铱192γ射线透照工业管道焊缝工法Word文档下载推荐.docx
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其中,铱-192适宜透照10-100mm钢材料,它具有以下特点:
(1)射线能量适中,探测厚度范围广Ir192放射出来的γ射线由多条谱线组成,穿透能力比一般X光机强(一般X光机能量为200~300kv),相当于300~800kVX光机的有效能量,可部分代替加速器,但比加速器轻便和便宜得多。
用它透照的射线底片,对比度和灵敏度较好,质量明显优于Co60和Cs137所透照的底片,而Tm170只适宜透照较薄的工件。
(2)体积小,重量轻。
目前国内使用最多的是丹东和成都制造的y射线探伤仪,主机重量分别为15kg和26kg。
操作时不需要电源和水源,非常适合野外和高空作业。
(3)比活度高,焦点小。
在常用的几种放射性同位素中,Iγ192的比活度较高。
源的尺寸相对来说就可以做的较小,一般100Ci源的尺寸约为。
3X3mm。
因此,用lr192透照时,其几何不清晰度小,灵敏度较高。
(4)探头直径小,能通过。
25mnl左右的孔隙伸人管道内部进行透照。
适用于内照法和狭窄间隙处的焊缝探伤。
能探测X光机无法探测的部位。
(5)拍片效率高。
与X光机相比,成本低,检测速度快,不需要间歇和训机时间,可连续工作。
(6)半衰期短,适合不同厚度和规格的管道探伤。
但根据工作情况需及时更换新源。
(7)设备牢固耐用。
与此相反,X光机的X光管,高压线包等均易损坏,经常需更换,且价格昂贵。
(8)因γ射线辐射不能人为加以控制,且能量较高,因此对防护要求较高,要求执行一系列防护规定,并有较X射线更为严格的防护措施。
2.适用范围
本工法适用于用铱-192γ源透照10mm<
TA<
130mm的管道焊缝透照方式为:
(1)内透法;
(2)双壁单投影法;
(3)双壁双投影法(仅在x光机无法透照时使用)。
注内透法时:
TA=T十h
双壁单影和双壁双影法时:
TA=2T+h
3.探伤工艺
3.1γ射线探伤机
Ir-192γ射线探伤机,通常由于以下几部分组成:
(1)γ源:
一定尺寸的Zrl91在核反应堆中俘获热中子而形成lr192,其具有放射性。
γ射线即由此发出,称之为γ源,γ源用氢弧焊严密封装在不锈钢外壳内,外壳端头有与操作系统相连接的接头。
(2)工作容器(贫化铀罐)。
工作容器用贫化铀制成,γ源放在中间的输源通道内。
输源通道通常有直通道和占型通道两种。
工作容器的作用是屏蔽非工作状态下的射线辐射,使泄漏的射线剂量在安全剂量以下,该容器两端有快速接头,一端与驱动钢缆相接,另一端与源导管相接。
该容器上还有锁紧和快门等安全装置,能防止γ源从容器内自行脱出和屏蔽源的通道射线的泄漏。
(3)操作机构。
操作机构的作用是利用驱动缆通过源导管把γ源送出和收回.驱动装置有电动和手动两种。
(4)支撑装置:
支撑装置主要由支架组成,起支撑前三部分的作用.
3.2辅助器材
(l)铅字,像质计:
铅字有阿拉伯数字、英文字母及其它识别标志,使用后能在底片上形成永久性的影像。
像质计是检查底片影像质量的器件,有不同的编号,使用时根据透照厚度按标准选用。
(2)暗袋:
增感屏。
暗袋选用不透光,对射线吸收小能方便地拆装胶片的材料制成。
目前,使用最多的是黑塑料暗袋。
增感屏有增加胶片感光的作用,应选用前屏≥0。
05mm,后屏≥0.1mm的铅箔增感屏.
