CN209495984U - 安全端焊缝射线检测精准对焦和缺陷定位的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种安全端焊缝射线检测精准对焦和缺陷定位的装置，包括射线源头，用于输送和定位射线源包，对隔离层与管座的焊缝或者管座与接管的焊缝进行透照；补偿块，与管座上的隔离层贴合后形成等厚对接的透照条件；所述补偿块与隔离层的坡口互补，补偿块的管径与接管相同，补偿块可移动地套装在定位管轴上，射线源头连接在定位管轴上，补偿块两侧的定位管轴上分别套装有第一定位环、第二定位环，第一定位环用于管座侧支撑定位，第二定位环用于接管或补偿块的支撑定位，通过螺栓连接使整个装置与管座、接管或补偿块连接为一个整体，提高了对焦装置和补偿块放置的稳定性，提高了射线检测对焦精度。

Description

安全端焊缝射线检测精准对焦和缺陷定位的装置

技术领域

本实用新型涉及焊缝检测技术领域，尤其是一种安全端焊缝检测装置。

背景技术

在核电和压力容器等产品上存在大量管座与接管对接的异种钢焊缝，称为安全端焊缝。如图1所示，安全端焊缝13a的一侧为低合金钢的管座15a，另一侧为奥氏体不锈钢的接16a，管座内壁有防腐用不锈钢的堆焊层12a。为保证异种钢能够可靠焊接，需在管座的侧坡口面上堆焊一定厚度不锈钢隔离层，为保证管座与接管的焊接质量，在不锈钢接管对接前，要求单独对隔离层焊缝进行100％射线检测。隔离层检测合格后实施对接环焊缝焊接，并对环焊缝进行100％射线检测。

隔离层射线检测时，为消除边蚀散射影响，需要使用补偿块，要求补偿块材质与接管相近，尺寸与接管相同，坡口面与隔离层坡口面互补。隔离层射线检测的主要对象是坡口面未结合缺陷，该缺陷检出、判定和定位的前提是将射线源头精确定位于隔离层结合面所形成的圆锥面的锥点上，即管座轴线与结合面的交点(图1中所示A点)。对接焊缝射线检测要求焦点位于焊缝中心线与管座轴线的交点(图1中所示B点)。

在现有技术中，安全端隔离层和焊缝射线检测一般采用临时工装、胶带缠绕等方式固定补偿块和射线源头，一方面补偿块与隔离层贴合不紧，容易松动，另一方面射线源头定位易出现偏心或位置偏差等问题，而且对焦操作繁琐，对焦时间较长。这些缺点导致射线检测透照成功率低，检测结果复现性差，隔离层未结合缺陷容易漏检，且难以判断底片缺陷影像是管座堆焊层缺陷还是隔离层缺陷，给实际检测带来很大困扰。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够对安全端焊缝射线检测精准对焦和缺陷定位的装置。

本实用新型所采用的技术方案是：安全端焊缝射线检测精准对焦和缺陷定位的装置，包括射线源头，用于输送和定位射线源包，对隔离层与管座的焊缝或者管座与接管的焊缝进行透照；补偿块，与管座上的隔离层贴合后形成等厚对接的透照条件；

进一步地，所述补偿块与隔离层的坡口互补，补偿块的管径与接管相同，补偿块可移动地套装在定位管轴上，输源管连接在定位管轴上，补偿块两侧的定位管轴上分别套装有第一定位环、第二定位环，第一定位环用于管座侧支撑定位，第二定位环用于接管或补偿块的支撑定位，第一定位环、第二定位环在定位管轴上的位置可调节，检测时利用第一定位环、第二定位环将管座、接管、补偿块固定在同轴的特定位置，防止三者移动进而造成射线源头偏心或者位置偏差。

进一步地，定位管轴包括同轴的螺杆、中心导管、托盘，螺杆和托盘分别固连在中心导管的两端，螺杆与紧固螺帽连接，通过托盘限定补偿块或接管相对中心导管的位置，射线源头伸入中心导管内，且能够沿中心导管轴线移动，第一定位环、第二定位环套装在中心导管上，且能够沿中心导管滑动。

进一步地，射线源头为带有刻度尺的射线源头，通过读取刻度可确定射线曝光时源包在中心导管中的精确位置。

进一步地，还包括套装在中心导管上的紧固支撑座，紧固支撑座用于紧固支撑管座远离隔离层的端部，紧固支撑座与第一定位环将管座在垂直和水平方向均固定，通过调节第一定位环的位置来适用不同尺寸的管座和接管的焊缝及隔离层的检测

