CN107421968B - 一种x射线斜式组合布照检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种X射线斜式组合布照检测方法，属于X射线检测方法技术领域，所解决的技术问题是提供一种既能够实现不同厚度工件同时组合布照检测，又可以满足所有工件在接近地面简易安全高效的检测方法，所采用的技术方案：第一步，在竖直方向上布置位于同一水平线的X射线源和激光源，第二步，开启激光源，第三步，摆放待透照工件，第四步，通过可移动小车位置调节待透照工件到射线源的距离，第五步，依次摆放调整多个待透照工件的位置及角度，第六步，打开激光源照射各个工件，第七步，移走激光源，将X射线源焦点到工作位置并工作人员撤离射线工作区；第八步，开启X射线源，开始多个待透照工件组合布照检测，本发明应用于不同厚度工件同时组合布照检测。
Description
技术领域
一种X射线斜式组合布照检测方法，属于X射线检测方法技术领域，特别是涉及成批量不同厚度有色金属或者黑色金属高效率一次组合布照多个板类工件的X射线无损检测方法。
背景技术
在对金属材料焊缝进行X射线检测时，一般采用吊起或者支起射线源，使射线垂直于地面，定向单片透照照的标准方法，即被检工件（或焊缝）垂直于中心线束布置，布置平面与光束空间形成X射线圆锥形透照场。
按照定向射线检测行业标准要求，透照布置要求射线束中心垂直指向透照区中心，照射角c不超过13°，在圆锥形透照场内圆锥角b为26°的小锥形透照场为符合质量要求的区域，称之为可利用区Z2，在可利用区内Z2工件布置形成实际利用区Z1，40°辐射角a透照区除去实际利用区Z1、可利用区Z2剩下的区域为未有效利用区Z3。这样出现的透照过程是实际利用区Z1的流水作业。从透照场使用状况来看，实际利用区Z1占很小比例，部分可利用区Z2和未有效利用区Z3占很大比例。从透照剂量利用率来看，照射角限制越小，透照剂量利用率越低。采用圆锥形透照场进行布照，受透照射线束应与被检工件表面垂直，只能采用单一透照布置、多次布置检测，检测效率极低；并且即使按照工艺参数检测，也会出现底片质量一致性较差；同时圆锥形透照场布照照剂量利用率偏低，一般仅为22％左右。
本公司申请的专利申请号为201610060884.9、专利名称为一种不同厚度材料定向X 射线组合透照方法的垂直组合透照检测，虽解决了透照空间利用率问题，但举升装置配置复杂成本高，工件摆放、固定、移动困难，安全性能差，且易干涉。如图2所示，在厚度差较大的工件T1、T2、T3组合时，对应的焦距F1、F2、F3这三个焦距的变化给工件的摆放和固定带来极大困难，形成高空放置，易造成高空坠落的安全隐患。也就是说，定向单片透照及垂直组合布照均难以低成本、高效率安全地完成成批量的不同厚金属材料的定向X射线检测作业。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种既能够实现不同厚度工件同时组合布照检测，又可以满足所有工件在接近地面简易安全高效的检测方法
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：一种X射线斜式组合布照检测方法，按照以下步骤进行：
第一步，在竖直方向上布置位于同一水平线的X射线源和激光源，并且X射线源和激光源的水平位置和竖直高度可以调节；
第二步，水平移动激光源到X射线源工作的位置后开启激光源，通过激光源发射的可见光模拟X射线源发射的不可见X光光锥照射地面区域范围，并通过激光源斜向地面照射覆盖区域和组合布照工件数量、形状和大小，选择射线源距地面的高度；
