1、 X 射线双壁双影椭圆成像透照小口径薄壁管时 工艺参数的选择 邓 向 东 双壁 双影 透照 小口径薄壁管 椭圆成像 的 工艺参数的选择 邓向东 关键词： X 射线 无损检测 射线检测 椭圆成像 小口径薄壁管 X-RAY SELECTION OF RADIOGRAPHIC FOR ELLIPSOIDAL IMAGING OF SMALL THIN-WALL PIPES DENGXIANGDONG Keywords: X-ray Nondestruction Radiographic test Ellipsoidal imaging Small thin-wall pipes 油田场站安装、化工工
2、艺设备安装及加热炉安装等安装工程中，小口径薄壁管对接焊接接头一般采用射线检测的无损检测方法，检测工作量比较大，有时对锅炉受热面安装焊接还要求对接焊缝进行100%射线检测，正常情况下，现场 X 射线检测组每组每天要完成50100 焊口的检测任务，油田常用的验收规范 SY4056-2005 石油 天然气钢质管道射线检测及验收规范规定，对管径小于等于 114mm的小口管径对接焊缝采用 双壁双影椭圆成像透照工艺，换而言之就是现场 X 射线检测组每组每天要拍 100200 张射线底片，而 双壁双影椭圆成像透照最难的工作就在于工艺参数的选择，工艺参数一旦选择错误就会造成大量的废片，尤其是小口径薄壁管工艺参
3、数的选择，稍有误差就会严重影响底片质量，进而影响工程进度 。作者有幸参与 西部管道战略储备库 工程、 塔里木油田西部试采 工程、 塔里木 油田 塔中100 万方天然气处理工程、西部管道 八 标段 记玉关 中间泵站等油田场站及化工工艺设备安装工 程，尤其是 塔里木 油田新建顺酐厂工程 加热炉及 吐哈油田甲醇厂改扩建工程转化炉，有大量的小口径 薄壁管需要进行 X 射线检测，根据在这些工程中的实际工作经验，笔者总结出一套行之有效的射线检验参数快速选择的方法，谨供同行工作时进行参考。 1、透照焦距与透照范围的快速选择 在透照一张或同时透照两张胶片时，若焦距选择不当，有可能造成透照范围未覆盖整张胶片。如
4、图 1 所示，现以在射线检测工作时经常使用的日本理学 250EGS2 射线机为例， X 射线机的辐射角 =3740，当焦距 F=600mm时，可用透照范围为 400 50mm。表 1 即为不同焦距时可用的透照范围。 表 1 mm 焦距 F 透照范围 焦距 F 透照范围 300 2100 800 2268 400 2134 900 2300 500 2168 1000 2334 600 2200 1100 2368 700 2234 1200 2400 图 1 从表 1 可见，焦距递增（或递减） 2 34mm。要透照 360mm长的两张胶片，焦距需 1100mm；透照 360mm 长的一张胶片，
5、焦距需550mm。每次透照以 600mm 焦距时的射线可透照半径为 200 50mm 为标准，按实际焦距递减或递加 34mm即可判断是否超出胶片范围。 R R F =3740 L1应按下式确定 L1 10dl2/32 式中 d 焦点尺寸 L2 射线源侧工件表面至胶片的距离 在特殊情况下， L1不能满足上式要求时，可由设计、检测、安装三方确认。 2、曝光条件的快速选择 曝光条件的正确选择往往是透照好一张胶片的关键。通过多个工程不同部件检验的实际统计，笔者总结出如下经验： 1）当管径、焦距和曝光时间相同时，管壁厚度减 少 1mm，则透照电压相应减少 10KV。 2）当管径、壁厚和电压相同时，焦距减
6、少 20mm，由透照时间减少 0.1min。 3）当管径、壁厚和时间相同时，焦距减少 50mm，则透照电压减少 10KV。 例如，同一条管子焊缝，使用相同电压时，焦距由 600mm 增至650mm，则曝光时间应增加 0.2mm；焦距 600mm增至 700mm，由所用电压增加 10KV，曝光时间增加 0.2min；或者也可将电压增加 20KV；或者时间增加 0.5min。 又如透照某小口径薄壁管（ 51mm 6mm）时使用 220KV电另一小口径薄壁管（ 63.5 7.5mm）时，如用 850mm焦距，则应采用 220KV电压，曝光时间应为 1.9min；采用 230KV电压，曝光时间为 1.
