CN103792243B - 一种小径管焊口未焊透深度的射线检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种小径管焊口未焊透深度的射线检测方法，属于数据检测分析领域。它解决了现有的小径管焊口未焊透深度检测不便及不准确的问题。本小径管焊口未焊透深度的射线检测方法，包括下述步骤：a、选择管状对比试块并将其与需检测小径管并列摆放在一起；b、放置胶片和射线源；c、选择合适的焦距和曝光参数；d、采用双壁双影倾斜透照方法进行透照；e、将需检测小径管焊口透照形成的影像和管状对比试块上人工缺陷槽透照形成的影像进行黑度比对，判断需检测小径管焊口的未焊透深度所处的范围。它通过将小径管焊口射线透照形成的影像与管状对比试块上人工缺陷槽形成的影像进行对比，可以直接得出小径管焊口的未焊头深度范围。

Description

一种小径管焊口未焊透深度的射线检测方法

技术领域

本发明涉及一种数据检测分析方法，特别是一种小径管焊口未焊透深度的射线检测方法，该方法还适用于小径管焊口根部内凹深度的射线检测。

背景技术

压力管道是一种具有爆炸危险的特种承压设备，它可作为许多特种设备或者系统的核心设施，担负着高温、高压、易燃、易爆、剧毒、强腐蚀或放射性物料的输送任务，在国民经济建设中占有重要地位。压力管道的完整性直接关系到生产的安全，一旦发生泄漏或爆炸，往往导致灾难性事故。为保障其安全运行，采用适当的方法对其进行定期的检测是十分有必要的。在压力管道制造或使用过程中普遍存在着大量缺陷，由于目前压力管道的连接多采用焊接方式，对接焊缝处往往是管道的薄弱环节，容易产生各种缺陷和损伤，其中尤以未焊透缺陷为最多，给压力管道的安全使用带来严重威胁。因此如何检测含未焊透缺陷的压力管道的安全性是目前国内外学术和工程界研究的热点，为了准确评价压力管道的预期寿命和安全性，必须对未焊透缺陷的深度做出准确测量，在此基础上才能进一步的进行应力校核以及断裂力学估算等，进而对管道的安全性给出评价。

我国目前在用压力管道的全面检验目前执行的是《在用工业管道定期检验规程》试行质检锅[2003]108号，以下简称《工业管道检规》，该规程规定对全面检验中发现的未焊透等焊接缺陷按照《工业管道检规》第四章的规定进行安全状况等级评定，在某特殊条件下可按局部减薄定级。

针对2013年发生在吉林长春、上海两涉氨企业的重大事故，国家质检总局于2013年11月4日发布质检特函〔2013〕61号函《质检总局特种设备局关于氨制冷装置特种设备专项治理工作的指导意见》，对以氨为介质的制冷装置中的压力管道的治理工作提出指导意见，尤其是对低温侧氨制冷压力管道允许存在的未焊透深度也有了特殊规定。

业内人士均知，根据JB/T4730.2-2005《承压设备无损检测第2部分：射线检测》，对于外直径D₀≤100mm的小径管，检测未焊透时，采用了标准附录H规定的专用对比试块即I_A型与I_B型。该标准评定内容与试块均仅适用于小径管未焊透及根部内凹缺陷深度与壁厚之比≤15%时的情况。

对于在用工业管道的安全状态等级确定，根据《工业管道检规》第四十九条，当管子的材料为20钢、16Mn或奥氏体不锈钢时，未焊透可按局部减薄定级。对在用压力管道允许存在的未焊透深度要求已大大放宽。而在质检特函〔2013〕61号函中，对按3级评定安全状况等级的低温侧氨制冷压力管道，规定“未焊透深度与管道实测壁厚之比小于0.6，且缺陷底部最小壁厚≥2mm”。所以，JB/T4730.2-2005标准及其内附的标准附录H规定的专用对比试块即I_A型与I_B型已经无法适用于上述规程、文件要求的未焊透缺陷深度范围的射线检测。因而需要寻求一种新的射线检测方法以满足现有规程和文件新要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种小径管焊口未焊透深度的射线检测方法，它可对管道焊口与对比试块的人工缺陷黑度进行直接对比，能够更加快捷和直观地评定小径管焊口的未焊透深度范围。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种小径管焊口未焊透深度的射线检测方法，其特征在于，包括下述步骤：

