CN107782752A - 一种焊缝射线检测设备及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种焊缝射线检测设备及其检测方法，该设备包括射线源装置、屏蔽体、补偿体、探测器，以及与探测器相连接的带有图形处理软件的计算机，其中，所述的屏蔽体和补偿体覆盖在焊缝表面，屏蔽体与焊缝靠近的一面开有窗口，所述窗口与焊缝的位置相对应，沿窗口向屏蔽体内开有通道，所述探测器设置在通道内，射线源照射焊缝后产生的射线进入窗口和通道并由探测器接收，探测器将信号传输至计算机进行处理。本发明可获得更多实际产品焊缝质量的信息，并且能得到焊缝焊喉尺寸，在泄漏路径上的缺陷尺寸，根部未熔合缺陷尺寸等关键信息，因而提高了产品焊缝质量控制水平，有利于产品焊缝质量水平提高。

Description

一种焊缝射线检测设备及其检测方法
技术领域
本发明属于无损检测技术，具体涉及一种焊缝射线检测设备及其检测方法。
背景技术
目前，对热交换器中的管子-管板焊缝质量控制有按制造规范(如国家能源局发布的行业标准《承压设备焊接工艺评定》NB/T47014-2011附录D)采用焊接平行于产品的代表性试件并解剖做金相检验的方法以及按无损检验标准(如国家能源局发布的行业标准《承压设备无损检测第二部分：射线检测》NB/T47013.2-2015附录A)采用射线检测的方法，其缺点是对前者而言得到的检验结果只能局部，间接代表实际产品焊缝质量而不能获取全周100％产品焊缝质量的实际信息，并且制作，解剖试件周期较长，不利于生产效率提高；对后者而言，其缺点是得到的检验结果有限，不能得到焊喉尺寸，缺陷在泄漏路径上的尺寸，根部熔合状况等关键信息。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种能够提高焊缝质量水平及检测效率的焊缝射线检测设备及其检测方法。
为实现以上目的，本发明的技术方案如下：一种焊缝射线检测设备，包括射线源装置、屏蔽体、补偿体、探测器，以及与探测器相连接的带有图形处理软件的计算机，其中，所述的屏蔽体覆盖在焊缝表面，屏蔽体与焊缝靠近的一面开有窗口，所述窗口与焊缝的位置相对应，沿窗口向屏蔽体内开有通道，所述探测器设置在通道内，射线源照射焊缝后产生的射线进入窗口和通道并由探测器接收，探测器将信号传输至计算机进行处理。
进一步，所述的射线源和屏蔽体安装在机械紧固-驱动机构上，所述的机械紧固-驱动机构能够带动所述屏蔽体窗口移动。
进一步，所述的屏蔽体包括用于屏蔽射线的重金属和包覆重金属的防护层。
进一步，所述的屏蔽体下方为补偿体，所述的补偿体由贴近屏蔽体一侧的硬质补偿体和贴近焊缝一侧的软质补偿体组成。
进一步，所述通道为窗口一端截面小，另一端截面大的锥柱状。
进一步，所述通道与焊缝表面形成倾斜角度。
进一步，还包括用于焊缝检测前对设备参数进行校正的校验试件，所述校验试件是将模拟产品的焊缝剖开，在截面上加工人工缺陷后再拼合而成的试件。
一种采用上述设备的焊缝射线检测方法，包括如下步骤：
(S1)将补偿体、射线源装置、屏蔽体、探测器布置到待检焊缝处；
(S2)通过射线源照射焊缝，产生的射线进入屏蔽体窗口和通道后由探测器接收，并在与探测器相连的计算机上显示相应图像；
(S3)通过安装于计算机的图像处理软件对显示的图像进行矫正和放大处理；
(S4)使屏蔽体上的窗口沿焊缝移动，进而在计算机上连续显示焊缝截面图像，并进行图像处理，形成对全长焊缝的截面扫描；
(S5)通过安装于计算机的图像处理软件对得到的焊缝截面图像进行焊缝尺寸测量，对发现的焊缝中缺陷或根部未熔合缺陷尺寸进行测量。
进一步，该方法还包括在焊缝检测之前，采用校验试件依据步骤(S1)至(S5)的方法对检测设备的参数设置是否合适进行校验的过程。
本发明的有益效果如下：采用本发明的焊缝射线检测设备后，与原有技术相比，可获得更多实际产品焊缝质量的信息，并且能得到焊缝焊喉尺寸，在泄漏路径上的缺陷尺寸，根部未熔合缺陷尺寸等关键信息，因而提高了产品焊缝质量控制水平，有利于产品焊缝质量水平提高，同时检测效率也得到大幅提高。