(3)胶片:
γ射线探伤应选用GB3323-87标准规定的J:
或J:
型胶片。
要求粒度细,伪像少,反差高。
底片尺寸应根据管径大小及透片张数具体决定。
其规格一般分为,150*80mm,240*80mm,300xsomm,360*80mm四种当焊缝宽度较大时,底片宽度可适当增加。
(4)铅板:
铅板的作用是屏蔽透照中来自胶片背面和侧面的散射线。
其长和宽应稍大于暗袋尺寸,厚度2~4mm。
(5)标记带:
自制标记带可按5cm间隔把0.5、10、15.…等铅字固定在皮尺上,长度视需要而定,透照时把此标记带围在焊缝旁,并在与之相应的部位打印好定位识别标记,定位识别标记可用“0”沪和“→”表示起点和延伸方向。
(6)乳胶管、弹力贴片带或特制磁铁:
透照时用于绑扎固定暗袋和铅板等.
(7)氧化锌胶布:
用于固定铅字和像质计,标记带等。
(8)手锤、冲子、记号笔等。
用于在焊口旁标定定位识别标记,便于焊口返修和复验。
(9)计算器和计时器:
用于计算曝光时间。
(10)安全警戒标志。
有专用的绳、牌、灯等,防止无关人员误人探伤区。
(11)夜间工作所需要的照明灯具。
(12)个人音响报警器等。
3.3透明方式的选择
(1)外径大于89mm的管焊缝,采用双壁单影法分段透照,如下图。
双壁单影法
(2)外径小于等于89mm的管焊缝,采用双壁双影法透照,如下左图。
其椭圆间隙以3~10mm为宜。
如下右图。
双壁双影法中心周向曝光法
3.4工艺程序
(1)焊缝径外观检查合格后,由施工单位填写射线探伤委托单,委托单上应注明装置号、管线号、焊工号、焊口号、规格、材质、执行标准等.
(2)检测人员经现场观察认为确已具备现场检测条件后,方可签字接收委托。
(3)接收委托单后,准备照明器材,并按委托单上提供的工件规格选用相应规格的胶片和增感屏装人暗盒中。
(4)根据GB3323-87、GB/T12605-90标准和有关安全防护标准要求及透照对象的具体情况,选择透照方式,确定焦距,焦点位置,划定安全区。
(5)计算曝光时间。
(6)穿戴好防护用品,把γ探伤机运至工作地点,用剂量仪检查γ射线源是否在装置内。
(7)将输源管和驱动缆与探伤机连接。
(8)设置安全警戒标志。
(9)标定和打印定位识别标记,把标记带固定在焊缝旁,底片中各种所需的标记按下图
(1)进行排列。
双壁双投影透照时,底片上所需标记可贴放在射源或胶片侧。
见下图
(2)和(3)
(1)底片上标记布置图
(2)双壁双影底片标记布置图
(3)双壁双投影透照布置
(10)贴片
1)用内透法曝光时,先将乳胶管或弹力贴片带套在焊缝上扎紧,然后按标出的贴片置将衬有铅板的暗袋掐人乳胶管(或贴片带)与管外壁之间。
相邻两片接头部分搭接10~20mm。
如下左图所示。
2)在双壁单投影和双段影透照时,贴片带扎法同上。
把暗袋插人预定透照位置即可。
(11)对焦
1)进行内透中心曝光时,把探头焦点固定在环焊缝的圆断面中心处。
2)进行双壁单投影透照时,把探头固定在管外壁的环焊缝旁,并使源点与对面焊缝贴片位置中心的连线通过焊缝圆环的中心(如下右图所示)。
内透法中心曝光透照布置双壁单投影透照布置
3)进行双壁双投影透照时,把探头固定在焊缝上表面LI位置,并偏移至焊缝边沿距离9处。
如上图(3)双壁双投影透照布置所示。
(12)像质计的放置:
1)进行中心曝光时,采用GB5618中规定的R10系列像质计,按GB3323一87标准规定放置
2)进行双壁单投影时,像质计种类同上,一般放置在胶片与管壁之间,具体位置是被检区长度的1/4处。
壁厚大于20mm时需作对比试验。
如下图所示。
像质计放置示意图
