CN110987983B - 换热管与管板焊缝射线透照检验工艺及其灵敏度试样 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热管与管板焊缝射线透照检验工艺以及用于检验该射线透照检验工艺灵敏度的试样。该换热管与管板焊缝射线透照检验工艺包括以下步骤:1，依据待检验焊缝，选择射线透照检验灵敏度试样；2，将射线透照检验装置安装在射线透照检验灵敏度试样上；3，设置射线透照检测工艺参数，进行射线透照检验；步骤4，冲洗胶片，分析检验结果。本发明提供的射线透照检验工艺采用射线透照检验灵敏度试样进行检验，可以确保射线透照工艺能够覆盖待检验焊缝上的所有待检区域，不会出现漏检漏评区域。

Description

换热管与管板焊缝射线透照检验工艺及其灵敏度试样

技术领域

本发明涉及射线透照检验领域，具体涉及一种蒸汽发生器换热管与管板焊缝射线透照检验工艺以及用于检验该射线透照检验工艺灵敏度的试样。

背景技术

蒸汽发生器换热管与管板之间一般采用胀接和焊接的方法使管板和换热管连接在一起，达到密封和抗拉脱力的效果。其中，蒸汽发生器上换热管与管板的焊缝质量直接影响到蒸汽发生器的质量，甚至直接决定着整台蒸汽发生器的安全性能，因此在焊接完成后需要对焊缝进行射线透照检验、渗透检验及氦检漏等，以检查焊缝质量，确保焊缝不泄露。

在对蒸汽发生器换热管与管板焊缝进行射线透照检验时，常常需要用射线透照检验灵敏度试样检验所采用的射线透照工艺是否能够100％覆盖待检验焊缝(也即蒸汽发生器换热管与管板焊缝)上的所有待检区域，以免造成漏检。

换热管与管板焊缝的焊接缺陷主要集中分布在焊缝上以及焊接热影响区。但是，现有的射线透照检验灵敏度试样一般只在焊缝上设置人工缺陷，无法确保射线透照检验工艺能够覆盖到焊接热影响区。

因此，亟待开发一种射线透照检验工艺以及新型射线透照检验灵敏度试样，以确保蒸汽发生器换热管与管板焊缝上的所有待检区域内的焊接缺陷均能够被检验出。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种换热管与管板焊缝射线透照工艺，该工艺采用射线透照检验灵敏度试样进行检验，用以确保射线透照工艺能够覆盖待检验焊缝上的所有待检区域。其中，该工艺所采用的射线透照检验灵敏度试样由换热管和锻件经胀接和密封焊而成，在该试样上开设有倾斜孔、中心孔、平行孔和焊趾孔，用这些小孔分别检验射线透照检验工艺在待检验焊缝的焊缝圆弧处、焊缝与换热管熔合处、焊缝下换热管管壁热影响区处以及焊趾处管板热影响区处的灵敏度，从而完成了本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

本发明一方面提供了一种射线透照检验灵敏度试样，所述试样包括与待检验管板结构相同的锻件1和与待检验换热管相同的换热管2，所述换热管2和锻件1之间通过胀接及密封焊进行连接，所述试样用于检验换热管与管板焊缝射线透照检验工艺的灵敏度。

本发明另一方面提供了一种换热管与管板焊缝射线透照检验工艺，所述工艺包括以下步骤:

步骤1，依据待检验焊缝，选择射线透照检验灵敏度试样；

步骤2，将射线透照检验装置安装在射线透照检验灵敏度试样上；

步骤3，设置射线透照检测工艺参数，进行射线透照检验；

步骤4，冲洗胶片，分析检验结果。

本发明所具有的有益效果包括：

(1)本发明提供的射线透照检验灵敏度试样，结构简单，容易制作，适用范围广，检验效果好；

(2)本发明提供的射线透照检验灵敏度试样，在该试样上开设有倾斜孔、中心孔、平行孔和焊趾孔，用这些小孔分别检验射线透照检验工艺在焊缝圆弧处、焊缝与换热管熔合处、焊缝下换热管管壁热影响区处以及焊趾处管板热影响区处的灵敏度，能够确保待检验焊缝100％被覆盖，不会造成漏检；