附图说明
图1为一种焊缝射线检测设备示例(射线源在屏蔽体下表面以下)；
图1a为另一种焊缝射线检测设备示例(射线源在屏蔽体下表面以上)；
图1b为一种屏蔽体结构示意图；
图2为图1设备虚拟展开示意图；
图2a为图1a设备虚拟展开示意图；
图3为校验试件截面上加工了根部未熔合人工缺陷的示意图；
图4为校验试件截面上加工了焊缝中圆形人工缺陷的示意图；
图5为校验试件截面上加工了焊缝中线形人工缺陷的示意图。
图中：1-传热管；2-管板；3-传热管与管板焊缝；4-机械紧固-驱动机构；5-屏蔽体；5a-补偿体；5a1-软质补偿体；5a2-硬质补偿体；6-射线源装置；7-传热管与管板焊缝截面；8-窗口；9-通道；10-探测器；11-根部未熔合人工缺陷；12-焊缝中圆形人工缺陷；13-焊缝中线形人工缺陷；14-探测器与微型计算机相连的线路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1、图1a、图1b、图2、图2a所示，本实施例提供了一种传热管与管板焊缝的射线检测设备，包括机械紧固-驱动机构4，射线源装置6，屏蔽体5，补偿体5a、探测器10，微型计算机，图像处理软件，校验试件。其中，屏蔽体5可为圆柱形，屏蔽体5包含可屏蔽射线的重金属(如铅)和包覆重金属的防护层(如不锈钢)，屏蔽体5和补偿体5a覆盖在传热管与管板焊缝3表面，屏蔽体5如图1所示下方设置补偿体5a以便探测器和与之相连的计算机显示器能获得均匀的黑度，补偿体5a由贴近屏蔽体一侧的硬质补偿体5a2(例如与焊缝相同材质的金属)和贴近焊缝一侧的软质补偿体5a1(例如含有某种金属的工业胶皮)组成。软质补偿体5a1的作用是填充焊缝表面不平整形成的缝隙，确保射线光照均匀以便探测器和与之相连的计算机显示器能获得均匀的黑度，硬质补偿体5a2的作用是保证补偿体与屏蔽体之间既能平整紧密接触又在屏蔽体5上的窗口8沿圆形焊缝3移动时能平顺滑动。屏蔽体5在与传热管1-管板2的焊缝3靠近的一面开有窗口8并由窗口向屏蔽体内开有通道9，通道9与焊缝3圆周呈切向布置并与管板2平面及焊缝表面形成倾斜角度(例如45度)，通道9可为窗口8一端小而另一端大的锥柱状，从而可以获得放大成像，通道9另一端设置有探测器10，该探测器10通过线路14与微型计算机相连。射线源装置6照射焊缝3的焊缝截面7后产生的射线进入窗口8和通道9后由探测器10接收，并在与之相连的微型计算机显示器上实时显示探测器传来的图像，安装于微型计算机的图像处理软件可对显示的“倾斜”图像进行矫正和放大，从而得到“端正”的焊缝截面7图像。
本发明将射线源装置6、屏蔽体5、探测器10安装于机械紧固-驱动机构4上，该安装了射线源装置6、屏蔽体5、探测器10的机械紧固-驱动机构4可固定在传热管管子-管板结构上，也可固定在机械手或其它移动机构上。机械紧固-驱动机构4能够以传热管管子轴心线为中心旋转从而驱动屏蔽体5，使屏蔽体5上的窗口8沿圆形焊缝3移动，进而在微型计算机显示器上连续实时显示探测器传来的焊缝3截面图像，形成对全长焊缝的截面扫描；机械手或其它移动机构可使检验装置完成一个焊缝检验后移动到下一个焊缝位置进行检验。机械紧固-驱动机构的结构可根据被检测设备的具体情况来设计，只要能够实现上述功能即可。
通过安装于微型计算机的图像处理软件可实施对焊缝3的截面进行焊喉尺寸测量，在泄漏路径上的缺陷尺寸测量，根部未熔合缺陷尺寸测量等进一步分析检测。
本发明在实际焊缝检测前需要通过校验试件对设备参数进行校正，所述校验试件是将模拟产品的管子-管板焊缝沿管子中心线剖开，在通过管子中心线的截面上加工人工缺陷后又拼合的试件，用于确定检验灵敏度。图3为截面上加工了焊缝根部未熔合人工缺陷11的示意图，图4为截面上加工了焊缝中圆形人工缺陷12的示意图，图5为截面上加工了焊缝中线形人工缺陷13的示意图。校验试件用于在检验前对射线检验装置的检验参数设置进行校正，例如根据是否能观察到规定的最小人工缺陷验证检验参数设置是否合适。
