CN108459343A - 一种射线束角度测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种射线束角度测试方法,步骤为：S1制作一个指示试块，包括一个底座和一根穿插在底座上的金属丝;S2确保检测面与胶片平行，将指示试块放置于所需检测的区域边界处，与产品一同进行射线检测透照,其影像随产品影像同时保存；S3在底片影像上测量出指示试块的金属丝沿焊缝垂直方向的投影长度，即垂直长度L;S4利用几何比例关系，可以计算出指示试块投影的垂直长度L是否满足要求。本发明在对产品进行射线检测时，与产品一起检测，将射线束角度信息通过高密度金属丝的影像与焊缝影像一并记录保存，还原了产品的射线束角度信息，达到了可追溯的目的。本发明经济、且显著的提高射线束角度的质量控制，极大的提高检测可靠性。

Description

一种射线束角度测试方法
技术领域
本发明涉及射线检测技术领域，特别是射线束的入射角度检测技术领域。
背景技术
射线检测作为一种常规的无损检测方法广泛应用于各制造行业中，主要用于对焊接件、铸件、复合材料蜂窝夹层结构等内部质量的检测。在该方法众多的关键工艺参数中，射线束的入射角度是非常关键的检测参数，角度控制的好坏将直接影响检测结果和检测质量，一旦控制方法失效，将降低检测可靠性，并且存在漏检风险。因此，在射线检测中对角度的控制尤为重要。
在众多的被检测对象(如焊接件、铸件、复合材料蜂窝夹层结构等)及检测级别要求(A级、B级等)中，分别有着不同的射线束角度控制要求，有的要求射线束锥角边界控制在±13.9°(透照厚度比K要求为1.03时)，有的要求控制在±8.1°(透照厚度比K要求为1.01时)，甚至有的要求控制在±2°(检测电子束焊缝时)，因此其角度控制难度参差不齐，造成的质量风险也参差不同。特别是对于角度控制最严格的±2°，射线检测时必须要有远高于传统检测的射线束角度控制方法，方可保证检测质量。
目前，对射线束角度的控制主要采用理论计算的方法来计算出实际的透照位置，将所有已知的参数(如焦点距离、中心点位置、所需控制的角度等)作为输入量后，最终计算出被检产品与中心点的位置距离。如果焦点距离、中心点位置存在理论值与实际值的偏差，则可能导致最终位置不符合要求，存在质量隐患。同时，国内外标准中(如ASTM E 1742、HB20160-2014等)对于真空电子束焊缝的射线检测仅要求了角度不大于±2°，而未提及进行过程控制、结果控制及记录要求，即使按要求完成检测后，也无法在射线底片上对检测时所使用的真实射线束角度进行复查射线束角度是否满足要求，仅能靠过程控制进行角度控制，存在较大质量隐患。难以确保检测过程质量的可追溯性。因此，原有技术存在着可靠性低、过程质量无法追溯的问题。
发明内容
为完成对射线检测中关键工艺参数——射线束角度信息的记录及测试，本方法发明基于射线源、射线束、底片与产品之间存在的几何比例关系，提供一种射线束角度测试方法。
本发明的技术方案为：
一种射线束角度测试方法,步骤为：
S1制作一个指示试块，包括一个底座和一根穿插在底座上的金属丝；
S2确保检测面与胶片平行，将指示试块放置于所需检测的区域边界处，与产品一同进行射线检测透照,其影像随产品影像同时保存；
S3在底片影像上测量出指示试块的金属丝沿焊缝垂直方向的投影长度，即垂直长度L；
S4利用几何比例关系，可以计算出指示试块投影的垂直长度L是否满足要求。
所述步骤S4中，垂直长度L与最大允许角度的关系式为：
式中：
F——射线源到胶片的垂直距离，单位为毫米(mm)；
l——指示试块的高度，单位为毫米(mm)；
T——指示试块距胶片的距离(本方案中等同于被检电子束焊接件焊缝高度)，单位为毫米(mm)。
d——指示试块上高密度金属丝底部距焊缝的水平距离，单位为毫米(mm)；
L——垂直长度，单位为毫米(mm)；
θ——射线束最大允许角度，单位为度(°)。
所述步骤S2中，底座的基准面与产品射线源侧表面相适应。
所述步骤S2中，指示试块放置于电子束焊接件的焊缝射线源外侧方向的热影响区外
所述步骤S2中，指示试块距焊缝的距离为大于等于10mm。
另一方面，本发明的一种射线束角度指示试块，包括底座和金属丝，一定长度的金属丝竖直穿插在底座上，底座设置一基准平面(与产品表面相适应)，金属丝向下贯穿至基准平面。
所述金属丝直径为0.5mm，高度为150mm。
所述金属丝材料为密度大于等于铁的金属材料。
所述金属丝材料为钨或钨合金。
本发明的有益效果是：
在对产品进行射线检测时，该指示试块与产品同时曝光，随产品一起检测，将射线束角度信息通过高密度金属丝的影像与焊缝影像一并记录保存在底片上。通过测量高密度金属丝的投影长度根据几何比例关系计算出实际的透照角度，还原了产品在射线检测过程中的射线束角度信息，并保存在了射线底片上，达到了可追溯的目的，并提高了可靠性。本发明方法可经济、且显著的提高射线检测中关键工艺参数——射线束角度的质量控制，极大的提高检测可靠性，并将角度信息通过底片记录下来，还可追溯与复查。
附图说明
图1是电子束焊接结构产品示意图,其中a)侧视图，b)俯视图；
图2是指示试块放置示意图，其中a)侧视图，b)俯视图；
图3是垂直长度L与投影长度的关系示意图；
图4是本发明的几何比例关系总示意图；
图5是图4的几何比例关系局部放大示意图；
图6是几何比例关系式推导图；
图7是角度指示试块示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
本发明的一种射线束角度指示试块，包括底座和金属丝，金属丝竖直穿插在底座上，底座设置一基准平面，金属丝向下贯穿至基准平面。金属丝高度为150mm，金属丝材料为钨或钨合金，见图7。
本发明一种射线束角度测试方法,步骤为：
1)根据产品的检测要求，选择合适的通用或专用的指示试块；制作一个适用于一定外形结构电子束焊接结构(示意图见图1)的通用指示试块，包括一个底座和一根穿插在底座上的金属丝，金属丝应有一定的精度、刚度及密度，组合后高密度金属丝应能在底片上形成不受底座影响的影像，钨或钨合金的金属丝是一种合适的材料；底座的基准面与产品射线源侧表面应能贴合，能保证高密度金属丝在底座上的角度明确。
2)将指示试块放置于产品所需检测的区域边界处(不遮挡有效评判区域)，随产品同时进行射线检测透照(如平板结构的电子束焊缝检测时可参考图2进行指示试块的放置)，其影像随产品影像同时保存在同一张底片上；进行电子束焊接件X射线检测透照前，应确保检测检测表面水平，并将射线束角度指示试块放置于电子束焊接件的焊缝射线源外侧方向的热影响区外，最低不小于10mm。单侧热影响区的范围一般为电子束焊缝深度的1/8。放置时，试块工字型方向应(如图2)所示，两工字臂垂直于焊缝方向。
3)在进行评判时，在底片上测量出指示试块的垂直长度L(如图3)；
具体实施方案：对于射线束角度指示试块影像，评判时，在底片上测出试块上钨丝与焊缝垂直长度，垂直长度L。
4)利用几何比例关系，可以计算出指示试块投影的垂直长度L是否满足焊缝处最大允许角度的关系。几何比例关系总示意图见图4，图5、图6为细节图。
从图4总结构和图5局部放大图，可得知，角度之间的关系角X(试块顶部与射线束的角度)＞角Y(试块底部与射线束的角度)＞角θ(标准所控制的角度—焊缝顶部与射线束的角度)，比如，最终要求角度θ≤2°，因此，我们只要控制角X≤2°，则能够确保角c＜2°。
从图6中的几何关系、原理可以；
1.由推导出x＝tanθ×(F-T)；
2.由推导出
3.由推导出推导出因此，综上，将公式3带入公式1和公式2中x、B的计算值，则：
式中：
L——垂直长度，单位为毫米(mm)；
θ——射线束最大允许角度，单位为度(°)。
F——射线源到胶片的垂直距离，单位为毫米(mm)；
T——指示试块距胶片的距离(本方案中等同于被检电子束焊接件焊缝高度)，单位为毫米(mm)。
d——指示试块上高密度金属丝底部距焊缝的水平距离，单位为毫米(mm)；
B——指示试块上高密度金属丝底部投影点的位置距高密度金属丝底部的水平距离，单位为毫米
(mm)；
l——指示试块的高度，单位为毫米(mm)；
x——焊缝距离射线束中心点的水平距离，单位为毫米(mm)；
具体实施方案：根据检测标准要求的角度θ，根据公式(1)计算出所需的最大Lmax值，测量出实际垂直长度L后，如果L≤Lmax，则满足检测标准的要求，底片可以用于评判焊缝质量。

