【冶金精品文档】射线底片评定技术

射线底片评定技术塔里木油田分公司工程技术部2008.041.评片技术概述（基本要求）1.1评片的主要内容与底片质量评片工作一般包括下面的内容：1）评定底片本身质量的合格性；2）正确识别底片上的影像；3）依据从底片上得到的工件缺陷数据等信息，按照验收标准或技术条件对工件质量作出评定；4）完成有关的各种原始记录和资料整理。.要得到准确的结果，显然要进行评定的底片必须是合格的底片，只有符合质量要求的底片才能作为评定工件质量的依据。对底片质量的主要要求可分为四个方面：黑度应处于规定的范围；射线照相灵敏度应达到规定的要求；标记系应符合有关的规定；表（外）观质量应满足规定的要求。1）黑度：黑度是底片质量的一个重要指标，它直接关系底片的射线照相灵敏度和底片记录细小缺陷的能力。为保证底片具有足够的对比度，黑度不能太小，但因受到观片灯亮度的限制，底片黑度也不能过大。JBT47304.11底片质量底片评定范围内的黑度D应符合下列规定:A级：1.5≤D≤4.0；AB级：2.0≤D≤4.0；B级：2.3≤D≤4.0。经合同各方同意，AB级最低黑度可降低至1.7，B级最低黑度可降低至2.0。透照小径管或其它截面厚度变化大的工件时，AB级最低黑度允许降低至1.5。采用多胶片技术时，单片观察时单片的黑度应符合以上要求，多片迭加观察时单片黑度应不低于1.3。2）灵敏度：从定量方面而言，是指在射线底片可以观察到的最小缺陷尺寸或最小细节尺寸；从定性方面而言，是指发现和识别细小影像的难易程度。在射线底片上所能发现的沿射线穿透方向上的最小尺寸，称为绝对灵敏度，此最小缺陷尺寸与透照厚度的百分比称为相对灵敏度。用人工孔槽，金属丝尺寸（像质计）作为底片影像质量的监测工具而得到的灵敏度又称为像质计灵敏度。要求：底片上可识别的像质计影像、型号、规格、摆放位置，可观察的像质指数（Z）是否达到标准规定要求等，满足标准规定为合格。射线照相灵敏度是底片影像质量的综合评定指标，合格的底片其射线照相灵敏度必须符合标准的要求。底片的射线照相灵敏度采用底片上像质计的影像的可识别性测定，对底片应达到的射线照相灵敏度没有严格的统一规定，一般是按照采用的射线照相技术级别规定应达到的射线照相灵敏度。3）底片上应有完整的标识（识别标记和定位标记）影像，它是识别底片、建立档案资料、缺陷定位必不可少的标志。标记的影像应位于底片的非评定区，以免干扰对缺陷的识别。4）对底片表（外）观质量的主要要求是不应存在明显的机械损伤、污染、伪缺陷。1.2评片环境、设备等要求：1）环境：要求评片室应独立、通风和卫生，室温不易过高（应备有空调），室内光线应柔和偏暗，室内亮度应在30cd/m2为宜。室内噪音应控制在40dB为佳。在评片前，从阳光下进入评片室应适应评片室内亮度至少为5～10min；从暗室进入评片室应适应评片室内亮度至少为30s。2）设备①观片灯:应有足够的光强度,确保透过黑度为≤2.5的底片后可见光度应为30cd/m2,即透照前照度至少应≥3,000cd/m2；透过黑度为＞2.5的底片后可见光度应为10cd/m2,即透照前照度至少应≥3,200cd/m2。亮度应可调，性能稳定，安全可靠，且噪音应30dB。观片时用遮光板应能保证底片边缘不产生亮光的眩晕而影响评片。②黑度计：应具有读数准确，稳定性好，能准确测量4.0以内的透射样品密度,其稳定性分辨力为+0.02,测量值误差应≤±0.05,光孔径要求1.0mm为佳，黑度计至少每6个月校验一次，标准黑度片至少应三年送法定计量单位检定一次。③评片用工具：放大镜应为3至5倍，应有0—2cm长刻度标尺。评片人可借助放大镜对底片上缺陷进行细节辨认和微观定性分析。评片尺，应有读数准确的刻度，尺中心为“0”刻度，两端刻槽至少应有200mm，尺上应有10×10、10×20、10×30mm的评定框线。