RT探伤方法与应用

RT探伤方法与应用1 透照方式的选择1.1 透照方式的选择原则：依据工件的结构和技术条件的要求，优先选用单壁透照方法；在单壁透照方法不能实施时才允许采用双壁透照方法；双壁双影法一般只用于直径在100mm以下的小径管的环焊缝透照。

1.2透照方式的分类：直缝透照：单壁、双壁；环缝单壁透照：外透、中心透照、偏心内透（F<R，F >R ）；环缝双壁透照：双壁单影（倾斜、垂直）、双壁双影（倾斜、垂直）。

2 一次透照长度的计算（最少透照次数计算）2.1 几个概念：一次透照长度——焊缝射线照相一次透照的有效检验长度(一般指源侧的长度)，L3表示。

受两个因素的限制，一个是射线的有效照射场的范围，一次透照长度不可能大于有效照射场的尺寸；另一个是透照厚度比（标准规定）限制了一次透照长度的大小。

一次透照长度对照相质量和工作效率同时产生影响。

（双壁双影的L3一般不计算，一次透照有效检出范围由其他因素决定，如宽容度。

）搭接长度——一张底片与相邻底片重叠部分的长度,ΔL表示。

有效评定长度——一次透照检验长度在底片上的投影长度，L eff表示。

实际透照时，如果搭接标记放在射源侧，则底片上搭接标记之间长度即为有效评定长度。

如搭接标记放在胶片侧，则底片上搭接标记以外还附加△L长度才是有效评定范围（如纵缝双壁透照时）(上述说法不包括环缝偏心F>R)。

三者关系：L eff=L3+△L。

△L= 2 × L2 (L3/2)/L1= L2L3/L12.2 直缝透照L3的计算：L 3=2L1tanθ，其中θ=cos-1(1/K)，L1—射源到工件表面的距离。

θ—横向裂纹检出角。

K—透照厚度比，T’/T。

2.2 环缝单壁外透L3的计算（最少曝光次数）：L 3=πDO/N ，其中N=180/α，最少曝光次数；α=θ-η，η= sin-1 [DO sinθ/（DO+2L1）]。

θ= cos-1{[1+（K2-1）T/DO]/K}(据ΔOAC),(偏心内透F>R与同),α——与AB/2对应的圆心角；θ——有效最大失真角；η——有效半辐射角；K——透照厚度比；T——工件厚度；Do——容器外径。

环缝外透法中的几何参数变化特点：①当透照距离L1减小时，若透照长度L3不变，则K值、θ角增大；若K值、θ角不变，则一次透照长度L3缩短，最少透照次数增加。

②当透照距离L1增大时，情况相反，当L1趋向无穷大时，透照弧长所对应的圆心角即与壁厚度无关(?)，其极限等于影像最大失真角θ的2倍(而θ与T总是有关的)。

若当Do>> T时，θ≈cos-1K-1；当K=1.1时，θ=24.62°，则环缝至少应摄片8张，用数式表示即： N=180/α= 180/ θ=180/24.62=7.31。

2.3 环缝中心透照L3的计算（最少曝光次数）：这种透照布置透照厚度K=1，横向裂纹检出角θ≈0o,一次透照长度L3=整条环缝长度。

最少曝光次数为1次。

2.4 环缝偏心内透照（F<R）L3的计算（最少曝光次数）：L3=πDi/N ，其中N=180/α，最少曝光次数；α= η - θ，η= sin-1 [Di sinθ/（DO-2F）]。

θ= cos-1{[1 -（ K2-1）T/Di]/K}，α——与AB/2对应的圆心角；θ——有效最大失真角；η——有效半辐射角；K——透照厚度比；T——工件厚度；Di ——容器内径; Do——容器外径。

环缝偏心内透照（F<R）几何参数变化特点：①当透照焦距减小时，若透照长度L3不变，则K值、θ角增大；若K值、θ角不变，则一次透照长度L3缩短，最少曝光次数增加。

②当透照焦距增大时，情况相反，当焦距趋向圆心时，透照弧长所对应的圆心角即与壁厚度无关，其极限透照厚度比K=1，横向裂纹检出角θ≈0o,一次透照长度L3=整条环缝长度。

最少曝光次数为1次。

2.5 环缝偏心内透照（F>R）L3的计算（最少曝光次数）：L3=πDi/N ，其中N=180/α，最少曝光次数；α= η+θ，η= sin-1 [DO sinθ/（ 2F - DO）]。

θ= cos-1{[1+（K2-1）T/DO]/K}，α——与AB/2对应的圆心角；θ——有效最大失真角；η——有效半辐射角；K——透照厚度比；T——工件厚度；Do——容器外径。

环缝偏心内透照（F>R）几何参数变化特点：①当透照焦距减小时（即向圆心靠拢），若透照长度L3不变，则K值、θ角减小；若K值、θ角不变，则一次透照长度L3增大，当焦距趋向圆心时，透照弧长所对应的圆心角即与壁厚度无关，其极限透照厚度比K=1，横向裂纹检出角θ≈0o,一次透照长度L3=整条环缝长度。

最少曝光次数为1次。

②当透照焦距增加时，若透照长度L3不变，则K值、θ角增大；若K值、θ角不变，则一次透照长度L3减小，当焦距趋向直径时，此时α = 2θ；若当Do>>T时，θ≈cos-1K-1；当K=1.1时，θ=24.62°，则环缝至少应摄片4张，用数式表示即： N=180/α= 180/ 2θ=180/（2×24.62）=3.66。

环缝内透照特别说明：不管是F＜R、F=R或F＞R的偏心法，如果使用普通的定向机照射，一次可检范围往往取决于X射线机的有效照射范场围。

偏心法中由计算求出的η角，必须服从于实际最大可用半辐射角的限制。

2.6 双壁单影透照L3的计算（最少曝光次数）：L3=πDo/N ，其中N=180/α，最少曝光次数；α= η+θ，η= sin-1 [DO sinθ/（ 2F - DO）]。