第三步，根据第二步确定的激光源照射区域，按照组合布照计算的焦距摆放待透照工件，并且同一厚度的待透照工件位于同一焦距的弧线上；
所述待透照工件放置在可移动小车上，在可移动小车上设有竖直支架以及与地面角度可调整的靠板，其中，待透照工件贴放在靠板上，并且在竖直支架上设有与靠板垂直的红外线测距仪；
第四步，通过调节可移动小车位置以及靠板与地面的角度，使靠板上待透照工件到射线源的距离符合第三步中计算的焦距值，并且使红外线测距仪发射的光照射到工作位置的射线源；
第五步，依次摆放调整第三步中多个待透照工件的位置及角度，使之符合第三步中计算所得的组合布照焦距；
第六步，多个待透照工件在摆放调整过程中及调整结束后，打开激光源，照射各个工件，检查投影是否有遮挡影响，如发现有影响透照效果的遮挡，则需要距离射线源再前后调整，直到互不遮挡影响为止；
第七步，多个待透照工件调整完毕后，移走激光源，将X射线源焦点到工作位置，同时工作人员撤离射线工作区；
第八步，开启X射线源，开始对调整完毕的多个待透照工件组合布照检测。
第一步中所述的X射线源和激光源布置在固定支架上，并且X射线源和激光源安装位置在竖直方向及水平方向可调节。
所述第三步中放置待透照工件的可移动小车可以移动并调整靠板以摆放工件；
所述第四步中通过调节可移动小车位置来实现红外线测距仪对待透照工件焦距的调节。
所述固定支架包括基础架体、电动推杆、X射线机回转架体、X射线机固定架体、X射线机升降架体、X射线机、可调角激光手电和红外线测距仪；
所述基础架体竖直设置于地面，在基础架体的两侧上部设有供X射线机升降架体移动的竖直导轨，在X射线机升降架体底端垂直连接有X射线机固定架体，所述X射线机固定架体为安装X射线机及X射线机回转架体的水平支架，所述X射线机两端连接在X射线机回转架体上，所述X射线机回转架体可在X射线机固定架体上水平移动；
所述电动推杆竖直设置，电动推杆的底端固定在基础架体的底面上、电动推杆的顶端与X射线机固定架体底部连接；
所述可调角激光手电和红外线测距仪均偏移设置在X射线机焦点的水平线上。
所述X射线机固定架体包括水平底板、竖直挡板和平移导轨，所述平移导轨设置在水平底板顶部作为X射线机回转架体的移动轨道，所述竖直挡板设置在水平底板两侧用于限位X射线机回转架体；
所述X射线机回转架体包括呈U型布置的两块立板和连接两块立板的横板，所述横板滑动连接在X射线机固定架体平移导轨的上方，所述两块立板的上部均开有一圈用于调整X射线机角度的螺栓孔，螺栓装入两块立板的螺栓孔将X射线机卡紧固定。
在所述基础架体的底部还设有方便移动的脚轮。
红外线测距仪具有两个功能，一是测距，调整移动小车使待透照的工件到射线源的距离符合相应计算的焦距值。二是照射到工作位置的射线源，以保证靠板垂直射线，以利于射线透照。
本发明X射线源、激光源安装在固定支架上时的工作过程为：首先将X射线机放置到固定架体上并固定，启动电动推杆将X射线机沿X射线机升降架体起升到便于操作的预定高度（约2米），将X射线机回转架体水平移动到推至激光源处于工作位置并锁定，然后打开激光源，用激光源发射的可见光锥，模拟X射线机发射的不可见X光光锥，同时调整X射线机旋转角度，保证光锥照射到实际场地的面积最大。X射线机旋转角度调整完毕后，在照射区域，按照组合布照计算结果摆放待透照工件在大致位置（焦距），关闭激光源。通过移动小车和姿态调整块调整工件姿态，用红外线测距仪照射到激光源，按红外线测距仪显示距离数据与计算焦距比较，调整工件与激光源位置，使得工件焊缝与射线垂直。其余工件依次逐一确定位置和姿态。打开激光源，检查是否遮挡干涉。如有则再局部调整。等全部工件确认位置及姿态完毕后，关闭红外线测距仪，将X射线机回转架体推至X光源工作位置，准备透照。
