射线检测培训资料.ppt
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承压设备无损检测第2部分:
射线检测福建XX工程检测有限责任公司,1范围:
JB/4730的本部分规定了承压设备金属材料受压元件的熔化焊对接接头的X射线和射线检测技术和质量分级要求。
本部分适用于承压设备受压元件的制造、安装、在用检测中对接焊接接头的射线检测。
用于制作焊接接头的金属材料包括碳素钢、低合金钢、不锈钢、铜及铜合金、铝及铝合金和钛及钛合金、镍及镍合金.,焊接分类:
1.熔化焊:
焊接过程中母材和填充金属都熔化,二者是化学结合。
如:
手工,氩弧焊,CO2气体保护焊等.2.压力焊:
焊接时不用焊料,被连接金属间是化学或物理结合。
焊缝窄,影响区域小,如电阻(点、缝)闪光,摩擦,冷压.3.钎焊:
钎料温度低于母材温度,焊接时钎料熔化母材不熔化,二者之间是物理结合。
习惯以450度做为划分硬钎焊和软钎焊的界线。
火焰,电阻浸渍,电弧,超声,激光,红外线)。
本部分规定的射线检测技术分为三级:
A级低灵敏度技术;AB级中灵敏度技术;B级高灵敏度技术。
射线检测技术对照表,3.1射线检测人员3.1.1从事射线检测人员上岗前应进行辐射安全知识的培训,并取得放射工作人员证。
3.1.2射线检测人员未经矫正或经矫正的近(距)视力和远(距)视力应不低于5.0(小数记录值为1.0),测试方法应符合GB11533的规定,特种设备无损检测人员考核与监督管理规则(国家质检总局锅字248号文)规定:
I级人员可在IIIII级人员指导下进行检测操作数据记录整理资料,II级人员可编制一般的检测程序,按照检测规程或III级指导下编制工艺卡并按工艺要求独立操作评定结果签发报告III级人员可按检测标准编写工艺卡审核签发报告进行技术争议的协调,3.2射线胶片3.2.1胶片系统按照GB/T19384.12003分为四类,即T1、T2、T3和T4类。
T1为最高类别,T4为最低类别。
按胶片系统进行分类,不是按胶片的感光速度分类。
胶片系统包括了胶片、增感屏和冲洗条件。
检测的技术级别与胶片系统的类别有关。
T1类胶片:
阿克发D2、D3;富士25;柯达R、SR;杜邦NDT35;T2类胶片:
天津;阿克发D4、D5;富士50、80;柯达M、T;杜邦NDT55;T3类胶片:
天津;阿克发D7、D8;富士100;柯达AA400;杜邦NDT70、75;T4类胶片:
天津;阿克发D10;富士400;柯达CX;杜邦NDT69;,3.2.3采用射线对裂纹敏感性大的材料进行射线检测时,应采用T2类或更高类别的胶片。
采用更高类别胶片的原因:
射线为线状谱,且射线的能量不可调节,因此照相对比度低;固有不清晰度大;照相颗粒度大;在影像细节的显示能力方面远低于X射线,而这是影响裂纹检出率的关键,3.5增感屏射线检测一般应使用金属增感屏或不用增感屏。
增感屏的选用应符合表1的规定。
前屏的主要作用是增感作用,后屏的作用主要是防散射线的作用,所以一般后屏的厚度大于前屏厚度。
颗粒度主要取决于胶片种类,其次是射线能量,增感屏对颗粒度有影响,但比较小。
3.7表面要求和射线检测时机3.7.1在射线检测之前,对接焊接接头的表面应经外观检测并合格。
表面的不规则状态在底片上的影像不得掩盖或干扰缺陷影像,.,过高的焊缝余高也会对底片质量产生不利影响,因为余高过高就要求较大的厚度宽容度,为了提高宽容度电压值的增加将导致底片质量和灵敏度的降低.,3.7.2除非另有规定,射线检测应在焊后进行。
对有延迟裂纹倾向的材料,至少应在焊接完成24h后进行射线检测。
检测时机:
1、有再热裂纹倾向的材料应在热处理后增加一次压力容器安全技术监察规程第82条2、压力容器的拼接封头应在成形后进行,若成形前进行无损检测,则成形后应在圆弧过渡区再做无损检测。
压力容器安全技术监察规程第87条3、对有延迟裂纹倾向的钢材或用标准抗拉强度大于540MPa钢材制造现场组焊的球罐,应在焊接结束36h后,其它钢材制造的球罐应在焊接结束24h后,进行焊缝的检测。
GB12337钢制球形贮罐8.6.3条;GB50094-98球形贮罐施工及验收规范5.3.8条4、锅炉的封头(管板)、下脚圈的拼接焊缝的无损探伤应在加工成型后进行。
蒸汽锅炉安全技术监察规程(1996)第82条。
5带复合层设备在基材焊接结束后先对焊接质量进行检测然后再进行复材的焊接和检测。
3.7.2除非另有规定,射线检测应在焊后进行。
对有延迟裂纹倾向的材料,至少应在焊接完成24h后进行射线检测。
关于裂纹敏感性:
1、冷裂纹敏感性()一般认为16MnR、15MnVR焊接冷裂纹敏感性轻微屈服强度450MPa以上或抗拉强度540MPa以上的低合金高强度钢焊接冷裂纹敏感性大:
15MnVNR、18MnMoNbg、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、07MnCrMoVR、07MnNiCrMoVDR、CF62;一些低合金耐热钢有一定焊接冷裂纹敏感性如15CrMo、14CrlMo、12Cr2Mo1等;一些马氏体不锈钢也有一定焊接冷裂纹敏感性:
1Cr13、2Cr13、4Cr13、2Cr12WMoV、2Cr12MoV、2Cr12Ni3MoV等.热裂纹敏感性材料:
低合金高强度钢,尤其是沉淀强化型低合金高强度钢如18MnMoNb、13MnNiMoNb、07MnCrMoVR、07MnNiCrMoVDR、CF62等其它裂纹敏感材料如特殊合金钢、异种钢焊接接头、堆焊层等,3.8.2由于结构、环境条件、射线设备等方面限制,检测的某些条件不能满足AB级(或B级)射线检测技术的要求时,经检测方技术负责人批准在采取有效补偿措施的前提下,若底片的像质计灵敏度达到了AB级(或B级)射线检测技术的规定,则可认为按AB级(或B级)射线检测技术进行了检.,经检测方技术负责人批准的原因:
要求检测方严格执行标准条文的措施;企业(制造、安装、或专业检测公司)在质量控制方面要有相应程序、手续;企业(制造、安装、或专业检测公司)要承担有关责任。
有效补偿措施:
选用更高类别的胶片等,4.1.3一次透照长度一次透照长度应以透照厚度比K进行控制(表3对100mmDo400mm的环向对接焊接接头(包括曲率相同的曲面焊接接头),A级、AB级允许采用K1.2。
),裂纹检出最重要因素是裂纹开口宽度,透照角度已不认为是裂纹检出最关键因素,也就是说,从理论上看,控制K值的重要性有所下降;国外标准或不考虑K值(如ASME),或将K值放宽(如EN1435:
1997:
K,A级:
K1.2,B级:
K1.1);对D400mm的容器或管子,K=1.1的一次透照长度太小,效率过低。
4.1.4小径管环向对接焊接接头的透照布置.,小径管:
外直径D0小于或等于100mm的管子开口宽度:
上下焊缝投影最大间距1倍焊缝宽度左右:
开口太小会使源侧与胶片侧焊缝根部热影响区缺陷产生混淆,开口太大不利于根部裂纹未焊透之类缺陷的检出。
4.1.5小径管环向对接接头的透照次数.,由于结构原因不能进行多次透照时,可采用椭圆成像或重叠成像方式透照一次。
鉴于透照一次不能实现焊缝全长的100%检测,此时应采取有效措施扩大缺陷可检出范围,并保证底片评定范围内黑度和灵敏度满足要求。
有效措施:
选用高电压、短时间的曝光参数;采取有效的散射线屏蔽措施等;小径管透照次数及条件:
当T8mm且gD0/4且T/D00.12时,倾斜透照椭圆成像,相隔90透照2次。
当T8mm且gD0/4但T/D00.12时,倾斜透照椭圆成像,相隔120或60透照3次。
当T8mm时,垂直透照重叠成像,相隔120或60透照3次。
当gD0/4时,垂直透照重叠成像,相隔120或60透照3次。
4.2射线能量4.2.2射线源和高能射线适用的透照厚度范围应符合表4的规定,射线的能量是由同位素的种类决定的,每一种放射性同位素放射出射线的波长是特定的,其能量不可调节,所以大多数情况下得不到最佳对比度。
每一种放射性同位素有其适用厚度范围,为保证灵敏度,标准要对不同放射性同位素规定其适用的厚度范围。
4.2.2.采用源在内中心透照方式,在保证像质计灵敏度达到4.11.3要求的前提下,允许射线最小透照厚度取表4下限值的1/2。
采用其他透照方式,在采取有效补偿措施并保证像质计灵敏度达到4.11.3要求的前提下经合同各方同意A级和AB级技术的Ir-192源的最小透照厚度可降至10mm,Se-75源的最小透照厚度可降至5mm。
.,有效措施:
选用更高类别的胶片:
原用T3类胶片改用T2或T1类胶片;提高黑度:
将检测区域黑度提高到3.0左右;改换更好的源:
例如Ir192源改为Se75;改变透照布置:
例如增大焦距;或双壁透照改为单壁透照;或外透法改为内透法。
采取减少散射线的措施:
磨平焊缝余高、加补偿块;或对存在边蚀效应的工件采取屏蔽措施;或在工件和胶片之间增加铅屏等。
各方同意的含意:
1、检测方不得随意和擅自应用2、委托方有知情权、批准权和监督权3、执行该条款要慎重,要有有效的补偿措施,并保证条款中所有内容均被满足,4.2射线能量.表4中几个定义的解释及其相关应用,T:
受检工件名义厚度,不考虑材料的制造偏差和加工减薄W:
射线照射方向上材料的公称厚度,不考虑焊缝余高,透照带垫板单面焊缝时,不考虑垫板厚度,多层透照时,透照厚度为通过的各层材料公称厚度之和。
4.3射线源至工件表面的最小距离4.3.1所选用的射线源至工件表面的距离f应满足下式的要求:
A级射线检测技术:
f7.5db2/3AB级射线检测技术:
f10db2/3B级射线检测技术:
f15db2/3,参数解释及其应用:
工件至胶片的距离b:
沿射线束中心测定的工件受检部位射线源侧表面与胶片之间的距离,b等于L2;。
计算几何不清晰度;计算b厚度时要考虑焊缝余高,双壁双影时为管子的外径+2个余高,双壁单影时为管子公称厚度的+1个余高,射线源至工件的距离f:
沿射线束中心测定的工件受检部位射线源与受检工件近源侧表面之间的距离,f等于L1。
计算几何不清晰度;只有采当用内透法时f值可以减小。
中心50,偏心20与技术级别无关焦距F:
沿射线束中心测定的射线源与胶片之间的距离。
F=fb;计算曝光量等,当用X射线机时要考虑窗口到焦点的距离。
射线源尺寸d;射线源的有效焦点尺寸;计算几何不清晰度,4.3射线源至工件表面的最小距离4.3.3采用源在内单壁透照方式时,只要得到的底片质量符合4.11.2(黑度)和4.11.3(像质计)的要求,f值可以减小,但减小值不应超过规定值的20%。
f值可以减小的原因:
在单壁透照和双壁透照两种透照方式之间选择时,能尽可能多采用单壁透照;在源在内单壁透照和源在外单壁透照之间选择时,能尽可能多采用源在内单壁透照方式。
管子环焊缝源透照时应注意的问题
(1)严格执行标准中关于源的最小透照厚度的规定。
(2)严格执行标准中关于射线源至工件表面的距离f的规定。
(3)可考虑选择更高等级的胶片。
(4)应保证足够长的曝光时间。
(5)应采取有效的散射线屏蔽措施。