Claims (9)

1.一种射线束角度测试方法,步骤为：
S1制作一个指示试块，包括一个底座和一根穿插在底座上的金属丝；
S2确保检测面与胶片平行，将指示试块放置于所需检测的区域边界处，与产品一同进行射线检测透照,其影像随产品影像同时保存；
S3在底片影像上测量出指示试块的金属丝沿焊缝垂直方向的投影长度，即垂直长度L；
S4利用几何比例关系，可以计算出指示试块投影的垂直长度L是否满足要求。
2.根据权利要求1所述一种射线束角度测试方法，其特征在于，所述步骤S4中，垂直长度L与最大允许角度的关系式为：
式中：
F——射线源到胶片的垂直距离，单位为毫米；
l——指示试块的高度，单位为毫米；
T——指示试块距胶片的距离(本方案中等同于被检电子束焊接件焊缝高度，单位为毫米。
d——指示试块上高密度金属丝底部距焊缝的水平距离，单位为毫米；
L——垂直长度，单位为毫米；
θ——射线束最大允许角度，单位为度。
3.根据权利要求1所述一种射线束角度测试方法，其特征在于，所述步骤S2中，底座的基准面与产品射线源侧表面相适应。
4.根据权利要求1所述一种射线束角度测试方法，其特征在于，所述步骤S2中，指示试块放置于电子束焊接件的焊缝射线源外侧方向的热影响区外。
5.根据权利要求1所述一种射线束角度测试方法，其特征在于，所述步骤S2中，指示试块距焊缝的距离为大于等于10mm。
6.一种射线束角度指示试块，其特征在于，包括底座和金属丝，金属丝竖直穿插在底座上，底座设置一基准平面，金属丝向下贯穿至基准平面。
7.根据权利要求6所述的一种射线束角度指示试块，其特征在于，所述金属丝直径为0.5mm，高度为150mm。
8.根据权利要求6所述的一种射线束角度指示试块，其特征在于，所述金属丝材料为密度大于等于铁的金属材料。
9.根据权利要求6所述的一种射线束角度指示试块，其特征在于，所述金属丝材料为钨或钨合金。
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