a、制作数套不同材料及不同规格尺寸的管状对比试块，并从中选取与需检测小径管的材料射线吸收系数相同或相近、规格尺寸相同的管状对比试块，并将管状对比试块与需检测小径管并列摆放在一起，所述管状对比试块的内壁面具有至少一条环向设置的人工缺陷槽；

b、将胶片放置在并列设置的管状对比试块与需检测小径管的同一侧，射线源设置在另一侧；

c、选择符合JB/T4730.2-2005标准规定的透射焦距和曝光参数；

d、将射线源倾斜并采用双壁双影倾斜透照方法在胶片上形成若干个椭圆环型的影像；

e、将需检测小径管焊口透照形成的影像和管状对比试块上人工缺陷槽透照形成的影像进行黑度比对，判断需检测小径管焊口的未焊透深度所处的范围。

本发明中需检测的小径管焊缝一般为环向对接焊缝、单面焊，内表面极易存在未焊透缺陷，且缺陷一般也是环向的，焊缝在射线透照后会形成椭圆环型的影像，未焊透缺陷在椭圆环上的深度会相对较黑，本技术方案取用与需检测管道规格尺寸相同、且内壁具有环向设置的人工缺陷槽的管子作为对比试块，通过深度对比可以直观的判断需检测小径管焊口的未焊透深度范围，以评定未焊透深度是否符合标准。

在上述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法中，所述步骤a中，所述管状对比试块的其中一条人工缺陷槽与需检测小径管焊口处的中心线相对齐。

在上述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法中，所述管状对比试块内壁面上的人工缺陷槽的数目为3条，所述需检测小径管焊口处的中心线与位于中间位置的人工缺陷槽相对齐。具有3条人工缺陷槽的管状对比试块可作为通用型未焊透深度对比试块，3条人工缺陷槽的槽深依次增加或减少，在评定需检测管道的未焊透深度范围时，将中间的人工缺陷槽与焊缝中心线相对齐，使得未焊透深度范围评定更加方便快捷。

在上述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法中，所述管状对比试块内壁面上的人工缺陷槽的数目为1条。仅具有单条人工缺陷槽对比试块可作为氨管道专用型未焊透深度对比试块，其作为标准试块，当需检测的氨管道的未焊透深度对比超出该对比试块时，则评定为超标。

在上述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法中，所述步骤b中射线源的射线束中心指向透照区的中心，该中心位于管状对比试块和需检测小径管焊口交界部位的正中。射线源位于并列设置的管状对比试块及需检测小径管交界的中心面位置上，射线源透射到管状对比试块及需检测小径管的间距相同，能保证比对更加准确。

在上述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法中，所述步骤b中胶片与管状对比试块及需检测小径管相贴合。该设置能够避免胶片的失真程度较小。

在上述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法中，所述步骤d中射线源的倾斜角度小于30度。上述倾斜角度在避免双壁单影焊缝畸变过大的前提下，并使得影像的宽度控制在一倍焊缝宽度左右。

在上述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法中，所述人工缺陷槽的槽宽为1.0～2.5mm，槽深为0.5～2.5mm。

在上述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法中，所述管状对比试块外壁面对应于人工缺陷槽的位置上设置有模拟焊缝余高，模拟焊缝余高的两边缘超出人工缺陷槽的边缘。在对应于人工缺陷槽的位置上的外壁面上设置有具有一定的焊层高度来模拟小径管焊口的焊缝余高，模拟焊缝余高的宽度应超出人工缺陷边缘足够的宽度以防止影像重叠，该模拟焊缝余高还可以通过直接由厚壁管加工而成。在检测时候可通过射线检测进行黑度对比，从而对小径管的焊口未焊透深度进行检测评估。

在上述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法中，所述模拟焊缝余高的高度为1.5～2.5mm。优选数值为2mm。