进一步地，在紧固螺帽与紧固支撑座之间的螺杆上顺次套装有至少一个紧固支撑环，通过改变紧固支撑环的个数来调节紧固支撑座相对托盘的位置，以适用于不同长度尺寸的管座或接管的检测。

进一步地，补偿块的材质为不锈钢，与接管采用相同的材质，提高焊缝检测的可靠性。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的定位装置，一端固定在管座内壁，另一端固定在接管或补偿块的端面，通过螺栓连接使整个装置与管座、接管或补偿块连接为一个整体，提高了对焦装置和补偿块放置的稳定性。

(2)通过在安全端管座、接管或补偿块内架设一根用于射线源头移动的中心导管，并用两个定位环支撑和限定中心导管位置，使射线源头在管座和接管中心线上移动不偏移。

(3)采用带刻度尺的射线源头，实现了射线检测对焦过程的实时量化操作，对焦操作精确、便捷。

(4)使用带刻度尺的射线源头，在采用两次透照测定缺陷深度过程中，能够快速精准读取射线源头移动间距，使缺陷深度测定精准、便捷。

附图说明

图1是现有技术中安全端焊缝结构示意图。

图2是现有技术中射线检测装置结构示意图。

图3是本实用新型的射线检测装置结构示意图。

图4是本实用新型的定位管轴的结构示意图。

图5是本实用新型的射线检测装置检测隔离层时的结构示意图。

图6是本实用新型的射线检测装置测定隔离层缺陷深度的结构示意图。

图中标记为：

本实用新型：1-紧固螺帽，2-紧固支撑环，3-紧固支撑座，5a-第一定位环，5b-第二定位环，6-射线源头，7-补偿块，8-螺杆，9-中心导管，10-托盘，11-铅标记，14-隔离层，15-管座，19-缺陷，S1-缺陷的影像至铅标识的距离，S2-缺陷的影像至铅标识的距离，a-射线源头向管座方向移动距离，h-缺陷距离管座外壁的深度；

现有技术：6a-射线源头，12a-堆焊层，13a-安全端焊缝，14a-隔离层，15a-管座，16a-接管，17-简易卡环，18-支架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图3和图4所示，本实用新型的安全端焊缝射线检测精准对焦和缺陷定位的装置，包括射线源头6，用于输送和定位射线源包，对隔离层14与管座15的焊缝或者管座15与接管的焊缝进行透照；

补偿块7，与管座15上的隔离层14贴合后形成等厚对接的透照条件；管座15内壁有防腐的不锈钢堆焊层，隔离层14焊接在管座15与接管对接的一端，与带有隔离层14的管座15对接并形成焊缝，补偿块7在安全端隔离层14检测时使用，安全端对接焊缝检测不需要。补偿块7用于模拟安全端焊缝，材质为不锈钢，外径和壁厚与接管一致，坡口角度与隔离层14坡口相吻合，补偿块7安装固定后隔离层14形成等厚对接的透照条件，以消除射线检测的边蚀散射影响。

进一步地，所述补偿块7与隔离层14的坡口互补，补偿块7的管径与接管相同，补偿块7可移动地套装在定位管轴上，射线源头6连接在定位管轴上，补偿块7两侧的定位管轴上分别套装有第一定位环5a、第二定位环5b，第一定位环5a用于管座15侧支撑定位，第二定位环5b用于接管或补偿块7的支撑定位，第一定位环5a、第二定位环5b在定位管轴上的位置可调节，检测时利用第一定位环5a、第二定位环5b将管座15、接管、补偿块7固定在同轴的特定位置，防止三者移动进而造成射线源头6偏心或者位置偏差。

第一定位环5a、第二定位环5b中间设置有安装孔，通过该安装孔套装在中心导管9上，两者的外径略小于管座15、接管或补偿块7的内径，使定位环与管座15、接管或补偿块7不能相对滑动，材质选择对管座15堆焊层无污染的材质，第一定位环5a、第二定位环5b的端头带有螺纹孔，通过拧紧螺钉限制其沿中心导管9的相对滑动。通过两个定位环将中心导管9固定在管座15、补偿块7或接管的中轴线上。

进一步地，定位管轴包括同轴的螺杆8、中心导管9、托盘10，螺杆8和托盘10分别固连在中心导管9的两端，螺杆8与紧固螺帽1连接，紧固螺帽1配合螺杆8使用，紧固锁紧整个装置，通过托盘10限定补偿块7或接管相对中心导管9的位置，射线源头6伸入中心导管9内，且能够沿中心导管9轴线移动，第一定位环5a、第二定位环5b套装在中心导管9上，且能够沿中心导管9滑动。螺杆8与中心导管9焊接固定，另一端沿管座15轴线伸入其内部与紧固螺帽1连接，用于固牢整个装置；中心导管9的壁厚均匀且厚度约为1mm，材质为不锈钢，内径约大于射线源头6的外径；托盘10与中心导管9焊接固定，托盘10的端头设有螺钉，通过旋紧螺钉可对进入中心导管9的射线源头固定锁死。