本发明X射线源、激光源安装在墙面上时，工作过程与X射线源、激光源安装在固定支架上基本一致，区别在于安装在墙面上时的透照位置调节通过操作人员直接在墙面完成，而安装于固定支架上的透照位置调节时通过在支架而非墙面完成。
本发明和现有技术相比具有以下有益效果。
一、本发明通过采用可调角激光手电发射的光锥模拟X射线机发射的不可见X光锥，将不可见X光以可见光的形式直观显示，由此确定透照场范围，明确工件摆放区域，这样就有效的提高了X射线场的利用率和工件摆放效率；采用红外线测距仪和姿态调整块配合，通过移动小车适时调整透照工件的距离，通过姿态调整块调整工件摆放姿态，有效保证射线垂直透照，所有工作都在接近地面完成，克服了垂直布照技术高空作业不便操作的缺点。
二、本发明采用斜向组合透照方案时，透照场与地面的切面为不规则椭圆，这就使得在工件摆放和角度计算时难度要比垂直组合透照时小很多，既解决了多件组合布照提高效率的问题，又实现了不同厚度同时检测，整个过程易于操作，安全性高。并且既通过激光源和红外测距仪实现了测距和垂直的组合，提高了检测准备工作效率。同时在基础架体底部设置脚轮实现了X射线机的灵活移动，来满足工作区域对空间灵活性的要求，最大限度地发挥检测区域空间的价值。
附图说明
图1为X射线圆锥形透照场的示意图。
图2为垂直组合布照的示意图。
图3为本发明固定支架的结构示意图。
图4为本发明的工作示意图。
图中，1为基础架体；2为电动推杆；3为X射线机回转架体；4为X射线机固定架体；5为X射线机升降架体；6为X射线机；7为可调角激光手电；8为红外线测距仪；9为红外测距仪发射的红外线；10为可调角激光手电发射的光锥；11为X射线机发射的不可见X光光锥；12为可移动小车。
具体实施方式
实施例一
如图4所示，一种X射线斜式组合布照检测方法，按照以下步骤进行：
第一步，在竖直方向上布置位于同一水平线的X射线源和激光源，并且X射线源和激光源的水平位置和竖直高度可以调节；
第二步，水平移动激光源到X射线源工作的位置后开启激光源，通过激光源发射的可见光模拟X射线源发射的不可见X光光锥照射地面区域范围，并通过激光源斜向地面照射覆盖区域和组合布照工件数量、形状和大小，选择射线源距地面的高度；
第三步，根据第二步确定的激光源照射区域，按照组合布照计算的焦距摆放待透照工件，并且同一厚度的待透照工件位于同一焦距的弧线上；
所述待透照工件放置在可移动小车12上，在可移动小车12上设有竖直支架以及与地面角度可调整的靠板，其中，待透照工件贴放在靠板上，并且在竖直支架上设有与靠板垂直的红外线测距仪；
第四步，通过调节可移动小车12位置以及靠板与地面的角度，使靠板上待透照工件到射线源的距离符合第三步中计算的焦距值，并且使红外线测距仪发射的光照射到工作位置的射线源；
第五步，依次摆放调整第三步中多个待透照工件的位置及角度，使之符合第三步中计算所得的组合布照焦距；
第六步，多个待透照工件在摆放调整过程中及调整结束后，打开激光源，照射各个工件，检查投影是否有遮挡影响，如发现有影响透照效果的遮挡，则需要距离射线源再前后调整，直到互不遮挡影响为止；
第七步，多个待透照工件调整完毕后，移走激光源，将X射线源焦点到工作位置，同时工作人员撤离射线工作区；
第八步，开启X射线源，开始对调整完毕的多个待透照工件组合布照检测。
第一步中所述的X射线源和激光源布置在墙体上，并且X射线源和激光源安装位置在竖直方向及水平方向可调节。
所述第三步中放置待透照工件的可移动小车可以移动并调整靠板以摆放工件；
所述第四步中通过调节可移动小车位置来实现红外线测距仪对待透照工件焦距的调节。