(3)本发明提供的换热管与管板焊缝射线透照检验工艺，能够一次性覆盖整个待检验焊缝，提高了检测效率。

附图说明

图1a示出根据本发明一种优选实施方式的射线透照检验灵敏度试样的立体结构图；

图1b示出根据本发明一种优选实施方式的射线透照检验灵敏度试样的侧视图；

图2示出当换热管的一端凸出锻件时射线透照检验灵敏度试样的焊缝及焊接热影响区分布图；

图3a示出当换热管的一端凸出锻件时倾斜孔的分布图；

图3b示出当换热管的一端凸出锻件时倾斜孔的剖面图；

图4a示出当换热管的一端凸出锻件时中心孔的分布图；

图4b示出当换热管的一端凸出锻件时中心孔的剖面图；

图5a示出当换热管的一端凸出锻件时平行孔的分布图；

图5b示出当换热管的一端凸出锻件时平行孔的剖面图；

图6a示出当换热管的一端凸出锻件时焊趾孔的分布图；

图6b示出当换热管的一端凸出锻件时焊趾孔的剖面图；

图7示出当换热管的一端与锻件平齐时射线透照检验灵敏度试样的焊缝及焊接热影响区分布图；

图8示出当换热管的一端与锻件平齐时倾斜孔的剖面图；

图9示出当换热管的一端与锻件平齐时中心孔的剖面图；

图10示出当换热管的一端与锻件平齐时平行孔的剖面图；

图11示出当换热管的一端与锻件平齐时焊趾孔的剖面图；

图12示出根据本发明一种优选实施方式的透照布置图；

图13示出实施例1中第一次进行透照时倾斜孔的透照图；

图14示出在最终确定的射线透照工艺下倾斜孔的透照图；

图15示出在最终确定的射线透照工艺下中心孔的透照图；

图16示出在最终确定的射线透照工艺下平行孔的透照图；

图17示出在最终确定的射线透照工艺下垂直孔的透照图；

图18示出实施例2中焊缝的透照图。

附图标号说明：

1-锻件；

11-管孔

2-换热管；

21-换热管管壁；

22-换热管外壁；

23-换热管内壁；

31-倾斜孔；

32-中心孔；

33-平行孔；

34-焊趾孔；

4-焊缝圆弧处；

5-焊缝与换热管熔合处；

6-焊缝下换热管管壁热影响区；

7-焊趾处管板热影响区；

8-射线源；

9-固定射线源装置；

10-金属暗盒；

12-补偿块；

13-堆焊层；

14-焊缝。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

蒸汽发生器上的换热管与管板进行焊接时，需要先将换热管插入管板上的管孔内进行胀接，待胀接完成之后在进行焊接。其中，换热管伸入管板的情况包括两种，第一种情况下换热管的一端凸出管板，另一端伸出管板外。第二种情况下，换热管的一端与管板平齐，另一端伸出管板外。在本发明中，将换热管凸出管板的一端或者与管板平齐的一端的端面定义为管板的上表面。换热管与管板之间的焊接在管板的上表面进行。

在进行焊接时，如果换热管与管板上管孔之间缝隙的比较大，可以在缝隙之间填入焊料，例如焊条或焊丝，此时，换热管与管板焊缝由熔敷的焊料(也即熔敷金属)和部分熔化的母材(换热管和管板)组成。如果换热管与管板上管孔之间缝隙的比较小，可以不装填焊料直接进行焊接，此时的焊缝由熔化的母材组成，也即由管板及换热管熔合而成。

换热管与管板焊缝的焊接缺陷分布区包括焊缝和焊接热影响区。焊接热影响区指的是在焊接热循环作用下，焊缝两侧处于固态的母材发生明显的组织和性能变化的区域。

在进行射线透照工艺灵敏度检验时，一般依据换热管与管板焊接时缺陷可能出现的位置，在射线透照检验灵敏度试样的相同位置上设置人工缺陷。如果所采用的射线透照工艺能够检验出射线透照检验灵敏度试样上所有的人工缺陷，则说明该射线透照工艺能够满足待检验焊缝的技术要求。但是，现有的射线透照检验灵敏度试样人工设置缺陷的位置单一，不能满足实际操作的要求。

为了确保蒸汽发生器换热管与管板焊缝上的所有待检区域内的焊接缺陷均能够被检验出，本发明一方面提供了一种射线透照检验灵敏度试样，所述试样包括与待检验管板结构相同的锻件1和与待检验换热管相同的换热管2。