与现有技术相比，本发明具有以下的优点：它能够将需检测小径管焊口的焊缝影像和管状试块本体上人工缺陷槽的影像在同一张射线底片上无重叠地呈现，同时还能够保证两者的畸变和失真程度小，底片的灵敏度达到相关技术要求和相关标准的规定，具有检测效率高的特点，它能够直观地得出小径管焊口的未焊透深度范围，避免不必要的多次检测，省时省力。而且该方法不仅可以实现对小径管焊口未焊透深度检测，还可以实现对小径管焊口的根部内凹深度进行检测。

附图说明

图1是本发明的试块布置图。

图2是本发明的透照方式示意图一。

图3是本发明的透照方式示意图二。

图4是本发明中通用型管状对比试块的结构示意图。

图5是本发明中氨管道专用型管状对比试块的结构示意图。

图中，1、需检测小径管；1a、焊缝；2、管状对比试块；2a、模拟焊缝余高；2b、人工缺陷槽；3、胶片；4、射线源。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

参照图1、图2、图3和图4，本实施例一为一种用于检测外直径D₀≤100mm的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法，包括下述步骤：

a、制作数套不同材料及不同规格尺寸的管状对比试块2，并从中选取与需检测小径管1的材料射线吸收系数相同或相近、规格尺寸相同的一套管状对比试块2，并将该管状对比试块2与需检测小径管1并列摆放并捆绑在一起，该管状对比试块2管状对比试块2的内壁面具有3条环向设置的人工缺陷槽2b，外壁面对应于人工缺陷槽2b的位置上具有一圈向外凸起的模拟焊缝余高2a，管状对比试块2摆放时，位于其内壁面中间的人工缺陷槽2b与需检测小径管1的焊缝中心线水平对齐，且模拟焊缝余高2a的两边缘超出人工缺陷槽的边缘；

b、将胶片3放置在并列设置的管状对比试块2与需检测小径管1的同一侧，射线源4设置在另一侧，并使得射线源4的射线束中心垂直指向透照区的中心，该中心位于管状对比试块2的模拟焊缝余高2b和需检测小径管1焊口交界部位的正中，射线源4与需检测小径管1及管状对比试块2的间距相等。

c、选择符合JB/T4730.2-2005标准规定的透射焦距和曝光参数；

d、将射线源4倾斜并采用双壁双影倾斜透照方法在胶片3上形成若干个椭圆环型的影像；

e、将需检测小径管1焊口透照形成的影像和管状对比试块2上人工缺陷槽2b透照形成的影像进行黑度比对，判断需检测小径管1焊口的未焊透深度所处的范围。

本实施例中的模拟焊缝余高2a的高度H为1.5～2.5mm，优选为2mm。

本射线检测方法可借助黑度计对需检测小径管1上焊缝形成的影像与管状对比试块2上人工缺陷槽2b形成的影像进行黑度判定，从而评定该需检测小径管1焊口的未焊透深度范围，并可进一步由管状对比试块2上人工缺陷槽2b的深度数据对比判断是该焊口的未焊透深度是否超标。

本实施例所记载的射线检测方法，通过采用通用型的管状对比试块2可对各种小径管进行通用型检测。

本实施例中的管状对比试块2的尺寸规格如下表所示：

单位：mm

实施例二：

参照图1、图2、图3和图5，本实施例二为一种用于检测外直径D₀≤100mm的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法，特别涉及的是外直径D₀≤100mm的氨管道，下文所述的需检测小径管1均为外直径D₀≤100mm的氨管道，本射线检测方法包括下述步骤：

a、选取管状对比试块2，并将管状对比试块2与需检测小径管1并列摆放并捆绑在一起，该管状对比试块2与需检测小径管1的材料射线吸收系数相同或相近且规格尺寸相同，管状对比试块2的内壁面具有1条环向设置的人工缺陷槽2b，外壁面对应于人工缺陷槽2b的位置上具有一圈向外凸起的模拟焊缝余高2a，该模拟焊缝余高2a的宽度大于人工缺陷槽2b的宽度，管状对比试块2摆放时，人工缺陷槽2b与需检测小径管1的焊缝中心线水平对齐；

