依次鱼鳞式搭接在环焊缝外表面上，且使暗袋上所有铅字标记位于标定尺异侧，在工件上只需在零位打上焊缝编号及排列方向即可，对以后的返修，复探和在用检验定位都很方便准确。
（4）一次透照长度为整条环焊缝，极大地提高了工作效率。
2.2 工装的制作及应用
签于中心透照法具有的特点，其在锅炉压力容器行业被广泛采用，但不同的企业所使用的具体方法有所差别，制作一个灵活、简易方便的活动支架，保证架机、对位的便捷和准确是至关重要的。下面图示是我们设计的可随筒体内径不同而任意调节的活动机架（如图1，2）：
为了减轻机架的重量和减少对X射线机机头的磨损，V形支架和基板可用胶木制作，套管和接管采用薄壁钢管，两个V形支架镶在基板上，基板通过螺栓固定在套管上。周向机放在V形支架上，机头中心距架机装置底部的垂直距离h=250mm，不同筒体的内半径r，可算出支架臂长L，即L=（r2-h2）1/2mm，调节接管伸出套管的长度，可得到不同的臂长L，以满足透照不同内直径筒体的需要，用紧固螺栓固定好接管，把机架放置在距筒体内环缝边缘约50mm处（胶片有一定宽度，避免将机架影像照到底片上），机头架在V形槽内，射源窗口对准环焊缝，就可以根据不同的壁厚，选择适当的透照条件来完成环焊缝的射线透照了。实际工作中，可根据本单位产品的具体情况，依据常用的筒体规格将所需的机架臂长分别计算出来，列出表格粘贴在透照室内，使操作者一目了然，操作起来简便快捷，提高了工作效率。
3 蛇形管固定焊口的透照工装制作及透照工艺控制要点
蛇形管固定焊口的焊接由于不能水平滚动，所以从管口两侧起弧，至顶部收弧，然后将蛇形管翻过来，再焊另一半，因此两侧起弧部位易产生缺陷。由于焊口无法翻转，在采用椭圆一次成像法时，两侧穿透厚度较大，加上边蚀效应的影响，造成检测灵敏度较低，两侧缺陷容易漏检。为解决这一问题，就必须在偏移一定距离后设法改变透照方向，使焊口两侧的起弧位置处在有效检测范围之内。下面的蛇形管专用支架可以帮助我们实现这一目的。
蛇形管专用支架：用小径薄壁钢管焊制如图三所示专用支架，把2005定向机机头安放在一个45°倾角的管架上。
如图三所示，A、C为焊口上、下收弧位置，B、D为焊口两侧起弧位置，A/、B/为象质计和标记位置，C/、D/为贴片位置。
3.1 支架特点
（1）简易轻便，两侧各45°倾角的透照方向相当于管子不动，透照方向围绕管子相隔90°方向，取得了两次透照和管子翻转90°相同的效果，相当于一个焊口旋转90°透照两次，既满足了相关标准规范的要求，又提高了缺陷的检出率。
（2）依靠机头指针指示透照方向，胶片和标记、象质计的放置准确可靠，相关标记不容易照掉，且避免了受辐射场范围限制造成的底片“白头”。
3.2 透照工艺控制要点
在满足以上透照布置的情况下，针对小直径薄壁管椭圆成像的特点，可采取以下措施：
（1）由于管口透照厚度差较大，在保证底片灵敏度的前提下，应尽量采用高电压，短时间的透照工艺，以此提升透照的厚度宽容度，增大缺陷检出范围。
（2）管口上焊缝距离胶片远，几何不清晰度大，影像模糊，为有效降低Ug值，限定焦距F=700mm左右，为此射线机焦点高度设计为500mm。
（3）蛇形管焊口透照时，往往是将管屏平铺放置在水泥地面上，为防止背散射线的影响，应在暗袋后背衬5mm的铅衬板，以改善像质质量。
（4）为有效检出根部缺陷，小直径管子椭圆成像开口不能太大，椭圆开口度应为一个焊缝宽度。因为很小的开口宽度就对应较大的偏移量变化，造成底片上辐射场在焊口两侧强度差异明显，黑度不同。同时，由于射线束平面相对焊口平面夹角大，椭圆开口即使在标准允许范围内，根部可能漏检，为此，可以采用小径管垂直成像法，来保证小径管根部缺陷的有效检出。
4 结语
以上两种工装简单实用，应用于锅炉压力容器制造行业的射线检测过程中，不但保证了射线检测质量和缺陷的检出，而且提高了工作效率，具有很强的可操作性，值得推广使用。
为保证射线检测质量，必须提高射线检测技术水平。提高射线检测技术，一是要有高素质人才，二是要有先进的检测设备；当现有设备不能完全满足实际工作需要时，可根据具体情况灵活制作简单易行设备，确保射线检测工作任务的完成。
参考文献：
[1]强天鹏.射线检测[M].2.北京：中国劳动社会保障出版社，2007.
[2]JB/T4730.1-4730.6，承压设备无损检测[S].