其中，所述锻件1的材质与待检验管板的材质相同或相近，选自铁素体锻件或镍基锻件，优选为铁素体锻件。

所述锻件1的厚度大于等于15mm，优选大于等于35mm，更优选大于等于50mm，所述锻件1的厚度小于等于待检验管板的厚度。

所述换热管2的材质与待检验换热管的材质相同，所述换热管2的规格与待检验换热管的规格也相同。

在一个优选的实施方式中，所述锻件1和换热管2之间通过胀接及密封焊进行连接。

其中，在射线透照检验灵敏度试样中，锻件1用来替代待检验管板，锻件1和换热管2之间所采用的胀接工艺和密封焊焊接工艺与待检验管板与换热管之间所采用的胀接工艺和密封焊焊接工艺相同。

在一种优选的实施方式中，所述试样还包括堆焊层。

为了适应不同的工作环境，有的蒸汽发生器的管板上需要堆焊一层堆焊层，当待检验的管板上堆焊有堆焊层时，则在锻件1上也应当具备同样的堆焊层。其中，同样的堆焊层指的是堆焊工艺相同，堆焊材质相同和堆焊厚度相同。

在一个优选的实施方式中，在锻件1上开设有管孔11，所述管孔11为通孔，所述管孔11的排列形式与待检验管板上的管孔排列形式一致。

其中，所述管孔11在锻件1上至少排布两排，每排至少开设四个管孔11，管孔11的孔间距及管孔11的直径均与待检验管板上的管孔保持一致。

在本发明中，管孔11在锻件1上至少排布两排，其中的一排管孔中胀接和密封焊有换热管2，另一排管孔用于固定金属暗盒。

其中，管孔11与金属暗盒上的通孔相对应，利用胀塞可将锻件1与金属暗盒连接在一起。

在一个优选的实施方式中，在所述试样上管孔11附近的焊缝上或焊接热影响区内开设有四种不同类型的小孔，所述四种不同类型的小孔分别是倾斜孔31，中心孔32，平行孔33和焊趾孔34，其中，每一种类型的小孔都开设在同一个管孔11附近的焊缝上或焊接热影响区内。其中，射线透照检验灵敏度试样上锻件1与换热管2的焊缝及其焊接热影响区与待检验管板与换热管上的焊缝及其焊接热影响区位置相同。本发明中，以射线透照检验灵敏度试样为例，对焊缝及其焊接热影响区进行说明。

在本发明中，换热管2伸入锻件1的情况包括两种，第一种情况下，换热管2的一端凸出锻件1，另一端伸出锻件1。第二种情况下，换热管2的一端与锻件1平齐，另一端伸出管板外。在在本发明中，将换热管2凸出锻件1的一端或者与锻件1平齐的一端的端面定义为锻件1的上表面。在锻件1的上表面进行锻件1与换热管2的胀接及密封焊。

射线透照检验灵敏度试样上锻件1与换热管2的焊缝包括焊缝圆弧处4和焊缝与换热管熔合处5。当换热管2的一端凸出锻件1时，所述焊缝圆弧处4指的是锻件1上表面与换热管2外表面之间由焊缝所形成的类似于倒角的圆弧状凸起。焊缝与换热管熔合处5指的是焊缝与换热管的交界处附近的区域，如图2所示。当换热管2的一端与锻件1平齐时，所述焊缝圆弧处4指的是锻件1上表面与换热管2的上表面及内壁之间由焊缝所形成的圆弧状凸起。焊缝与换热管熔合处5指的是换热管2与锻件1的交界处上方的焊缝区域，如图7所示。

射线透照检验灵敏度试样上的焊接热影响区包括焊缝下换热管管壁热影响区6和焊趾处管板热影响区7。本发明中，当换热管2的一端凸出锻件1时，焊缝下换热管管壁热影响区6指的是距离焊缝与锻件1上表面的交界面下0-8mm范围内的换热管管壁区域。焊趾处管板热影响区7指的是锻件1在水平方向上距离焊缝表面与锻件1上表面的交界处0-8mm，在垂直方向上距离锻件1上表面0-8mm内的区域，图2所示。当换热管2的一端与锻件1平齐时，焊缝下换热管管壁热影响区6指的是距离焊缝表面与换热管2内壁的交界处下0-8mm范围内的换热管管壁区域。焊趾处管板热影响区7指的是锻件1在水平方向上距离焊缝表面与锻件1上表面的交界处0-8mm，在垂直方向上距离锻件1上表面0-8mm内的区域，如图7所示。