进一步地，射线源头6的外壁带有刻度尺的射线源头，射线源头6为一端带有堵头的金属导管，其另一端与输源导管连接，用于输送射线源头6到达指定位置。刻度尺的长度视检测需要配置，刻度尺沿金属导管外壁轴线设置，刻度尺的零位设置于金属导管伸入中心导管9的一端源包中心对应的位置，通过读取刻度尺可确定射线曝光时源包在中心导管9内的精确位置。

进一步地，还包括套装在中心导管9上的紧固支撑座3，紧固支撑座3用于紧固支撑垂管座15远离隔离层的端部，紧固支撑座3与第一定位环5a将管座15在垂直和水平方向均固定，通过调节第一定位环5a的位置来适用不同尺寸的管座15和接管的焊缝及隔离层14的检测，紧固支撑座3的中心设有一直径略大于中心导管9的通孔，该通孔可以使紧固支撑座3套装在中心导管9上同时又不至于相对滑动，材质选择对管座15堆焊层无污染的材质，紧固支撑座3与管座15内壁的堆焊层接触，用于管座15内侧的紧固支撑。

进一步地，在紧固螺帽1与紧固支撑座3之间的螺杆8上顺次套装有至少一个紧固支撑环2，通过改变紧固支撑环2的个数来调节紧固支撑座3相对托盘10的位置，以适用于不同长度尺寸的管座15或接管的检测，紧固支撑环2中间有一通孔，通过该通孔套装在螺杆8上，其材质为不锈钢，一般每套装置设置3个紧固支撑环2，紧固支撑环2的使用个数可以根据具体需要调整，以实现不同长度尺寸的管座15和接管的安全端焊缝检测使用。

实施例1：

以某核电安注箱安全端隔离层14射线检测和缺陷19定位返修为例进行说明，具体检测对象如下：

如图2所示，接管材质为低合金钢，连接在封头上，采用手工堆焊和机加而成，其内壁焊有8mm厚的不锈钢堆焊层，带堆焊层规格为Ф95×27.5mm，接管的坡口面角度为20°。接管与不锈钢安全端焊接之前，需要在管座15内堆焊厚度为10mm的不锈钢隔离层14，根据核电制造标准，该隔离层14焊缝属承压焊缝，要求进行100％射线检测，检测合格后再与不锈钢接管进行对接。隔离层14射线检测主要检测的缺陷19为结合面的未熔合，属面积型缺陷19，对射线方向极为敏感，射线束与隔离层14结合面在同一平面上时未熔合检出率最高，随着射线束与结合面夹角增大，未熔合检出率迅速降低，因此检测时要求射线源头6位于接管坡口的锥点上。

现在常用的射线检测定位装置如图2所示，一般在补偿块或接管16a的端面设置简易卡环17，简易卡环17将射线源头6a固定在补偿块的轴线上，使用支架18固定接管。但存在以下问题：一是补偿块在射线检测操作过程中容易松动，导致补偿效果变差；二是难以实现精确对焦，一旦出现较大偏差，将难以确定底片缺陷影像所处焊接区域，无法进行缺陷评判，而重新透照重复性又差。采用该装置检测，安全端隔离层14a射线检测成功率不到50％，曾经出现过缺陷定位后返修多次失败的情况，给产品质量和生产进度带来巨大影响。

采用本实用新型的检测装置可以精准对射线源头6定位，操作人员通过该装置，可以通过调节带刻度尺的射线源头6精确地把射线源头6放置于熔合面所在的平面上，通过定位环和中心导管9将射线源头6置于管座15的中轴线上，实现射线源头6的精确定位，具体操作步骤如下：

一、安全端隔离层14射线检测：

1、将补偿块7、第一定位环5a、第一定位环5a、定位管轴组装成一体，将第一定位环5a、第一定位环5a调到所需位置，并旋紧定位环上的螺钉将其锁死，定位环的位置根据具体的管座15、接管的尺寸确定。