7、7min。 需要注意的是透照参数还应与显影液及显影温度相匹配。 3、透照影像椭圆度开口度的快速控制 SY4056-2005标准要求小径管双壁双影椭圆成像开口间距为 310mm，采用平移法进行射线透照，需要控制好偏心距及射线源与焊缝的相对位置。 3.1 射线源或管子位移偏心距的控制 现场焊接按 GB50236-1998 现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范规定，壁厚 6mm，采用氩 弧焊加电弧焊，焊缝表面宽度约为 14 15mm；壁厚 6mm，一般采用全氩弧焊接，焊缝表面宽度为 10 11mm。下面以 60mm 7mm 小径管为例进行讨论，焦距F=650mm，焊接宽设为 14mm（图 2）。
8、F1 F2 F=650 14+3 X 射线源 单位： mm 图 2 （ 1）椭圆开口要求 3mm。设 x 为射线源偏离焊缝边缘线所在平面的水平距离（即偏心距）。 由 sin =（ 3+14） /16=0.283,得 =18.27,由 F1/650=cos ,得 F1=650 cos18.27=617mm，则 F2=617-50=557mm。由 x/F2=tg ,得 x=F2 tg =563 tg18.27=184 mm。 （ 2）椭圆开口要求 10mm。 sin =（ 3+14） /60=0.4，得 =26.2, 由 F1/650=cos ,得 F1=650 cos26.2=583mm,F2=
9、583-60=523mm，则 x=523 tg26.2=258mm。 在上述计算中，会出现因焊缝宽度和管子壁厚引起的误差。采用平均值法可排除这种影响。如上例中采取 x=（ 184+258） /2=221mm，则透照出的焊口椭圆开口间距能在 3 10mm，满足标准要求。 3.1.1 同管径不同透照焦距时的情况 当管壁厚度 6mm，焊缝宽度约为 14mm，以 60mm小口径薄壁管焊缝为例，通过计算得到的结果如表 2 所示。 表 2 mm 焦距 F F1 F2 各椭圆开口时的 X 值 3 10 700 664 604 199 298 750 712.2 652.2 215 320 800 759.7
10、 699.7 231 344 850 807.2 747.7 247 367 900 854.6 794.6 262 389 950 902.1 842.1 278 412 1000 950 890 294 434 可见，要求椭圆开口为 3mm时，焦距每递增 50mm， x 递增 16mm；椭圆开口为 10mm时，焦距每递增 50mm， x 递增 22mm。用取中间值法为（ 16+22） /2=19mm 可以得到最佳开口间距，即 60mm的管子壁厚 6mm时， x 随焦距每递增 50mm而递增 19mm，可得到最佳开口间距。 3.1.2不同管径不同焦距时的应用 通过一系列等同计算，可得表 3
11、所示结论。 表 3 mm 壁厚 T 管径 得到适当开口间距的 x 值 规律 (初始焦距 F=600mm) 6 50 222 焦距递增 50,则 x 递增 20 60 202 焦距递增 50,则 x 递增 19 70 154 焦距递增 50,则 x 递增 15 6 40 243 焦距递增 50,则 x 递增 17 50 191 焦距递增 50,则 x 递增 17 60 157 焦距递增 50,则 x 递增 15 70 132 焦距递增 50,则 x 递增 13 3.1.3特点分析 该方法 优点是，只要在工作前根据当天任务情况，记住要选择的基本参数和规律，就非常简单易用。特别适用于高峰期单个小组往
12、往只对一种部件进行探伤的情况。该方法用于焊口平齐的同种部件，其透照焦距基本相同时，只要选用准确的偏心距 x，即可大大减少对机时间，提高工作效率。 该方法的缺点是，在实际安装中，由于各种原因会造成焊缝表面宽度不一，从而造成误差；另外，在壁厚很厚（或很薄）时也会造成误差，应适当进行调整。实际检测时需记住多个基本参数及规律才可准确应用，记乱会出差错。 3.2射线在管子射线源侧与焊颖表面错开的距离的控制 夜晚现 场作业有灯光影响。如锅炉管排的对口安装，灯光往往偏向一边。根据多次工程安装的经验， 小口径薄壁管 透照时可采用以下快捷有效的方法： （ 1） 小口径薄壁管 的椭圆开口透照角度的测量应看光线足的
13、射线源侧。 （ 2）透照时，利用相当于透照焦距长度的卷尺，从底片侧偏离射线源较远的焊缝边缘为基准点，往射线源处拉直，调整射线源位置，使射线在管子射线源侧焊缝表面的错开距离为 510mm 即可（图 3）。 图 3 该方法的优点是 不影响贴片时间。保持透照焊口开口 间距的稳定性。在透照竖排时，对好第一次的偏心距离，之后可按该数据等同使用即可，不用每次都对机。 X 和射线都适用。焊口壁厚及焊缝宽度对该方法没有影响。该方法对已完成密封焊接的管排安装焊口探伤非常适用。 4 结语 F2 510mm 射线源 偏心距 基准点 胶片侧 射源侧 以上介绍了小径薄壁管环焊缝射线照相工艺参数的选择经验，供同行参考。 参考文献： 1 SY4056-2005 石油天然气钢质管道射线检测及验收规范 。 2 GB50236-1998 现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范 。 3JB4730-2005 承压设备无损检测。