其中，当换热管2的一端凸出锻件1时，在管孔11附近的焊缝上或焊接热影响区内开设的四种不同类型的小孔与在换热管2的一端与锻件1平齐时在管孔11附近的焊缝上或焊接热影响区内开设的四种不同类型的小孔相同。

在一个优选的实施方式中，每一种类型的小孔在同一个管孔11附近的焊缝上或焊接热影响区内至少开设四个，均匀分布如图3a、4a、5a和6a所示。

本发明中，换热管2与锻件1的焊缝为环焊缝，优选地，沿环焊缝，每间隔90°，开设一个小孔。这是因为，在进行射线透照检验时，射线源放置在换热管2内，采用向后透射的方式进行透照，间隔90°排布能够确保一次透射即可覆盖整个换热管，避免在圆周方向上出现漏检。

在一个优选的实施方式中，所述倾斜孔31为圆柱形，所述倾斜孔31的直径为0.3-0.9mm，优选为0.4-0.6mm，更优选为0.5mm；所述倾斜孔31的长度为0.3-0.9mm，优选为0.4-0.6mm，更优选为0.5mm。

所述倾斜孔31开设在焊缝圆弧处，用于检验射线透照检验工艺在待检验焊缝的焊缝圆弧处的灵敏度。

当换热管2的一端凸出锻件1时，所述倾斜孔31的开设方法如下：在焊缝圆弧状凸起的中部，在朝向换热管2的方向上，从焊缝表面斜向下打孔，如图3b所示。其中，所述倾斜孔31的中心轴线与锻件1的上表面之间呈现一定的夹角，所述夹角优选为10-80°，优选为30-60°，更优选为45°。当换热管2的一端与锻件1平齐时，所述倾斜孔31的开设方法如下：在焊缝圆弧状凸起的最高处，在朝向锻件1的方向上，从焊缝表面斜向下打孔，如图8所示。其中，所述倾斜孔31的中心轴线与锻件1的上表面之间呈现一定的夹角，所述夹角优选为10-80°，优选为30-60°，更优选为45°。

所述中心孔32为圆柱形，所述中心孔32的直径为0.3-0.9mm，优选为0.4-0.6mm，更优选为0.5mm；所述中心孔32的长度为0.3-0.9mm，优选为0.4-0.6mm，更优选为0.5mm。

所述中心孔32开设在焊缝与换热管熔合处，用于检验射线透照检验工艺在待检验焊缝的焊缝与换热管熔合处的灵敏度。

当换热管2的一端凸出锻件1时，所述中心孔32的开设方法如下：在焊缝与换热管2的交界处，沿垂直于锻件1上表面的方向，向下打孔。其中，中心孔32的外壁面从换热管外壁22面向换热管管壁21内内缩0.01-0.05mm，优选为0.01-0.04mm，更优选为0.04mm，如图4b所示。其中，图4b中两个箭头之间的长度L即为中心孔32的外壁面从换热管外壁22面向换热管管壁21内内缩的长度。

当换热管2的一端与锻件1平齐时，所述中心孔32的开设方法如下：以换热管2的内壁23为基准，在焊缝表面上量出与换热管管壁21厚度相同的一段距离，然后在此处沿垂直于锻件1上表面的方向，向下打孔，如图9所示。

所述平行孔33为圆柱形，所述平行孔33的直径为0.3-0.9mm，优选为0.4-0.6mm，更优选为0.5mm；所述平行孔33的长度为0.3-0.9mm，优选为0.4-0.6mm，更优选为0.5mm。

所述平行孔33开设在焊缝下换热管管壁热影响区内，用于检验射线透照检验工艺在待检验焊缝的焊缝下换热管管壁热影响区内的灵敏度。

当换热管2的一端凸出锻件1时，所述平行孔33的开设方法如下：在换热管内壁23上，在锻件1上表面之下，沿垂直于换热管管壁21的方向打孔，其中，平行孔33的中心轴线与锻件1的上表面平行，距离锻件1的上表面1-8mm，优选为2-6mm，更优选为3mm，如图5b所示。

当换热管2的一端与锻件1平齐时，所述平行孔33的开设方法如下：在换热管内壁23上，在焊缝表面与换热管内壁23的交界处下，沿垂直于换热管管壁21的方向打孔，其中，平行孔33的中心轴线与锻件1的上表面平行，距离锻件1的上表面3-15mm，优选为5-8mm，更优选为5mm，如图10所示。