本实施例中X射线源和激光源布置于墙面上的工作过程与X射线源和激光源布置于固定支架上的工作过程一致。
实施例二
如图3、图4所示，一种X射线斜式组合布照检测方法，按照以下步骤进行：
第一步，在竖直方向上布置位于同一水平线的X射线源和激光源，并且X射线源和激光源的水平位置和竖直高度可以调节；
第二步，水平移动激光源到X射线源工作的位置后开启激光源，通过激光源发射的可见光模拟X射线源发射的不可见X光光锥照射地面区域范围，并通过激光源斜向地面照射覆盖区域和组合布照工件数量、形状和大小，选择射线源距地面的高度；
第三步，根据第二步确定的激光源照射区域，按照组合布照计算的焦距摆放待透照工件，并且同一厚度的待透照工件位于同一焦距的弧线上；
所述待透照工件放置在可移动小车12上，在可移动小车12上设有竖直支架以及与地面角度可调整的靠板，其中，待透照工件贴放在靠板上，并且在竖直支架上设有与靠板垂直的红外线测距仪；
第四步，通过调节可移动小车12位置以及靠板与地面的角度，使靠板上待透照工件到射线源的距离符合第三步中计算的焦距值，并且使红外线测距仪发射的光照射到工作位置的射线源；
第五步，依次摆放调整第三步中多个待透照工件的位置及角度，使之符合第三步中计算所得的组合布照焦距；
第六步，多个待透照工件在摆放调整过程中及调整结束后，打开激光源，照射各个工件，检查投影是否有遮挡影响，如发现有影响透照效果的遮挡，则需要距离射线源再前后调整，直到互不遮挡影响为止；
第七步，多个待透照工件调整完毕后，移走激光源，将X射线源焦点到工作位置，同时工作人员撤离射线工作区；
第八步，开启X射线源，开始对调整完毕的多个待透照工件组合布照检测。
第一步中所述的X射线源和激光源布置在固定支架上，并且X射线源和激光源安装位置在竖直方向及水平方向可调节。
所述第三步中放置待透照工件的可移动小车可以移动并调整靠板以摆放工件；
所述第四步中通过调节可移动小车位置来实现红外线测距仪对待透照工件焦距的调节。
所述固定支架包括基础架体1、电动推杆2、X射线机回转架体3、X射线机固定架体4、X射线机升降架体5、X射线机6、可调角激光手电7和红外线测距仪8；
所述基础架体1竖直设置于地面，在基础架体1的两侧上部设有供X射线机升降架体5移动的竖直导轨，在X射线机升降架体5底端垂直连接有X射线机固定架体4，所述X射线机固定架体4为安装X射线机6及X射线机回转架体3的水平支架，所述X射线机6两端连接在X射线机回转架体3上，所述X射线机回转架体3可在X射线机固定架体4上水平移动；
所述电动推杆2竖直设置，电动推杆2的底端固定在基础架体1的底面上、电动推杆2的顶端与X射线机固定架体4底部连接；
所述可调角激光手电7和红外线测距仪8均偏移设置在X射线机6焦点的水平线上。
所述X射线机固定架体4包括水平底板、竖直挡板和平移导轨，所述平移导轨设置在水平底板顶部作为X射线机回转架体3的移动轨道，所述竖直挡板设置在水平底板两侧用于限位X射线机回转架体3；
所述X射线机回转架体3包括呈U型布置的两块立板和连接两块立板的横板，所述横板滑动连接在X射线机固定架体4平移导轨的上方，所述两块立板的上部均开有一圈用于调整X射线机6角度的螺栓孔，螺栓装入两块立板的螺栓孔将X射线机6卡紧固定。
在所述基础架体1的底部还设有方便移动的脚轮。
本发明可以高效地对不同厚度金属、非金属材料完成无损检测，对X射线透照既实现了可视化焦距调整，又实现了可视化角度调整。
上述实施例是对本发明结构的解释而非限制，在不脱离本发明原理前提下所作的变形也在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种X射线斜式组合布照检测方法，其特征在于按照以下步骤进行：