3)进行双壁双投影透照时,像质计可采用R10系列或小口径管外壁中心处,如图36-8所示。
(13)做好防护准备,设专人监控,防止非工作人员进人,确认安全警戒区内无其他人员。
(l4)旋转选择环到工作位置,操作驱动机构,将源送到曝光位置(即输源管头)开始曝光,计算时间。
(15)达到预定时间,将源收回机内,并用剂量仪或音响报警器确认。
(16)旋转选择环到锁紧位置。
收片。
同时,进行下一张片的透照准备,一般一道口最少照4张。
壁厚与直径比较值较大的因有效评定长度变小应至少照5~6张。
(17)暗室处理,按显影→停影→水洗→干燥程序处理。
(l8)进行底片评定和报告签发。
4.主要施工机具及材料(见下表)
主要施工机具一览表
序号
名称
规格型号
单位
数量
1
铱-192γ射线探伤机
Ts-1型或TIF型
套
或视工作t选择
(1)探伤机主体(容器)
贪化铀罐
台
(2)驱动缆
16m长
条
(3)输源管
三根2~5m长软管
根
3
(4)铱-192γ源
<
100ci
颗
2
专用探伤车
中型
量
或自制铅房一座
射线剂量巡侧仪
HY-132型
数字式射线报警器
FY-I
人/台
4
计时秒表
只
5
手把灯
安全型
6
冷光源评片灯
7
恒温洗片机
或手工恒温洗片
槽一套
8
暗室用各种器具
9
底片恒温于燥箱
主要施工用材料(以透照协219*10mm格焊口15个为例)
规格(材质)
备注
弹力贴片带
宽50~60mm
m
0.9
按一台γ机计算
磁铁
Ф60
胶片
Jl型240*80mm
张
60
暗盒
240*80mm
个
增感屏
Pb0.05/0.1240*80mm
付
铅板
250*85mm
象质计(线型)
GB5618-85R10I型
铅字码
英文及数字码
各50
备有若干其它标记
显定影剂
按胶片配方配制
根据现场用量具体定
替戒绳
Ф5~10mm呢龙绳
按舍戒区周长定.带彩色小旗
标记带
每隔50mm固定一个铅字
0.7
氧化锌胶布
卷
若干
手锤冲子
把
各2
记号笔
金属记号笔
5.劳动组织
5.1需要工种和人数
(1)检测站长:
1人。
(2)带班长:
(3)透照人员:
2人八台探伤机.
(4)暗室人员:
2人。
(5)评片人员:
(6)安全人员:
5.2岗位职责
负责接收无损探伤委托单,制定工艺参数,安排和管理站内日常工作,对所在站的工作负领导责任。
负责现场透照全过程的指挥协调和质量,安全检查工作。
(3)透照人员:
每两人一岗,在带班长的领导下,负责焊口透照,安全普戒标志的设置,透照原始记录的填写等工作。
(4)安全员:
负责现场透照安全措施的实施,防护用品的使用,现场警戒和安全监测等工作。
(5)暗室人员:
负责暗室条件的控制,装片、洗片、水洗、干燥、药液配制、原始记录的填写等工作。
(6)评片人员:
负责底片的评定、审核、签发探伤报告,帐目记录以及资料管理等工作。
对底片质量把关和缺陷评定的准确性负有直接责任。
5.3组织机构
6.质量控制
6.1质量标准
本工法执行标准为:
《GB3323-87《钢熔化焊对接接头射线照像和质量分级》,
GB4792-84《放射卫生防护基本标准》;
本工法参照标准:
美国ASME规范,
GB/T12605-90《钢管环焊缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分级》。
6.2控制点及质量要求(见下表)
根据GB3323-87和GB/T1260-90标准要求,编制探伤工艺方案,确定各种工艺参数。
必要时进行工艺实验,严格按标准进行工序交接。
质量控制点及标准一览表
控制点
控制要求
质里昂标准
检验方法
(l)质量合格标志和有效期