所述焊趾孔34为圆柱形，所述焊趾孔34的直径为0.3-0.9mm，优选为0.4-0.6mm，更优选为0.5mm；所述焊趾孔34的长度为0.3-0.9mm，优选为0.4-0.6mm，更优选为0.5mm。

所述焊趾孔34开设在焊趾处管板热影响区内，用于检验射线透照检验工艺在待检验焊缝的焊趾处管板热影响区内的灵敏度。

当换热管2的一端凸出锻件1时，所述焊趾孔34的开设方法如下：在焊缝表面与锻件1的上表面的交界处(也即焊趾处)，沿垂直于锻件1的方向打孔，其中，焊趾孔34的孔边缘与焊趾相外切，如图6b所示。

当换热管2的一端与锻件1平齐时，所述焊趾孔34的开设方法如下：在焊缝表面与锻件1的上表面的交界处(也即焊趾处)，沿垂直于锻件1的方向打孔，其中，焊趾孔34的孔边缘与焊趾相外切，如图11所示。

本发明另一方面提供了一种换热管与管板焊缝射线透照检验工艺，所述工艺包括以下步骤：

步骤1，依据待检验焊缝，选择射线透照检验灵敏度试样；

具体地，根据所要检验的换热管与管板焊缝中换热管与管板的材质，换热管与管板的焊接工艺，管板上管孔的排布，管孔直径和管孔间距，以及管板上有无堆焊层，选择具有相同条件的射线透照检验灵敏度试样。

步骤2，将射线透照检验装置安装在射线透照检验灵敏度试样上；

在一个优选的实施方式中，所述射线透照检验装置包括射线源8、固定射线源装置9、金属暗盒10、胶片、增感屏和补偿块12，如图12所示，图12中13表示的是堆焊层，14表示的是焊缝。其中，增感屏在金属暗盒10和胶片之间，在图中未标注。

其中，所述射线源选自X射线源或γ射线源中，优选为γ射线源，例如Ir-192射线源或Se-75射线源。所述固定射线源装置用于固定射线源，并在检验的过程中用于调整射线源到焊缝的位置。

所述增感屏贴附在胶片的两侧，所述金属暗盒包括两张金属板，所述胶片放置在金属暗盒中，也即放置在两张金属板之间。本发明中，对胶片的数量不做特殊规定，胶片数量可以是一张，也可以是两张，在进行透照检验时，可依据实际情况进行选择。所述胶片优选为柯达M100或AGFA胶片D3型号。

所述金属暗盒放置在射线透照检验灵敏度试样的上表面。其中，射线透照检验灵敏度试样的上表面也即锻件1的上表面。

所述金属暗盒和胶片上开设有通孔，所述通孔与射线透照检验灵敏度试样中锻件1上管孔11相同。所述相同指的是金属暗盒和胶片上的通孔的大小、数量、间距和排布与锻件1上的管孔11相同。

其中，金属暗盒和胶片上的一排通孔与锻件1上连接有换热管2的的管孔11相对应，用于将放射源伸入到换热管2中进行透照。金属暗盒和胶片上的另一排通孔与锻件1上用于固定金属暗盒的管孔11相对应，用于将金属暗盒固定在射线透照检验灵敏度试样的上表面。

所述补偿块固定在金属暗盒上，用于补偿锻件1与焊缝之间的厚度差。由于焊缝具有一定的厚度，因此锻件1的上表面与焊缝之间存在厚度差，会导致透照后底片上的黑度有差异。设置补偿块用于补偿锻件1与焊缝之间的厚度，能够确保射线穿过的金属厚度相同，避免在透照后的底片上出现黑度差异。

步骤3，设置射线透照检测工艺参数，进行射线透照检验；

在一个优选的实施方式中，所述工艺参数包括曝光时间，放射源的放射性活度，焦距和焦点尺寸。

本发明中，所述曝光时间为20s-8min，优选为40s-5min，更优选为50s。

本发明中，所述放射源的放射性活度为0.5-2.5Ci，优选为1-2Ci，更优选为1.5Ci。

本发明中，所述焦距为8-28mm，优选为12-22mm，更优选为18mm。

本发明中，所述焦点尺寸Φ为0.2-0.8mm，优选为0.3-0.6mm，更优选为0.5mm。

除此之外，胶片的类型，以及有无补偿块同样会对透照结果产生影响。在本发明中，所述胶片优选为AGFA胶片D3型号或柯达胶片M100型号，更优选为柯达胶片M100型号。