4.4曝光量4.4.2采用射线源透照时,总的曝光时间应不少于输送源往返所需时间的10倍.,采用射线源透照时,在某一时段焦距是在不断变化,为保证底片质量,从而确定了总的曝光时间,4.6无用射线和散射线屏蔽.4.6.2对初次制定的检测工艺或当在使用中检测工艺的条件、环境发生改变时,应进行背散射防护检查。
检查背散射防护的方法是:
在暗盒背面贴附“B”铅字标记,一般B铅字的高度为13mm、厚度为1.6mm,按检测工艺的规定进行透照和暗室处理。
若在底片上出现黑度低于周围背景黑度的“B”字影像,则说明背散射防护不够,应增大背散射防护铅板的厚度.,出现B的较淡影响说明有射线透过B而形成影像,背散射防护不够底片上不出现“B”字影像或出现黑度高于周围背景黑度的“B”字影像,则说明背散射防护符合要求,4.7像质计的使用4.7.2像质计放置原则.c)单壁透照中像质计放置在胶片侧时,应进行对比试验,线型像质计使用缺点:
对最细钢丝的识别存在人为的主观性,只对对比度变化敏感,与裂纹类危险缺陷的检出率对应性较差,对不清晰度和焦距变化不敏感做对试验的意义:
验证透照几何条件改变对几何不清晰度的影响。
验证因透照几何条件改变对细金属丝影像对比度的影响。
验证散射线的影响。
对比试验的对像只有在单壁透照,象质计放在胶片测时才进行对比试验,其他方式均不用做对比试验,4.7像质计的使用.4.7.5如底片黑度均匀部位(一般是邻近焊缝的母材金属区)能够清晰地看到长度不小于10mm的连续金属丝影像时,则认为该丝是可识别的。
专用像质计至少应能识别两根金属丝。
金属丝影像显示不受表面沟槽干扰,在“是否连续”和“是否清晰”方面一般不会发生争议。
焊缝、热影响区和母材都是被检测区域;热影响区是更为重要的被检测区域,因为焊接接头的最薄弱环节熔合区和过热区均在此处像质计使用时的4点事项:
a.透照厚度;b.透照方式;c.像质计放置位置(源側或胶片側);d.射线照相技术等级。
4.9胶片处理4.9.1可采用自动冲洗或手工冲洗方式处理,推荐采用自动冲洗方式处理。
可提高工作效率可以对洗片质量起到保证作用可以尽量防止采用增加或减少显影时间来控制底片的黑度,4.10评片要求4.10.2评片人员在评片前应经历一定的暗适应时间。
从阳光下进入评片的暗适应时间一般为5min10min;从一般的室内进入评片的暗适应时间应不少于30s。
4.10.3评片时,底片评定范围内的亮度应符合下列规定:
当底片评定范围内的黑度D2.5时,透过底片评定范围内的亮度应不低于30cd/m2;当底片评定范围内的黑度D2.5时,透过底片评定范围内的亮度应不低于10cd/m2。
增加评片暗适应过程规定的目的是光强的突然变化会使人的视觉灵敏度下降从而造成评片时的漏检现用的观片灯很难达到所有黑度范围内都达到不低于30cd(CANDELA)/m2的要求,所以标准中做了折中处理,4.11底片质量4.11.2底片评定范围内的黑度D应符合下列规定:
A级:
1.5D4.0;AB级:
2.0D4.0;B级:
2.3D4.0。
用X射线透照小径管或其他截面厚度变化大的工件时,AB级最低黑度允许降至1.5;B级最低黑度可降至2.0。
与94版标准相比黑度有所提高,黑度是射线照相影像质量的最基本参数。
它影响影像对比度进而影响灵敏度。
提高黑度对底片灵敏度和缺陷的检出灵敏度都是有利的。
射线照相的底片黑度范围规定是不允许降低的:
2.0D4.0(AB级);对截面厚度变化小的工件,X射线照相底片黑度范围也是不允许降低的:
2.0D4.0(AB级);对截面厚度变化大的工件,X射线照相宽容度可能难以满足。
为使截面厚度变化大的工件(例如小径管)照相不发生困难,允许底片黑度下限值降低。
