射线探伤

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1．射线探伤原理

利用射线(X射线、γ射线)透过工件时，缺陷与无缺陷部分对射线吸收程度不同，来检验焊缝。因显示缺陷的方法不同，每种射线探伤都又分有电离法、荧光屏观察法、照相法和工业电视法。目前，应用最普遍的是照相法。

射线照相法探伤是利用透过工件的射线，对照相底片产生的光化作用不同，即感光量大(透过缺陷时)的底片经暗室处理后变得较黑，来显示缺陷的形状和大小的一种探伤方法。

2．射线能量选择与探伤设备

射线探伤时，射线源的主要技术性能指标是射线源尺寸和射线的能量。射线源尺寸愈小，缺陷影像愈清晰。在能穿透工件使胶片感光的前提下，应当选择能量较低的射线，以提高缺陷影像的反差。不同射线能最等级的穿透能力和射线源尺寸见表14－22。γ射线最佳穿透厚度范围见表14－23。

表14－22 X、γ射线源能量焦点尺寸与最大穿透厚度 (mm)

表14－23 γ线透照钢件的适宜厚度范围 (mm)

常用射线探伤设备主要有：X射线探伤机、γ射线探伤机和高能射线探伤设备。X射线探伤机分便携式、移动式和固定式三种。不同类型射线探伤生产厂情况见表14－24、表14－25、表14－26。

表14－24 便携式X射线探伤机生产厂

表14－25 移动式固定式X射线探伤机生产厂

表14－26 放射性同位素γ射线探伤机生产厂

注：①Ci为居里，1Ci=3．7×10¹⁰Bq。

3．射线探伤胶片和增感屏

射线探伤用胶片质量由乳胶剂中的银盐粒度(清晰度)、感光度、反差和灰雾光学密度来衡量。一般要求反差高、清晰度高和灰雾少。常用工业射线探伤用胶片分为四个等级，见表14－27。

表14－27 工业X射线胶片的分类和特性

为了在探伤时增加曝光量或减少曝光时间，提高探伤速度，常采用增感屏。焊缝探伤时广泛应用的是金属增感屏，它的尺寸应与胶片尺寸相同，其厚度按射线能量选择，见表14－28。

表14－28 增感屏厚度 (mm)

4．象质计

象质计是用来检查透照技术和照片处理质量的。衡量该质量的数值是象质指数，它等于底片上能识别出的最细钢丝线的编号。射线探伤用的象质计是线型象质计，其型号和规格应符合GB5618－85《线型象质计》的规定。

按照透照厚度和象质级别所需要达到的象质指数，选用R10系列的象质计，见表14－29。

表14－29 象质计的选用 (mm)

5．透照方式

为了彻底反映工件接头内部缺陷存在状况，应根据不同的接头形式和工件的几何形状来选择不同的透照方式。各种焊缝的透照方式见图14－4～14－12。

图14－4 直焊缝的透照方式

图14－5 环缝单层透照方式

图14－6 环缝单层周向透照方式

图14－7 环缝双层透照方式

图14－8 T形角焊缝透照方式

图14－9 管子插管双层透照方式

图14－10 管子环缝双层透照方式

图14－11 插管环缝单层透照方式

图14－12 座管环缝单层透照方式

6．探伤结果评定

探伤结果评定之前，先对底片质量进行确认，看其象质指数、底片黑度、识别标记及伪缺陷影像等指标是否达到标准要求。然后观察合格的底片，根据缺陷性质和数量进行焊缝质量评级。GB3323规定焊缝质量分四级：

Ⅰ级焊缝：无裂纹、未熔合、未焊透和条状夹渣。

Ⅱ级焊缝：无裂纹、未熔合、未焊透和条状夹渣。

Ⅲ级焊缝：无裂纹、未熔合以及双面焊和加垫板的单面焊中的未焊透。不加垫板的单面焊中的未焊透允许长度按表14－34条状夹渣长度的Ⅲ级评定。

Ⅳ级焊缝：焊缝缺陷超过Ⅲ级者。

(1)圆形缺陷的分级：长宽比小于或等于3的缺陷定义为圆形缺陷。它们可以是圆形、椭圆形、锥形或带有尾巴等不规则的形状，包括气孔、夹渣和夹钨。

圆形缺陷用评定区进行评定。评定区大小见表14－30，并应选在缺陷最严重的部位。当缺陷与评定区相接时，应划入评定区内。评定圆形缺陷时，应将缺陷尺寸按表14－31换算成缺陷点数，不计点数的缺陷尺寸见表14－32。圆形缺陷分级见表14－33。

表14－30 缺陷评定区 (mm)

表14－31 缺陷点数换算表

表14－32 不计点数的缺陷尺寸 (mm)

表14－33 圆形缺陷的分级

注：表中的数字是允许缺陷点数的上限。圆形缺陷长径大于1／2T时，评为Ⅳ级。

(2)条状夹渣的分级：长宽比大于3的缺陷定义为条状夹渣，条状夹渣的分级见表14－34。

表14－34 条状夹渣的分级 (mm)

注：1．表中L为该组夹渣中最长者的长度。

2．长宽比大于3的长气孔的评级与条状夹渣相同。

3．当被检焊缝长度小于12T(Ⅱ级)或6T(Ⅲ级)时，可按比例折算。当折算的条

状夹渣总长小于单个条状夹渣长度时，以单个条状夹渣长度为允许值。

(3)综合评级：在圆形缺陷评定区内，同时存在圆形缺陷和条状夹渣(或未焊透)时，应各自评级，将级别之和减1作为最终级别。