在一个优选的实施方式中，设置完一组参数后，针对每一种类型的小孔，按照倾斜孔31、中心孔32、平行孔33和垂直孔34的顺序分别进行透照。在透照的过程中，如果有一种类型的小孔在透照底片中不可见，则重新变更工艺参数，之后在对四种类型的小孔重复透照操作。

步骤4，冲洗胶片，分析检验结果；

透照结束后，冲洗胶片，并根据透照结果，调整工艺参数，直到四种类型的小孔均在底片中清晰可见，则说明所采用的射线透照检验工艺能够覆盖整个待检验焊缝所要检测的范围，不会出现漏检现象。

具体实施例

实施例1

在射线透照检验灵敏度试样上检验华龙一号蒸汽发生器换热管与管板焊缝射线透照检验工艺的灵敏度。

其中，射线透照检验灵敏度试样中换热管2的一端凸出锻件1，其中，锻件1的材质为铁素体钢锻件，材料牌号为18MND5。在锻件1上堆焊有8mm的镍基堆焊层。在锻件1上开设有两排管孔11，每排开设4个管孔11。其中，管孔11的直径为17.5mm，每一排中的孔间距为21.6mm，排间距为12.5mm。换热管的材质为NC30Fe，壁厚1.01cm。

在其中一排的4个管孔11上连接有换热管2，在第一个管孔11处的焊缝圆弧处均匀开设有四个倾斜孔31，倾斜孔31的直径为0.5mm，长度为0.5mm，倾斜孔31的中心轴线与锻件1的上表面之间的夹角为45°。

在第二个管孔11处的焊缝与换热管熔合处均匀开设有四个中心孔32，中心孔32的直径为0.5mm，长度为0.5mm，以换热管外壁22为基准，中心孔32的外壁面从换热管外壁面向换热管管壁21内内缩0.04mm。

在第三个管孔11的焊缝下换热管管壁热影响区处均匀开设有四个平行孔33，平行孔33的直径为0.5mm，长度为0.5mm，平行孔33的中心轴线距离锻件1的上表面3mm。

在第四个管孔11处的焊趾处管板热影响区内均匀开设有四个焊趾孔34，焊趾孔34的直径为0.5mm，长度为0.5mm，焊趾孔34的孔边缘与焊趾相外切。

本实施例采用的所述射线透照检验装置包括射线源、固定射线源装置、金属暗盒、胶片、增感屏和补偿块。其中，金属暗盒包括一块不锈钢前板和一块不锈钢背衬板；增感屏为铅制金属增感屏，包括1张厚度为0.02mm的前屏和1张厚度为0.02mm后屏；补偿块为钢制补偿块。

焊缝射线透照检验具体过程如下：

1)按照金属暗盒不锈钢前板，增感屏前屏，胶片，增感屏后屏，金属暗盒不锈钢背衬板的顺序，将AGFA胶片D3型号和增感屏装于金属暗盒中；

2)将金属暗盒固定在射线透照检验灵敏度试样上，并将Ir-192射线源穿过金属暗盒放置到换热管2中；

3)采用射线源在内，中心曝光方式进行透照，曝光时间设置为2分钟，放射源的放射性活度设置为0.75Ci，焦点尺寸设置为Φ0.5mm，焦距设置为25mm；

4)曝光结束后，收回射线源；

5)取出曝光后的射线底片，采用显影液和定影液进行胶片暗室处理，药液温度28℃，冲洗时间5分钟；

6)冲洗后，对射线底片进行黑度测试。

7)对射线底片评定；

8)根据透照结果，确定是否增加补偿块，调整胶片的类型，放射源的曝光时间，放射性活度，焦点尺寸和焦距大小，重复之前的透照操作，直到射线透照检验灵敏度试样中四种类型的小孔在底片中均可见。

焊缝射线透照检验结果和评级：

在上述透照的条件下，对开设有倾斜孔的管孔进行透照，测得的底片黑度范围在3.0～5.5之间，不能满足标准对黑度2.7～4.5的要求。第一次透照的透照结果如图13所示，从图13中观察不到倾斜孔的存在。由此可知，该工艺条件不能满足焊缝检测的要求。