第一步，在竖直方向上布置位于同一水平线的X射线源和激光源，并且X射线源和激光源的水平位置和竖直高度可以调节；
第二步，水平移动激光源到X射线源工作的位置后开启激光源，通过激光源发射的可见光模拟X射线源发射的不可见X光光锥照射地面区域范围，并通过激光源斜向地面照射覆盖区域和组合布照工件数量、形状和大小，选择射线源距地面的高度；
第三步，根据第二步确定的激光源照射区域，按照组合布照计算的焦距摆放待透照工件，并且同一厚度的待透照工件位于同一焦距的弧线上；
所述待透照工件放置在可移动小车（12）上，在可移动小车（12）上设有竖直支架以及与地面角度可调整的靠板，其中，待透照工件贴放在靠板上，并且在竖直支架上设有与靠板垂直的红外线测距仪；
第四步，通过调节可移动小车（12）位置以及靠板与地面的角度，使靠板上待透照工件到射线源的距离符合第三步中计算的焦距值，并且使红外线测距仪发射的光照射到工作位置的射线源；
第五步，依次摆放调整第三步中多个待透照工件的位置及角度，使之符合第三步中计算所得的组合布照焦距；
第六步，多个待透照工件在摆放调整过程中及调整结束后，打开激光源，照射各个工件，检查投影是否有遮挡影响，如发现有影响透照效果的遮挡，则需要距离射线源再前后调整，直到互不遮挡影响为止；
第七步，多个待透照工件调整完毕后，移走激光源，将X射线源焦点到工作位置，同时工作人员撤离射线工作区；
第八步，开启X射线源，开始对调整完毕的多个待透照工件组合布照检测；
第一步中所述的X射线源和激光源布置在固定支架上，并且X射线源和激光源安装位置在竖直方向及水平方向可调节；
所述固定支架包括基础架体（1）、电动推杆（2）、X射线机回转架体（3）、X射线机固定架体（4）、X射线机升降架体（5）、X射线机（6）、可调角激光手电（7）和红外线测距仪（8）；
所述基础架体（1）竖直设置于地面，在基础架体（1）的两侧上部设有供X射线机升降架体（5）移动的竖直导轨，在X射线机升降架体（5）底端垂直连接有X射线机固定架体（4），所述X射线机固定架体（4）为安装X射线机（6）及X射线机回转架体（3）的水平支架，所述X射线机（6）两端连接在X射线机回转架体（3）上，所述X射线机回转架体（3）可在X射线机固定架体（4）上水平移动；
所述电动推杆（2）竖直设置，电动推杆（2）的底端固定在基础架体（1）的底面上、电动推杆（2）的顶端与X射线机固定架体（4）底部连接；
所述可调角激光手电（7）和红外线测距仪（8）均偏移设置在X射线机（6）焦点的水平线上。
2.根据权利要求1所述的一种X射线斜式组合布照检测方法，其特征在于：所述第三步中放置待透照工件的可移动小车可以移动并调整靠板以摆放工件；
所述第四步中通过调节可移动小车位置来实现红外线测距仪对待透照工件焦距的调节。
3.根据权利要求1或2所述的一种X射线斜式组合布照检测方法，其特征在于：所述X射线机固定架体（4）包括水平底板、竖直挡板和平移导轨，所述平移导轨设置在水平底板顶部作为X射线机回转架体（3）的移动轨道，所述竖直挡板设置在水平底板两侧用于限位X射线机回转架体（3）；
所述X射线机回转架体（3）包括呈U型布置的两块立板和连接两块立板的横板，所述横板滑动连接在X射线机固定架体（4）平移导轨的上方，所述两块立板的上部均开有一圈用于调整X射线机（6）角度的螺栓孔，螺栓装入两块立板的螺栓孔将X射线机（6）卡紧固定。
4.根据权利要求3所述的一种X射线斜式组合布照检测方法，其特征在于：在所述基础架体（1）的底部还设有方便移动的脚轮。
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