(2)规格、型号
(3)透照实验,数值
GB3323-87
校核、查对透照实验
显、定影药剂及药液
(1)合格标志
(2)严格按胶片推荐配方配制
GB3323-87ZBJ104004-87
(l)校核、查对
(2)暗室处理实验
设备性能
(l)查源强衰变曲线
(2)侧定
行合工艺要求的源强
(l)校核、查对
(2)侧定
透朋工艺管理
严格按照探伤工艺透照、按,射线探伤操作规程操作
符合探伤工艺要求
专责人员监督检查
暗室处理
严格按实验确定的显、定形时间和暗室操作规程执行
ZBJO4004-87
底片质量
(1)标记齐全、符合要求
(2)象质计位里正确,象指指数、符合要求
(3)黑度值为2~3.5之间
(4)无影响评定的为缺陷
按标准要求侧定和评定
探伤工资格
(1)操作人员工级以上
(2)带班长及评定人员I级以上
GB9445
GB3323-87
培训、考试、检查资格证
6.3底片质量控制措施
6.3.1.焦距的选择
射源焦点的大小、焦距长短是影响射线照像几何不清晰度的主要因素。
γ源的焦点以选择较小尺寸为宜。
最小焦距L1十L2的选择可根据GB3323-87标准中的诺模图选用(L2是工件射源一侧表面至胶片的距离,在双壁双影法中L2等于管外径加上一个余高)。
在双壁单影法中,焦距等于管外径加一个余高。
双壁双影法透照时Ll一般不小于500mm。
6.3.2.双壁双影法中透照角度的选择
双壁双影法要特别注意透照角度,按GB3323-87标准要求,保证椭圆间隙在3-10mm之间。
透照一般采用扩散角法(或称偏心距法)。
其计算公式为:
S=L1
式中S——偏移距离;
L1——射源至工件表面的距离;
H——焊缝宽度;
A——椭圆间隙;
D——管子外径。
6.3.3.胶片的选择
如前所述,γ射线透照宜选用反差高,粒度细的胶片,但同时也要适当兼顾透照时间和成本。
根据所用过的胶片情况,一般应选用天津工业V型胶片,如考虑缩短曝光时间,可使用无锡阿尔梅(D7)胶片。
6.3.4.曝光时间的控制
γ射线探伤底片黑度不足或过大都会严重影响底片的反差的灵敏度,经测试,一般底片黑度D=2.9十0.2时灵敏度最高。
底片的黑度主要取决于曝光量。
因此,正确选择曝光量是透照工作成败的关键。
通常用来确定曝光时间的方法是使用γ射线探伤曝光计算尺,但尺中未注明因管道曲率的影响所需调整的曝光系数,放在透照厚度较大的(>
50mm),计算尺查得的曝光时间有较大偏差。
经实验,可用计算法确定曝光时间。
现将两种确定曝光时间的方法介绍如下:
6.3.4.1使用西南反应堆工程研究设计院制作的计算尺计算曝光时间(查尺法):
经长期探伤实践和实验,认为在透照厚度为10~50mm范围内可使用γ射线探伤曝光计算尺确定曝光时间,在采用天V型胶片时,照射量取3~3.5伦琴可取得理想的底片。
举例:
已知铱-192源三个月前为60居里,射源有效焦点尺寸为Ф3*3,现欲对Ф219*8mm钢制管道环焊缝进行射线照像,选用天v胶片.计算曝光时间。
1)采用源点贴壁透照,双壁单影法,则焦距为219+2=221mm,透照厚度为2T+h=16十2=18mm。
2)照射量取3伦琴,移动计算尺滑标,使发线对准下定尺的3伦琴处。
3)移动下滑尺,使源衰变时间3个月对准发线。
4)移动滑标,使发线对准下滑尺之钢厚18mm处。
5)移动上滑尺,使源强60居里对准发线。
6)移动滑标,使发线对准上滑尺焦距22.1km处,此时发线对准上定尺的曝光时间为1分15秒。
6.3.4.2计算法
式中t=2n.R2.K1.K2.K3a/A
t―曝光时间(min);
R―焦距(m);
n―母材的透照厚度/半价层厚度(14mm);
.