在最终确定的射线透照工艺(胶片为柯达胶片M100型号，添加补偿块，曝光时间50秒，放射源的放射性活度设置为1.5Ci，焦点尺寸设置为Φ0.5mm，焦距设置为18mm的条件下，也即最终确定的射线透照工艺)下，射线透照检验灵敏度试样中四种类型的小孔在底片中均可见，透照检验结果如表1所示：

表1射线透照检验灵敏度试样检验结果

其透照检验的透照图如图14-18所示，其中，图14为倾斜孔的透照图，从图14中能清楚地观察到四个倾斜孔的存在。图15为平行孔的透照图，从图15中能清楚地观察到四个中心孔孔的存在。图16为平行孔的透照图，从图16中能清楚地观察到四个平行孔的存在。图17为垂直孔的透照图，从图17中能清楚地观察到四个垂直孔的存在。

通过透照结果可知，采用本实施例1中所确定的最终射线透照工艺对射线透照检验灵敏度试样进行透照，射线透照检验灵敏度试样中不同位置的小孔在底片中均可见。

由此可知，本实施例1中所确定的最终的射线透照工艺在焊缝圆弧处、焊缝中心处、焊缝下换热管管壁热影响区处以及焊趾处管板热影响区处的透照灵敏度能够满足华龙一号蒸汽发生器换热管与管板焊缝射线透照检测的相关技术要求。

此外，通过射线透照检验灵敏度试样的检验底片中小孔的影像位置，还可以用于判断待检验焊缝底片的判定范围，从而确保待检验焊缝及热影响区在底片评定中按要求评定，不会出现漏检漏评区域。

实施例2

采用实施例1所确定的最终的射线透照检验工艺对华龙一号蒸汽发生器换热管与管板焊缝进行透照，具体检验过程如下：

1)将柯达胶片M100型号和增感屏装于金属暗盒中；2)将金属暗盒固定在蒸汽发生器换热管与管板焊缝上；3)并将Ir-192射线源穿过金属暗盒放置到换热管中；4)采用射线源在内，中心曝光方式进行透照，并且按照实施例1所确定的最终的射线透照检验工艺参数进行参数设置；5)曝光结束后，收回射线源；6)取出曝光后的射线底片，采用显影液和定影液进行胶片暗室处理，药液温度28℃，冲洗时间5分钟；7)冲洗后，对射线底片进行黑度测试；8)射线底片评定。

其中，经黑度测试可知，底片黑度范围在2.7～4.5之间，对焊缝的透照图片如图18所示。由图18可知，换热管与管板焊缝无超标缺陷显示。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前”“后”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种换热管与管板焊缝射线透照检验工艺，其特征在于：所述工艺包括以下步骤:

步骤1，依据待检验焊缝，选择射线透照检验灵敏度试样；

步骤2，将射线透照检验装置安装在射线透照检验灵敏度试样上；

步骤3，设置射线透照检测工艺参数，进行射线透照检验；

步骤4，冲洗胶片，分析检验结果；

所述射线透照检验灵敏度试样包括与待检验管板结构相同的锻件(1)和与待检验换热管相同的换热管(2)；

所述换热管(2)和锻件(1)之间通过胀接及密封焊进行连接，

所述试样用于检验换热管与管板焊缝射线透照检验工艺的灵敏度；

在所述锻件(1)上开设有管孔(11)，所述管孔(11)在锻件(1)上至少排布两排，每排至少开设四个管孔(11)；

其中的一排管孔中胀接和密封焊接有换热管(2)；另一排管孔用于固定金属暗盒；

在所述试样上管孔(11)附近的焊缝上或焊接热影响区内开设有四种不同类型的小孔，所述四种不同类型的小孔分别为倾斜孔(31)，中心孔(32)，平行孔(33)和焊趾孔(34)；

其中，每一种类型的小孔都开设在同一个管孔(11)附近的焊缝上或焊接热影响区内；

每一种类型的小孔在同一个管孔(11)附近的焊缝上或焊接热影响区内至少开设四个，均匀分布；

在步骤2中，所述射线透照检验装置包括射线源(8)、固定射线源装置(9)、金属暗盒(10)、胶片、增感屏和补偿块(12)，

所述射线源选自X射线源或γ射线源中，所述固定射线源装置用于固定射线源，并在检验的过程中用于调整射线源到焊缝的位置，所述增感屏贴附在胶片的两侧，所述金属暗盒包括两张金属板，所述胶片放置在张金属板之间，所述金属暗盒放置在射线透照检验灵敏度试样的上表面，

