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柴油空冷器管箱对接焊缝的射线检测点击：1784 日期：[ 2014-04-26 22:21:53 ] |
| 柴油空冷器管箱对接焊缝的射线检测 杨 勇 (安庆石化特种设备检验检测站，安徽安庆 246001) 摘要：介绍了柴油空冷器管箱对接焊缝的射线检测方法，根据其焊缝不等厚的特点，采用了外壁偏心纵缝透熙法并选取了合理的检测参数，达到了良好的缺陷检出效果。 关键词：无壳体式换热器；柴油空冷器；射线检测 中图分类号：TG115．28 文献标识码：A 文章编号：1671—4423(2007)02—43—02 1 前言 换热器是压力容器中最常见的形式之一，主要用于两种不同温度介质的热量交换，广泛用于石油化工、电力、制冷等行业，其结构形式可分为有壳体式(管壳式换热器)与无壳体式两大类，其中无壳体式换热器结构不似容器，且承载介质体积较小，危险性相对偏低，故《压力容器安全技术监察规程》没有将其纳入监察范围。 某精制柴油空冷器其管箱属于无壳体式，部件仅有两只管箱与中间连接的管束，其管箱均为长矩形，四条对接焊缝，如图1所示，为80万吨／年柴油加氢精制装置所用，材质16 Mn，介质为油气。焊缝均按JB／T 4709—92{钢制压力容器焊接规程》进行，要求保证全焊透、全熔合、并不少于20 比例的UT或RT检测。 2 问题的提出 初步决定采用超声波探伤，选用横波斜探头法，沿焊缝一侧扫查，但在检查中发现根部反射波与边板盖板的根部回波相混，加上入口太小无法进入管箱直接观察根部焊接成形，只限单侧扫查等因素，从而严重影响了对缺陷反射波的准确判断，故决定改用RT检测。 3 RT检测过程 3．1 透照理论分析 3．1．1 透照方式 该检测工件为长矩形，焊缝为不等厚直边对接焊缝，若采用常规的纵缝透照法，显然存在巨大的偏差，在不具备单壁内透法的条件下，只能考虑选用外壁偏心纵缝透照法。 3．1．2 入射角和偏心距选择 如图1所示，该焊缝总长2880 mm，焊角45。，焊缝宽度35 mm，采用V形坡口单面焊双面成形，边板T：40 mm，盖板T：18 ITlnl，在焊接过程中焊缝根部极易产生未焊透及未熔合、裂纹等缺陷。考虑到偏心距及入射角太大会增加透照厚度差和焊缝畸变，过小会使焊缝透照不全。为了保证查出根部面积型缺陷并兼顾厚度比，保证能将焊缝全部投影到底片上，且将射线入射角定为30。，与厚板坡口斜率相同。而入射角确定后，偏心距只随焦距变化，可按实际计算。 3．1．3 焦距及能量的选择 焦距对射线照相灵敏度的影响主要表现在几何不清晰度上，因Ugmax—d ×L。／L。，为获得较小的值，需要获取较大的焦距，但较大的焦距必须延长曝光时间或提高管电压，故且定最小焦距不小于600 mm。射线能量的选择原则是在保证穿透力的情况下选择较低射线能量，但在实际拍片中，应适当尽量提高管电压，提高底片的宽容度，降低散射比。 3．1．4 胶片工装制作及胶片贴放 因管箱开口仅有200 mm×100 mm，无法进入贴片，须做一个长度与工件长度均等或一半的梯形楔块做为贴片工装，因为透射角为30。，而胶片应尽量与入射主射线垂直成90。，所以贴片工装为等腰60。的梯形，胶片置于梯形斜面上(两边都可)，胶片贴放及工装截面具体形状尺寸见图2～图3。 3．1．5 ． 双胶片法及灵敏度的控制 由于此类纵缝透照，异于常规直透，具有较大的厚度差，故可选双胶片法(同速法或异速法)。其目的是用于平衡透照宽容度与探伤灵敏度的矛盾，大的部位用单片， 小的部位可用双片评定。在ISM 标准中规定双胶片法中单片黑度下限值为≮1．3，厚度大的部位D值不低于1．3即可满足要求．另外像质计源侧按标准正常摆放，像质指示IQI灵敏度不应低于标准规定值。 3．1．6 一次透照长度与散射线的防护 该管箱每条焊缝长2880 min，选用360 mm×80 mm的胶片，一次透照长度为288 mm，即N 一10。射线透照过程中，为了屏蔽散射线：在源侧被透焊缝两侧添置铅板，在胶片后置一厚为1 mill的防护铅板。 4 具体检测情况 4．1 检测参数 活动管箱直边不等厚对接焊缝采用300EG—S2型射线机，管电压230 kV，焦点尺寸2．5 mm×2．5 mm，曝光时间3 min，AGF双胶片，偏心纵缝透照，最少透照次数为10次，一次透照长度288 mm，等分为10张，Ⅱ型像质计，自动洗片机。透照黑度参见表1。 4．2 检测结果 此次检测共两台空冷器，4个管箱，共发现根部未焊透5张，裂纹2张，未熔合4张，底片的对比度、清晰度、黑度、与像质指数均达到标准要求，基本达到了预期的效果。同时利用双胶片法改善了黑度反差，易于对底片上厚薄区域缺陷进行评定，在拍片过程中还尝试利用增大焦距、提高管电压等方法，一次曝光杠号透视两张底片，在增大u 值同时，也提高了工作效率。 上述结果充分验证了偏心纵缝双胶片透照法的可行性。在检测初始，我们对盖板侧小角度坡口与主射线束近似垂直，从而影响面积状缺陷的检出率感到担忧，现从结果来分析，说明采用该方法也具有一定的检出率。但对于此方法的缺点，考虑增加超声波单侧扫查。选用K2．3～K2．5的斜探头在盖板侧锯齿形扫查，利用二次反射波检查坡口未熔合来弥补不足之处。 4．3 底片评定 因该焊缝透照不同于常规纵缝透照，又有别于双壁双影的管道焊缝，故底片焊缝结构图样解析有很大的差异。经测量，此次倾斜透照焊缝只放大±5mm，但因投影线路非常规分布，焊缝及缺陷都发生位移并有所放大、变形。故要了解底片上每个投射线的焊缝实物位置。底片上最上端黑度极小值部位是厚度为40 mm的边板母材，不做评定区域。而剩下的具有三个黑度差的区域分别为焊缝根部、熔敷区、盖板母材的投影。虽对评片不利，但实际底片中裂纹、未熔、未焊透等危害性缺陷还是比较典型的。 5 总结 综上所述，此类直边不等厚对接焊缝检测，采用外壁偏心纵缝透照法检测，虽受焊接结构的影响，给检测与评片带来诸多不利因素，但用此种工艺仍能有效地提高主要缺陷的检出能力与底片的质量。 |
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