1.3评片人员要求：1）经过系统的专业培训，并通过相关部门考核确认具有承担此项工作的能力与资格者，一般要求具有RT—Ⅱ级资格证书人员担任。2）具有一定的评片实际工作和经验。并能经常到现场参加缺陷返修解剖工作，以丰富自己的评片经验和水平。并应具有一定的焊接、材料及热处理等相关专业知识。3）应熟悉有关规范、标准，并能正确理解和严格按标准进行评定，具有良好的职业道德、高度的工作责任心。评片前应充分了解被评定的工件材质、焊接工艺、接头坡口型式，焊接缺陷可能产生的种类及部位及射线透照工艺情况。4）具有较好的视力，校正视力不低于1.0，并能读出距离400mm处，高0.5mm间隔0.5mm一组的印刷字母。1.4评片的基本条件与工作质量关系1）从底片上所获得的质量信息：缺陷的有无、性质、数量及分布情况等；缺陷的两维尺寸（长、宽）信息，沿板厚方向尺寸可用黑度大小表示；能预测缺陷可能扩展和张口位移的趋向；能依据标准、规范对被检工件的质量做出合格与否的评价；能为安全质量事故及材料失效提供可靠的分析凭证。2）正确评判底片的意义预防不可靠工件转入下道工序，防止材料和工时的浪费；能够指导和改进被检工件的生产制造工艺；能消除质量事故隐患，防止事故发生。3）良好的评判条件是底片评判工作质量保证的基础评片人的技术素质是评判工作质量保证的关键先进的观片仪器设备是评判工作质量保证的基础良好的评片环境是评判人员技术素质充分发挥的必要条件。2.评片基本知识2.1投影的基本概念：用一组光线将物体的形状投射到一个平面上去，称为“投影”。在该平面上得到的图像，也称为“投影”。投影可分为正投影和斜投影。正投影即是投射线的中心线垂直于投影的平面，其投射中心线不垂直于投射平面的称为斜投影。射线照相就是通过投影把具有三维尺寸的试件（包括其中的缺陷）投射到底片上，转化为只有二维尺寸的图像。由于射线源，物体（含其中缺陷）、胶片三者之间的相对位置、角度变化，会使底片上的影像与实物尺寸、形状、位置有所不同，常见有重迭、放大、畸变、相对位置改变等现象。2.1.1影像重叠影像的每个点都是物体的一系列点对射线衰减产生的总结果，或者说是物体一系列点的影像的重叠。因此射线检测所得到的影像，是把一个立体物体表现在平面上，因此，物体质量、结构等方面的情况，在射线检测的影像上将重叠在一起。这样，当从不同方向进行射线检测时，对同一物体得到的影像可以不同。影像的重叠性使得物体中不同位置的缺陷，在射线检测的影像上可能表现成一个缺陷，这给射线检测影像的判断带来困难。2.1.2影像放大影像放大是指在胶片上成像的尺寸大于影像所表示的物体的实际尺寸。当射线源可视为是一点源时，得到的影像将都是一个放大的影像，从投影关系不难理解这一点。影像放大的程度与射线源至被透照物体的距离相关、与影像所表示的物体和胶片的距离相关。当射线源尺寸大于缺陷尺寸时，缺陷的实际情况将变得复杂化，这时候需考虑象的位置。简单地说，可以认为，在一般的情况下，影像都存在一定程度的放大。图1影像的放大和几何不清晰度形成示意图2.1.3影像畸变影像畸变是指得到的影像的形状与物体在射线投影方向截面的形状不相似。产生这种情况的原因是，物体截面上不同的部分在胶片上形成影像时产生的放大不同，这样就导致影像的形状与物体的形状不相似。例如，物体中有一个球孔，当射线中心束不垂直于胶片平面时，所得到的影像将不再是圆形，即发生了影像畸变。在实际射线照相中，缺陷影像畸变是经常发生的，这是由于缺陷总是具有一定的体积，具有一定的空间分布，形状常常是不规则的，这些情况使得透照时总会存在不同部位放大不同，造成了影像畸变。2.2缺陷影像性质的分析与判断2.2.1影像的几何形状不同性质的缺陷具有不同的几何形状和空间分布特点，由于底片上缺陷的影像是缺陷的几何形状按照一定规律在平面上投影形成的图形，因此，底片上缺陷影像的形状与缺陷的几何形状密切相关。在分析影像的几何形状时应当考虑单个或局部影像的基本形状、多个或整体影像的分布形状、影像轮廓线的特点。