2、将定位管轴穿过管座15，调节补偿块7的位置使补偿块7的坡口与隔离层14坡口面贴合，并压紧保持不动。

3、在管座15内部，将紧固支撑座3套装在螺杆8上，并支撑于管座15口上。

4、在管座15内部，将紧固支撑环2套装在螺杆8上，然后套上紧固螺帽1，通过拧紧紧固螺帽1将整个装置拉紧固定。

5、利用补偿块7尺寸、隔离层14厚度、管座15坡口角度和托盘10厚度参数，计算得到射线源头6需要放入中心导管9的距离。

6、将带有刻度尺的射线源头6从托盘10一端的中心导管9伸入，并调整射线源头6的深入长度，使刻度尺读数与步骤5中的计算值一致，然后拧紧托盘10端头的螺钉固定射线源头6。

7、把射线源头6与输源管连接，将射线源通过输源管送至射线源头6顶端，然后按给定工艺参数对隔离层14进行透照。

二、测定安全端隔离层14缺陷19深度：

1、在管座15外壁离隔离层14结合面10mm处贴一定位的铅标记11，然后在管座15外壁布置待曝光胶片1(图中未示出)。

2、按上述“安全端隔离层14射线检测”步骤检测，得到曝光胶片1。

3、取下已曝光的胶片1，换上待曝光的胶片2(图中未示出)。

4、松开托盘10上的螺钉，根据刻度尺上的读数，精确将射线源头向管座方向移动距离a＝5mm，并旋紧托盘10螺钉固定射线源头6。

5、按与步骤2相同的曝光时间对隔离层14进行透照，得到曝光胶片2。

6、对经曝光的胶片1和曝光的胶片2采用相同暗室处理，得到射线底片。

7、通过观片灯，在得到的两个底片上测出缺陷的影像至铅标识的距离分别为S1＝10mm、S2＝13mm。

8、依据相似三角形原理，计算得到缺陷距离管座外壁的深度：h＝bR/(a+b)，其中b＝S2-S1，R为管座15的外半径，最终计算得到缺陷距离管座外壁的深度h为17.8mm。

采用本实用新型的检测装置对安全端隔离层14进行射线检测，解决了射线源头6偏心问题，偏心量在1mm以内，可将射线源头6输送到管座15中轴线上的指定位置，对焦定位精准，精度可达±0.5mm，采用本装置提高了一次拍片成功率，提升了射线检测效率和质量，一次透照成功率可高到90％以上，隔离层14未结合缺陷19检出率明显增加。

Claims (6)

1.安全端焊缝射线检测精准对焦和缺陷定位的装置，包括射线源头(6)，用于输送和定位射线源包，对隔离层(14)与管座(15)的焊缝或者管座(15)与接管的焊缝进行透照；

补偿块(7)，与管座(15)上的隔离层(14)贴合后形成等厚对接的透照条件；其特征在于：所述补偿块(7)与隔离层(14)的坡口互补，补偿块(7)的管径与接管相同，射线源头(6)连接在定位管轴上，补偿块(7)可移动地套装在定位管轴上，补偿块(7)两侧的定位管轴上分别套装有第一定位环(5a)、第二定位环(5b)，第一定位环(5a)用于管座(15)侧支撑定位，第二定位环(5b)用于接管或补偿块(7)的支撑定位，第一定位环(5a)、第二定位环(5b)在定位管轴上的位置可调节。

2.如权利要求1所述的安全端焊缝射线检测精准对焦和缺陷定位的装置，其特征在于：定位管轴包括同轴的螺杆(8)、中心导管(9)、托盘(10)，螺杆(8)和托盘(10)分别固连在中心导管(9)的两端，螺杆(8)与紧固螺帽(1)连接，通过托盘(10)限定补偿块(7)或接管相对中心导管(9)的位置，射线源头(6)伸入中心导管(9)内，且能够沿中心导管(9)轴线移动，第一定位环(5a)、第二定位环(5b)套装在中心导管(9)上，且能够沿中心导管(9)滑动。

3.如权利要求1或2所述的安全端焊缝射线检测精准对焦和缺陷定位的装置，其特征在于：射线源头(6)为带有刻度尺的射线源头(6)。

4.如权利要求3所述的安全端焊缝射线检测精准对焦和缺陷定位的装置，其特征在于：还包括套装在中心导管(9)上的紧固支撑座(3)，紧固支撑座(3)用于紧固支撑管座(15)远离隔离层的端部。

5.如权利要求3所述的安全端焊缝射线检测精准对焦和缺陷定位的装置，其特征在于：在紧固螺帽(1)与紧固支撑座(3)之间的螺杆(8)上顺次套装有至少一个紧固支撑环(2)，通过改变紧固支撑环(2)的个数来调节紧固支撑座(3)相对托盘(10)的位置。

6.如权利要求3所述的安全端焊缝射线检测精准对焦和缺陷定位的装置，其特征在于：补偿块(7)的材质为不锈钢。