浅析小径厚壁管X射线透照工艺的改进

浅析小径厚壁管X射线透照工艺的改进

前言：随着火力发电厂超临界、超超临界机组的普及，金属及压力容器在超常的高温高压环境中运行所凸显出来的问题也越来越多。因此，如何完善当前的检测手段和采用新的检测手段对金属和压力容器进行更有效地监督和检测，保证机组的安全运行，已成为当前非常重要的课题之一。在此，本人就益阳电厂小径厚壁管X射线透照工艺的改进做一个浅析。

一、发现问题

在益阳电厂二期2X600MW超临界机组工程建设中，对后水凝渣管（φ63.5X12.5/15CrMoG）安装焊缝进行X射线检测时，发现底片的成像质量很不理想。

1.底片成像的清晰度和对比度都非常差，达不到要求。主要是焊缝影像比较模糊，灰雾度很大，对比度差，不能清楚显示要求显示的像质计金属丝。

2.底片黑度不均匀，在底片成像的管壁内侧有非常明显的由散射影响而形成的阴影区域。在底片影像上，于管子内径范围中距管壁两内侧2～3mm处，均有一道与管壁平行的界线，界线至管子外壁区域形成阴影区域，黑度较大。

二、原因分析

在发现该现象时立刻召集全体技术人员和透视组成员召开质量分析会，首先对该工艺所使用的工艺卡进行了认真的审核，按常理来判定，该工艺卡上所制定的透照工艺基本符合要求，经查，该透视组在操作过程中也确实是按照该工艺卡执行的。再对底片进行仔细的对比和分析，一致认为造成该现象的主要原因是散射线的影响。经过综合分析，散射线的来源及影响主要为以下几个方面：

1.主要由于管壁较厚，加强了射线的乱散射，从而在底片成像时，于管壁内侧形成了明显的散射影响区。射线在穿透物质时，由于物质对射线的吸收和反射，对射线的传播方向产生了一定的干扰，也就导致产生了散射线。即管壁本身的厚度能导致透过的射线也产生一定的散射，而管壁越厚，这种散射就越强。同时X射线机发出的射线本身就包含有一部分的散射线，较厚的管壁也就对这部分散射线产生了更强的干扰，使得这部分散射线得到了大幅度的增强和扩散。散射线越强，则底片上的成像质量就越差，明显增加了底片成像的不清晰度和灰雾度，降低了对比度，底片成像质量达不到要求。

2.管子与管子之间的散射线互相影响，从而增强了散射线的影响。由于散射线是四处散射的，因此也就可以到达附近的管子上，构成新的散射源，致使附近的管子当中散射现象更加严重。又由射线在传播过程中呈几何级数衰减可知，当管子间距越近时，受这种散射线的影响也就大。

3.贴在胶片侧防背散射的铅板厚度不够，未能完全屏蔽背散射。由于这部分焊口放在组合架上，焊口比较靠近组合架的横梁槽钢。不排除由于槽钢的反射形成一定量的背散射，而所使用的铅板只有1mm厚，可能不足以完全屏蔽背散射。

三、改进措施

1.在射线机窗口加装0.1mm厚的铅箔，将发出的散射线滤掉。通过讨论和分析，一致认为较厚的管壁对由射线机发出的散射产生了放大是造成底片成像质量差的主要原因，因此，在射线机窗口加装铅板滤去多余的散射线是最有效的方法。于是便就地取材，从铅箔增感屏上取下0.1mm厚的铅箔，将其加装在射线机窗口上。

2.适当调近焦距，采用高电压、短时间，减少散射线的作用时间。散射线作用的时间越短，对成像质量造成的影响应该就越小，于是就重新编制工艺卡，适当调近焦距，采用高电压、短时间，减少散射线的作用时间，通过几次尝试和对比，很快就确定了合适的焦距和透照参数，取得了满意的效果。同时，高电压、短时间的透照参数也利于提高底片的对比度，从而提高缺陷的检出率。

3. 为防止背散射的影响，将防背散射的铅板由1mm调整为2mm，以求能完全屏蔽背散射。同时对焊口旁边有可能引起背散射的一些物体都移开，以免造成较大的背散射。

4.采用感光度不同的双胶片。根据规程和作业指导书的要求，在同一暗盒中同时装入AGFA T7和AGFA C4两种感光速度不同的胶片，以弥补透照厚度差导致检出范围的不足。同时也可以通过双胶片的对比，提高缺陷的检出率。

四、改进后的效果

1.底片的清晰度和对比度得到改善，完全符合要求。通过几次尝试和改进，最终确定了最为合适的透照工艺。利用最后确定的透照工艺对后水凝渣管（φ63.5X12.5/15CrMoG）安装焊缝再次进行透照，其底片的工艺质量完全符合规程要求，黑度、清晰度和对比度都非常的合适，灵敏度完全满足要求，与其它薄壁管焊口的透视底片的工艺质量基本一致。

2.散射线的影响得到控制。采用改进后的透照工艺透照的底片上，原来底片上那种由于散射线影响而导致的管壁内侧的界线和阴影区域再也没有了，灰雾度也完全得到了控制，证明窗口加装铅箔过滤散射线的方法取得了非常好的效果，而加厚的铅板对背散射的屏蔽也发挥了更大的作用。

3.双胶片成像一致。对双胶片进行对比和分析，两张底片成像基本一致，质量也都符合规程要求，满足检出范围的要求。

4.采用超声波检测复查，验证透照工艺。虽然改进透照工艺提高了底片质量，得到了工艺质量符合要求的底片，但其对缺陷的检出能力仍不能完全肯定。为了更好的确认透照工艺改进的效果，又立即对采用改进后透照工艺透照的五批焊口进行了超声波复查，两种检测方式得到的结果是一致的，证明透照工艺改进后，完全满足对缺陷检出能力的要求，也证明此次透照工艺的改进是完全成功的。

五、总结

1.遇到问题首先要找准主要原因，再确定其它次要原因，在解决主要问题的基础上同时解决次要问题，才能取得理想的效果。在此次工艺改进中，首先是找准了主要原因，然后对症下药，从而取得了很好的效果。导致底片质量差最主要的原因就是散射线的影响，所以解决的对策也就主要围绕降低散射线对底片质量的影响来做文章，然后再针对其它影响因素同时加以解决和控制，于是便取得了很好的效果。

2.应当多采用其它有效的方法来检验改进工艺的效果。工艺改进后的结果应尽可能采用其它多种有效的方法进行验证，俗话说：真金不怕火炼。只有经得起其它方法的检验，才能完全肯定工艺改进的成功。若不能通过检验，至少也可以发现更多存在的问题和改进的方法，对我们的工作也是大有禆益。

3.举一反三，积极推广应用。在后来的工作中，我们依据此思路，将此工艺改进方法应用到顶棚（φ63.5X9/15CrMoG）、疏水管路（φ76X12/15CrMoG）等诸如此类的径厚壁管安装焊口的透照中，同样取得了理想的效果。在近年来的大机组中，受热面越来越广泛地采用小径厚管，且结构设计越来越紧凑。因而，此类管子焊口的射线检测所存在的问题也越来越突出，我们更应探讨出更完善的方法和工艺，加以推广应用，从而保证所有检测结果更加准确、更加有效。