采用上述设备进行焊缝射线检测的方法，包括如下步骤：
1)采用校验试件对焊缝射线检测设备的检验参数设置进行校验，具体方法与下述2)-8)所述方法相同，以达到所要求的检验灵敏度；
2)将屏蔽体和补偿体移至待检传热管与管板焊缝处；
3)开启射线源或射线源就位；
4)射线源照射焊缝后产生的射线进入窗口和通道后由探测器接收，并在与之相连的微型计算机显示器上实时显示探测器传来的图像；
5)安装于微型计算机的图像处理软件对显示的“倾斜”图像进行矫正和放大，得到“端正”的焊缝截面图像；
6)驱动机构以管子轴心线为中心旋转驱动屏蔽体，使屏蔽体上的窗口沿焊缝移动，进而在微型计算机显示器上连续显示探测器传来的焊缝截面图像，形成对全长焊缝的截面扫描；
7)检验装置完成一个焊缝检验后移动到下一个焊缝位置进行检验；
8)通过安装于微型计算机的图像处理软件对焊缝的截面进行焊喉尺寸测量，对发现的焊缝中缺陷或根部未熔合缺陷尺寸进行测量。
需要注意的是，上述具体实施例仅仅是示例性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本专利的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种焊缝射线检测设备，包括射线源装置(6)、屏蔽体(5)、补偿体(5a)、探测器(10)，以及与探测器(10)相连接的带有图形处理软件的计算机，其特征是：所述的屏蔽体(5)和补偿体(5a)覆盖在焊缝(3)表面，屏蔽体(5)与焊缝(3)相接的一面开有窗口(8)，所述窗口(8)与焊缝的位置相对应，沿窗口(8)向屏蔽体(5)内开有通道(9)，所述探测器(10)设置在通道(9)内，射线源装置(6)照射焊缝(3)的截面(7)后产生的射线进入窗口(8)和通道(9)并由探测器(10)接收，探测器(10)将信号传输至计算机进行处理。
2.如权利要求1所述的焊缝射线检测设备，其特征是：所述的射线源装置(6)和屏蔽体(5)安装在机械紧固-驱动机构(4)上，所述的机械紧固-驱动机构(4)能够带动所述屏蔽体(5)移动。
3.如权利要求1所述的焊缝射线检测设备，其特征是：所述的屏蔽体(5)包括用于屏蔽射线的重金属和包覆重金属的防护层。
4.如权利要求1所述的焊缝射线检测设备，其特征是：所述的补偿体(5a)由贴近屏蔽体一侧的硬质补偿体(5a2)和贴近焊缝一侧的软质补偿体(5a1)组成。
5.如权利要求1所述的焊缝射线检测设备，其特征是：所述通道(9)为窗口一端截面小，另一端截面大的锥柱状。
6.如权利要求1或5所述的焊缝射线检测设备，其特征是：所述通道(9)与焊缝(3)表面形成倾斜角度。
7.如权利要求1所述的焊缝射线检测设备，其特征是：还包括用于焊缝检测前对设备参数进行校正的校验试件，所述校验试件是将模拟产品的焊缝剖开，在截面上加工人工缺陷后再拼合而成的试件。
8.一种采用权利要求1所述设备的焊缝射线检测方法，包括如下步骤：
(S1)将射线源装置、补偿体、屏蔽体、探测器布置到待检焊缝处；
(S2)通过射线源照射焊缝，产生的射线进入屏蔽体窗口和通道后由探测器接收，并在与探测器相连的计算机上显示相应图像；
(S3)通过安装于计算机的图像处理软件对显示的图像进行矫正和放大处理；
(S4)使屏蔽体上的窗口沿焊缝移动，进而在计算机上连续显示焊缝截面图像，并进行图像处理，形成对全长焊缝的截面扫描；
(S5)通过安装于计算机的图像处理软件对得到的焊缝截面图像进行焊缝尺寸测量，对发现的焊缝中缺陷或根部未熔合缺陷尺寸进行测量。
9.如权利要求8所述的焊缝射线检测方法，其特征是：该方法还包括在焊缝检测之前，采用校验试件依据步骤(S1)至(S5)的方法对检测设备的参数设置是否合适进行校验的过程。
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