应注意的是，对于不同的透照布置，同一缺陷在底片上形成的影像的几何形状将发生变化。2.2.2影像的黑度情况影像的黑度分布是判断影像性质的另一个重要依据。不同性质的缺陷内在性质不同，这种不同产生了不同性质缺陷对射线的吸收不同，形成的缺陷影像黑度也就不同。在分析影像黑度特点时应考虑影像黑度相对于工件本体黑度的高低、影像自身各部分黑度的分布特点。2.2.3影像的位置缺陷影像在底片上的位置，也就是缺陷在工件中位置的反映，这是判断影像缺陷性质的另一个依据。缺陷在工件中出现的位置常具有一定的规律，因此影像所在的位置也与缺陷性质相关。某些性质的缺陷只能出现在工件的特定位置，对这类性质的缺陷，影像的位置将是识别缺陷的重要依据。识别底片上影像的缺陷性质，是从上述三个方面进行综合考虑，作出判断。评片时必须注意环境光线和非评定区透过光线对识别缺陷的影响，由于这些杂散光线同时进入眼睛，可引起评定缺陷的亮度对比度降低。3.常见缺陷的识别3.1熔焊接头常见缺陷识别3.1.1焊接接头结构间通过焊接连接的部分称为焊接接头焊接从微观上看是材料通过原子或分子间的结合和扩散形成永久性连接的工艺过程。为了达到焊接的目的，焊接工艺采用两种措施：对被焊接金属施加热量、对被焊接金属施加压力，使金属表面紧密接触。焊接有多种不同的方法，通常将焊接方法分为熔化焊、压力焊、钎焊三大类。下面仅以常用的电弧熔化焊为例讨论焊接接头缺陷。熔化焊过程是被焊接金属在热源作用下被加热，母材金属局部被熔化，熔化的金属、熔渣、气相之间进行一系列化学冶金反应，伴随着热源移开，熔化的金属开始结晶，从液态转变为固态，形成焊缝，实现焊接。由熔化的母材金属（和焊条金属）在母材金属上形成的具有一定形状的液态金属称为熔池。熔池的形状、体积、存在的时间、温度等不仅影响焊缝的成形，而且也直接相关于焊接缺陷的产生。焊接接头分为三个部分：焊缝区、熔合线、热影响区，图2是熔焊接头的基本结构。焊缝区：由焊条金属和母材金属熔化、发生化学反应后形成的焊缝金属。熔合线：焊缝区外侧至母材部分熔化的区域。热影响区：母材部分熔化区和母材发生固相组织变化的区域。检验时这三个区都是被检区域。图2熔焊接头的结构图3V形坡口结构示意图1－焊缝2－热影响区3－熔合线4－母材3.1.2焊接接头的主要形式常用的焊接接头形式主要是对接接头、角接接头、T形接头、搭接接头。焊接处一般要加工成一定形状，称为坡口。焊接接头常用的坡口类型，按坡口的形状分为V形坡口、U形坡口、X形坡口、双U形坡口，对薄板焊接接头，也常不加工出坡口，或者称为I形坡口。坡口角度（双面）常为60°左右。坡口根部一般有直角钝边，即一定高度的直边区。图3是V形坡口结构示意图，可按此图理解其它类型坡口。图4是部分接头的结构示意图。a）b）c）d）图4部分接头结构示意图a）对接接头b）T形接头c）角接接头d）搭接接头3.1.3焊接缺陷的分类及识别由于焊接工艺不当、焊接操作存在问题、接头准备和焊接材料不符合要求、焊接结构设计不合理等原因，均可造成焊接缺陷。熔焊过程中产生的缺陷主要有五类：熔合不良类：未焊透、未熔合；裂纹类：热裂纹、冷裂纹；孔洞类：气孔、缩孔；夹杂物类：夹渣、夹钨；成形不良类：咬边、烧穿、焊瘤等。在评片识别缺陷时，应首先了解接头的坡口类型和具体尺寸，这对于正确识别缺陷是重要的基础资料。同时应了解焊接方法和主要工艺规定，特别是焊接接头成形的方法和焊接道数，例如单面焊还是双面焊，一次成形还是须经多道焊接成形等。1）气孔气孔是焊缝中常见的缺陷，它是在熔池结晶过程中未能逸出而残留在焊缝金属中的气体形成的孔洞。在焊接过程中焊接区内充满了大量气体，气孔的形成都将经历下面的过程：熔池内发生气体析出、析出的气体聚集形成气泡、气泡长大到一定程度后开始上浮、上浮中受到熔池金属的阻碍不能逸出、被留在焊缝金属中形成气孔。焊缝中形成气孔的气体