θ= cos-1{[1+（K2-1）T/DO]/K}，α——与AB/2对应的圆心角；θ——有效最大失真角；η——有效半辐射角；K——透照厚度比；T——工件厚度；Do——容器外径。

双壁单影透照几何参数变化特点：①当焦距等于管子外径而T/Do甚小的情况，则最大透照长度L3所对应的圆心角2α与壁厚度无关，等于影象失真角θ的4倍，即（2α）max=4θ；若当Do >> T时，θ≈cos-1K-1；当K=1.1时，θ=24.62°，因N=180/α = 180/ 2θ=180/（2×24.62）=3.66。

则环缝至少应摄片4张。

②当焦距无限大时，最小透照有效长度L3所对应的圆心角2α就与管子形状无关，等于失真角θ的2倍，即2αmax=2θ；若当Do >> T时，θ≈cos-1K-1；当K=1.1时，θ=24.62°，则环缝至少应摄片8张，用数式表示即： N=180/α= 180/ θ=180/24.62=7.31。

2.7 双壁双影透照L3的计算（最少曝光次数）：双壁双影法一般只用于直径在100mm以下的小径管的环焊缝透照。

L3=πDo/N ，其中N由相应的探伤标准确定，无须计算。

但理论计算完全能计算出来。

JB4730-2005规定：①倾斜透照椭圆成像T/Do≤ 0.12,最少曝光次数N=2; ②倾斜透照椭圆成像T/Do> 0.12或垂直透照重叠成像时，最少曝光次数N=3。

③结构原因不能进行多次透照时，可采用椭圆成像或重叠成像方式透照一次，由于透照一次不能100%检测焊缝全长，此时应采取有效措施扩大缺陷可检出范围，并保证底片评定范围内黑度和灵敏度满足要求。

3 射线能量的选择3.1 射线能量的选择原则：选择射线源的首要因素是射线源所发出的射线对被检试件具有足够的穿透力。

对X射线来说，穿透力取决于管电压。

对于γ射线来说，穿透力取决于放射源种类。

在保证穿透力的前提下，选择能量较低的射线，以保证照相灵敏度。

4 焦距的选择4.1焦距的选择原则①所选择的焦距必须满足射线照相对几何不清晰度的规定。

焦距F越大，Ug值越小，底片上的影像越清新。

焦距对射线照相灵敏度影响主要表现在几何不清晰度Ug 上Ug=dfL2/(F—L2)。

(此条实际是确定了焦距的最小值)②所选择的焦距应给出射线强度比较均匀的适当大小的透照区。

以上两点前者限制了焦距的最小值，后者指导如何确定实际使用的焦距值。

焦距的最小值通常由标准中的诺模图查出（会使用）。

像质等级透照距离L1 Ug值A级 L1≥7.5df L22/3 Ug≤2/15L21/3AB级 L1≥10df L22/3 Ug≤1/10L21/3B级 L1≥15df L22/3 Ug≤1/15L21/3实际透照时一般并不采用最小焦距值，所用的焦距比最小焦距要大得多。

这是因为透照场的大小与焦距相关。

焦距增大后，匀强透照场范围增大，这样可以得较大的有效透照长度，同时影像清晰度也进一步提高。

增大焦点至胶片距离，按照平方反比定律，需要增加曝光时间。

所以焦距不能无限增大。

4.2不同透照方式的焦距选择①直缝透照/环缝单壁外透照/环缝双壁双影的焦距按照标准采用值700mm。

②环缝偏心内透（F<R，F >R ）的焦距尽量接近环缝的半径；这时最小焦距可减小20%。

③环缝中心透照的焦距等于环缝的半径；这时最小焦距可减小50%。

④环缝双壁单影透照的焦距尽量接近环缝的直径（外径）。

5 曝光量的选择5.1曝光量与黑度、灵敏度的关系：曝光量是指管电流i与照射时间t的乘积（E=it）：对于γ射线来说，曝光量是指放射源活度A与照射时间t的乘积（E=At）。

底片的黑度取决于胶片感光乳剂吸收的射线量（即曝光量）。

如果固定各项透照条件（试件尺寸，源试件、胶片的相对位置，胶片和增感屏，给定的放射源或管电压），则底片黑度与曝光量有很好的对应关系，通过曝光量可以控制底片黑度。

曝光量也影响影像的对比度、颗粒度以及信噪比，从而影响底片上可记录的最小细节尺寸（灵敏度）。

5.2曝光量基准值的确定：曝光量应不低于某一最小值。

在焦距为700mm，曝光量的基准值为15mA.min（照相质量等级A、AB级）和20mA.min（照相质量等B级）。

5.3曝光量的调整几个基本概念：①互易律—互易律是化学反应的一条基本定律，是决定光化学反应产物质量的条件，只与总的曝光量相关，即取决于辐射强度和时间的乘积，而与这两个因素的单独作用无关。

由互易可知，欲保持底片黑度不变，只须满足E=It=I1T1=I2T2=……但荧光增感时互易律失效。

②平方反比定律—平方反比定律是物理光学的一条基本定律。

它指出：从一点源发出的辐射，强度I与距离F的平方成反比，即存在以下关系；I1/I2=（F2/F1）2。

③曝光因子—Ψx=it/F2=i1t1/F12=i2t2/F22；或Ψγ=At/F2=A1t1/F12=A2t2/F22 。

利用曝光因子的曝光量调整：即底片黑度不变，曝光因子不变。

i1t1/F12=i2t2/F22或A1t1/F12=A2t2/F22 。