Kl―胶片感光系数;
K2―透照方式系数,中心法和双壁双影法1.0,偏心法1.1,双壁单影法1.1~1.3(其中T≦30mm时,K=1.130<
60mm时,K=1.2TA>
60mm时K=1.3);
K3―暗室综合系数0.8~1.0;
A―Ir192源的强度(居里);
a―量纲系数Ci(min/m2)。
该公式亦可利用阶梯试块测试不同的K值或A的近似值,非常简便。
例:
已知1r-192T源强度为60Ci,现欲对规格为。
406*62mm的钢制管道固定焊口进行双壁单影法射线照像,选用AGFA-D7胶片,计算曝光时间.
1)系数选取:
对AGFA-D7胶片K1=270
双壁单影法透照TA>
60mm时K2=1.3
暗室综合系数K3=1
半价层厚度为14mm
2)曝光时间:
t=2n·
R2·
kl·
k2·
k3a/A=2124/14*0.4082*270*1.3/60=452(min)
6.3.5.散射线的屏蔽
现场透照应用最方便的方法是铅板屏蔽,其方法有:
(1)暗袋后面用铅板屏蔽背散射。
暗袋必须紧贴工件。
(2)用铅、钨光栏限制射线的透照面积。
(3)用铅板屏蔽侧面的散射线。
6.3.6.暗室处理控制
暗室处理应严格执行暗室工作守则,胶片的显影~停影~定影~水洗操作最好在恒温洗片机中进行,以保证底片质量。
采用手工槽式显影需特别注意以下几点:
(1)必须严格按不同胶片显定影配方规定的先后次序如放药品,并应注意到药品的溶解程度.显定影液能力应保持正常。
(2)显影时间严格控制在5~8min。
显影温度为20℃士2℃,并保持相对稳定。
(3)定影温度应保持在16~24℃为宜,定影时间应高于通透时间的两倍。
(4)显定影时应加强底片的抖动。
(5)水洗时间应为15~30min,控制水流速度并保证水流平衡。
水洗后,必须严格检查底片表面的水洗效果。
必须时应用海棉擦洗底片表面后,置于空气中自然晾干。
7.安全措施
(1)严格划定安全警戒区和设置安全警戒标志.白天工作时拉上警戒绳,悬挂警戒牌,晚上工作时放置射线专用标志灯和警戒红灯,防止无关人员误人照射区,警戒区半径以γ源为中心划定,具体计算方法如下:
按GB4792-84标准的有关规定,放射工作人员允许年剂量极限为不超过5000mk,按每年法定工作时间为2000h计算,可得出射线剂量为2.5mR/H,然后以每周允许100mk的剂量及实际曝光时间计算出安全界线上的剂量率水平。
见下表.
每周.光时间(h)
10
12
剂量率水平MR/H
50
25
16.7
12.5
8.4
然后根据计算公式计算出不同γ源强度和不同剂量率水平所对应的安全区半径长度。
(见下表)
控翻区半径长度(m)
控制区剂量率MR/H
半径长度
r源
强度Ci
100
30.9
43.6
53.6
61.9
69.2
75.5
21.9
37.9
48.9
53.4
15.4
26.8
34.6
37.7
12.5
10.9
18.9
24.4
26.7
6.25
7.74
13.4
17.3
18.8
注:
非放射工作人员受到的照射剂量当量应低于放射人员允许剂量的十分之一。
(2)现场探伤人员必须穿戴防护用品,佩带安全帽,并充分利用光栏和周围设施进行屏蔽防
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