所述金属暗盒和胶片上开设有通孔，所述通孔与射线透照检验灵敏度试样中锻件(1)上管孔(11)相同，所述补偿块固定在金属暗盒上，用于补偿锻件(1)与焊缝之间的厚度差。

2.根据权利要求1所述的换热管与管板焊缝射线透照检验工艺，其特征在于：所述倾斜孔(31)为圆柱形，所述倾斜孔(31)的直径为0.3-0.9mm；所述倾斜孔(31)的长度为0.3-0.9mm；

所述倾斜孔(31)开设在焊缝圆弧处，用于检验射线透照检验工艺在待检验焊缝的焊缝圆弧处的灵敏度；

当换热管(2)的一端凸出锻件(1)时，所述倾斜孔(31)的开设方法如下：在焊缝圆弧状凸起的中部，在朝向换热管(2)的方向上，从焊缝表面斜向下打孔；

当换热管(2)的一端与锻件(1)平齐时，所述倾斜孔(31)的开设方法如下：在焊缝圆弧状凸起的最高处，在朝向锻件(1)的方向上，从焊缝表面斜向下打孔。

3.根据权利要求1所述的换热管与管板焊缝射线透照检验工艺，其特征在于：所述中心孔(32)为圆柱形，所述中心孔(32)的直径为0.3-0.9mm；所述中心孔(32)的长度为0.3-0.9mm；

所述中心孔(32)开设在焊缝与换热管熔合处，用于检验射线透照检验工艺在待检验焊缝的焊缝与换热管熔合处的灵敏度；

当换热管(2)的一端凸出锻件(1)时，所述中心孔(32)的开设方法如下：在焊缝与换热管(2)的交界处，沿垂直于锻件(1)上表面的方向，向下打孔，中心孔(32)的外壁面从换热管外壁(22)面向换热管管壁(21)内内缩0.01-0.05mm；

当换热管(2)的一端与锻件(1)平齐时，所述中心孔(32)的开设方法如下：以换热管(2)的内壁(23)为基准，在焊缝表面上量出与换热管管壁(21)厚度相同的一段距离，然后在此处沿垂直于锻件(1)上表面的方向，向下打孔。

4.根据权利要求1所述的换热管与管板焊缝射线透照检验工艺，其特征在于：所述平行孔(33)为圆柱形，所述平行孔(33)的直径为0.3-0.9mm；所述平行孔(33)的长度为0.3-0.9mm；

所述平行孔(33)开设在焊缝下换热管管壁热影响区内，用于检验射线透照检验工艺在待检验焊缝的焊缝下换热管管壁热影响区内的灵敏度；

当换热管(2)的一端凸出锻件(1)时，所述平行孔(33)的开设方法如下：在换热管内壁(23)上，在锻件(1)上表面之下，沿垂直于换热管管壁(21)的方向打孔，其中，平行孔(33)的中心轴线距离锻件(1)的上表面1-8mm；

当换热管(2)的一端与锻件(1)平齐时，所述平行孔(33)的开设方法如下：在换热管内壁(23)上，在焊缝表面与换热管内壁(23)的交界处下，沿垂直于换热管管壁(21)的方向打孔，其中，平行孔(33)的中心轴线与锻件(1)的上表面平行，距离锻件(1)的上表面3-15mm。

5.根据权利要求1所述的换热管与管板焊缝射线透照检验工艺，其特征在于：所述焊趾孔(34)为圆柱形，所述焊趾孔(34)的直径为0.3-0.9mm；所述焊趾孔(34)的长度为0.3-0.9mm；

所述焊趾孔(34)开设在焊趾处管板热影响区内，用于检验射线透照检验工艺在待检验焊缝的焊趾处管板热影响区内的灵敏度；

当换热管(2)的一端凸出锻件(1)时，所述焊趾孔(34)的开设方法如下：在焊缝表面与锻件(1)的上表面的交界处，沿垂直于锻件(1)的方向打孔，其中，焊趾孔(34)的孔边缘与焊趾相外切；

当换热管(2)的一端与锻件(1)平齐时，所述焊趾孔(34)的开设方法如下：在焊缝表面与锻件(1)的上表面的交界处，沿垂直于锻件(1)的方向打孔，其中，焊趾孔(34)的孔边缘与焊趾相外切。

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