b、将胶片3放置在并列设置的管状对比试块2与需检测小径管1的同一侧，射线源4设置在另一侧，并使得射线源4的射线束中心垂直指向透照区的中心，该中心位于管状对比试块2的模拟焊缝余高2b和需检测小径管1焊口交界部位的正中，射线源4与需检测小径管1及管状对比试块2的间距相等。

c、选择符合JB/T4730.2-2005标准规定的透射焦距和曝光参数；

d、将射线源4倾斜并采用双壁双影倾斜透照方法在胶片3上形成若干个椭圆环型的影像；

e、将需检测小径管1焊口透照形成的影像和管状对比试块2上人工缺陷槽2b透照形成的影像进行黑度比对，判断需检测小径管1焊口的未焊透深度所处的范围。

本实施例中的模拟焊缝余高2a的高度H为1.5～2.5mm，优选为2mm。

本射线检测方法可借助黑度计对需检测小径管1上焊缝形成的影像与管状对比试块2上人工缺陷槽2b形成的影像进行黑度判定，若需检测小径管1上焊缝形成的影像的黑度比管状对比试块2上人工缺陷槽2b形成的影像深，则需检测小径管1焊口的未焊透深度超标，反之则符合标准。

本射线检测方法还可以实现对小径管焊口根部内凹深度进行检测。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了需检测小径管1、焊缝1a、管状对比试块2、模拟焊缝余高2a、人工缺陷槽2b、胶片3、射线源4等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种小径管焊口未焊透深度的射线检测方法，其特征在于，所述小径管为外直径D₀≤100mm的管子，所述检测方法包括下述步骤：

a、制作数套不同材料及不同规格尺寸的管状对比试块(2)，并从中选取与需检测小径管(1)的材料射线吸收系数相同或相近、规格尺寸相同的管状对比试块(2)，并将管状对比试块(2)与需检测小径管(1)并列摆放在一起，所述管状对比试块(2)的内壁面具有至少一条环向设置的人工缺陷槽(2b)；

b、将胶片(3)放置在并列设置的管状对比试块(2)与需检测小径管(1)的同一侧，射线源(4)设置在另一侧；

c、选择符合JB/T4730.2-2005标准规定的透射焦距和曝光参数；

d、将射线源(4)倾斜并采用双壁双影倾斜透照方法在胶片(3)上形成若干个椭圆环型的影像；

e、将需检测小径管(1)焊口透照形成的影像和管状对比试块(2)上人工缺陷槽(2b)透照形成的影像进行黑度比对，判断需检测小径管(1)焊口的未焊透深度所处的范围。

2.根据权利要求1所述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法，其特征在于，所述步骤a中，所述管状对比试块(2)的其中一条人工缺陷槽(2b)与需检测小径管(1)焊口处的中心线相对齐。

3.根据权利要求2所述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法，其特征在于，所述管状对比试块(2)内壁面上的人工缺陷槽(2b)的数目为3条，所述需检测小径管(1)焊口处的中心线与位于中间位置的人工缺陷槽(2b)相对齐。

4.根据权利要求2所述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法，其特征在于，所述管状对比试块(2)内壁面上的人工缺陷槽(2b)的数目为1条。

5.根据权利要求1所述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法，其特征在于，所述步骤b中射线源(4)的射线束中心指向透照区的中心，该中心位于管状对比试块(2)和需检测小径管(1)焊口交界部位的正中。

6.根据权利要求5所述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法，其特征在于，所述步骤b中胶片(3)与管状对比试块(2)及需检测小径管(1)相贴合。

7.根据权利要求1所述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法，其特征在于，所述步骤d中射线源(4)的倾斜角度小于30度。

8.根据权利要求1至7任意一条所述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法，其特征在于，所述人工缺陷槽(2b)的槽宽为1.0～2.5mm，槽深为0.5～2.5mm。

9.根据权利要求1至7任意一条所述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法，其特征在于，所述管状对比试块(2)外壁面对应于人工缺陷槽(2b)的位置上设置有模拟焊缝余高(2a)，模拟焊缝余高(2a)的两边缘超出人工缺陷槽(2b)的边缘。

10.根据权利要求9所述的小径管焊口未焊透深度的射线检测方法，其特征在于，所述模拟焊缝余高(2a)的高度为1.5～2.5mm。