另外,由于X射线照相灵敏度高于射线照相,所以底片黑度下限值降低是可接受的。
降低黑度下限值后的底片黑度范围变为:
1.5D4.0(AB级)。
4.11底片质量.采用多胶片方法时,单片观察的黑度应符合以上要求。
双片叠加观察仅限于A级,叠加观察时,单片的黑度应不低于1.3。
异速双片曝光,单片观察感光速度快慢不同的两张胶片装在一个暗袋中作同时曝光,以感光快的底片观察被检区较厚部分,以感光慢的底片观察被检区较薄部分。
同速双片曝光,双片观察感光速度相同的两张胶片装在一个暗袋中作同时曝光,底片冲洗后,以双片叠加观察被检区较厚部分,以单片观察被检区较薄部分。
标准规双片观察仅限于A级的原因:
1.双片重迭观察时,单张底片的黑度仅要求1.3。
其对比度不高。
2.双片重迭观察时两张底片不可能完全重合,由于影像不重合产生的虚影会影响缺陷识别。
3.双片重迭观察操作不方便,评片工作效率不高。
5承压设备熔化焊对接焊接接头射线检测质量分级5.1钢、镍、铜制承压设备熔化焊对接焊接接头射线检测质量分级5.1.2缺陷类型对接焊接接头中的缺陷按性质可分为裂纹未熔合未焊透条形缺陷和圆形缺陷五类。
定义解释及说明:
条形缺陷(长宽比大于3的气孔、夹渣和夹钨等缺陷不包括内凹、咬边。
)圆形缺陷(长宽比不大于3的气孔、夹渣和夹钨等缺陷)5.1.4.4当各类缺陷评定的质量级别不同时,以质量最差的级别作为对接焊接接头的质量级别-需要对所有超标缺陷进行返修处理。
圆形缺陷评定区:
当焊缝宽度小于评定区宽度时以焊缝宽度为准,5.1.5.3由于材质或结构等原因,进行返修可能会产生不利后果的对接焊接接头,各级别的圆形缺陷点数可放宽12点。
评片人员不得随意放松圆形缺陷评级。
应考虑是否有必要,是否属于“进行返修可能会产生不利后果的焊接接头”,不属于此类情况的不得放松;圆形缺陷的放宽不能是普遍现象只能是个别现象,如果对圆形缺陷放宽应在检测报告的附件中说明圆形缺陷的实际点数,以及放宽的理由和依据。
焊接接头返修导致不利后果有多种情况,例如中国机械资料网http:
/提出的:
一些合金材料,返修有可能造成材料性能劣化,晶粒粗大,焊接裂纹倾向增大;一些耐腐蚀材料,返修有可能造成抗腐蚀性能下降;一些拘束度大的结构,返修有可能造成很大的残余应力,增大裂纹发生倾向和应力腐蚀倾向一些不便施焊的结构,返修不能保证焊接质量,5.1.5.4对致密性要求高的对接焊接接头,制造方底片评定人员应考虑将圆形缺陷的黑度作为评级的依据。
通常将黑度大的圆形缺陷定义为深孔缺陷,当对接焊接接头存在深孔缺陷时,其质量级别应评为级。
通常以焊接结构中某一特征量为参照依据:
例如对较薄的有余高的焊接接头,有时以母材黑度为基准,当圆形缺陷的黑度大于母材时即评为深孔缺陷。
评片人员需慎重处理此类问题,过松可能导致质量事故,过严可能造成不必要的返修工作及更加严重的焊接缺陷,5.1.6条形缺陷的质量分级条形缺陷按表12的规定进行分级评定。
II级:
在长度为12T的任意选定条形缺陷评定区内,相邻缺陷间距不超过6L的任一组条形缺陷的累计长度应不超过T,但最小可为4III级:
在长度为6T的任意选定条形缺陷评定区内,相邻缺陷间距不超过3L的任一组条形缺陷的累计长度应不超过T,但最小可为6,最小值的规定是考虑防止薄工件评定过严(II级母材小于12mm,III级母材小于9mm),最大值是考虑防止厚工件评定过松(II级母材大于60mm,III级母材大于45mm).在球罐、设备环缝检测评定时要特别注意多张底片的联合评定,标准规定任意选定条形评定区,缺陷很可能跨越多张底片。
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