射线照像底片的评定

《射线检测》补充教材编写：王学冠中国锅炉压力容器检验协会教育工作委员会二○○四年六月1第六章射线照相底片的评定6.1评定的基本要求-底片质量要求-评定环境、设备的要求-评定人员条件要求.6.1.1底片质量要求⑴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。⑵黑度：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，底片黑度不能过大。根据JB4730标准规定，国内观片灯亮度必须满足观察底片黑度Dmin≥2.0。底片黑度测定要求：按标准规定，其下限黑度是指底片两端焊缝余高中心位置的黑度，其上限黑度是指底片中部焊缝两侧热影响区（母材）位置的黑度。只有当有效评定区内各点的黑度均在规定的范围内方为合格。底片评定范围内的黑度应符合下列规定：A级：≥1.5；AB级：≥2.0；B级：≥2.3；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。⑶标记：底片上标记的种类和数量应符合有关标准和工艺规定，标记影像应显示完整、位置正确。常用标记分为识别标记：如工件编号、焊缝编号、及部位片号、透照日期；定位标记：如中心定位标记、搭接标记和标距带等；返修标记：如R1…N。上述标记应放置距焊趾不少于5mm。⑷伪缺陷：因透照操作或暗室操作不当，或由于胶片，增感屏质量不好，在底片上留下的缺陷影像，如划痕、折痕、水迹、斑纹、静电感光、指纹、霉点、药膜脱落、污染等。上述伪缺陷均会影响评片的正确性，造成漏判和误判，所以底片上有效评定区域内不许有伪缺陷影像。2⑸散射：照相时，暗袋背面应贴附一个“B”铅字标记，评片时若发现在较黑背景上出现“B”字较淡影像（浅白色），则说明背散射较严重，应采用防护措施重新拍照，若未见“B”字，或在较淡背景出现较黑的“B”字，则表示合格。6.1.2评片环境、设备等要求：⑴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。⑵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，高倍易产生影像畸变而不采用。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。6.1.3评片人员要求：⑴经过系统的专业培训，并通过法定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。⑵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。⑶应具有一定的焊接、材料及热处理等相关专业知识。⑷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。3⑸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。⑹具有良好的视力，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。6.1.4相关知识要求：⑴人的视觉特性：人在较暗的环境中对黄光最敏感，其次是白色，橙色或黄绿色，而对红光、蓝紫色光都不敏感。人眼难以适应光强不断变化的环境，光强不断变化会使人视觉敏感度下降，人眼极易疲劳。通常情况下，人眼的目视分辨率是，点状为0.25mm，线状为0.025mm。太小要借助放大镜观察。⑵观对比度与观片条件①对比度：是指那些对显示缺陷不起作用的所有光线（Ls），如室内环境光线、底片上缺陷周围的透过光线等，进入眼体，会使人眼辨别影像黑度差的能力下降，这种下降的黑度差值ΔDa，称为表观对比度，从式中ΔDa≈0.434(ΔD/1+N’),(式中N’=Ls/L)看出Ls越大，N’就越大，即ΔDa越小。所以应尽量避免那些对显示缺陷不起作用的光线进入眼中。②观片条件对识别度的影响：Ⅰ.底片黑度与识别度的关系：在低黑度区域。识别度ΔDmin变化不大，在标准黑度区域内（1.5～3.5），识别度ΔDmin随着底片黑度的增大而提高，在高黑度区域（≥4.0）ΔDmin随底片黑度增大而降低，即高黑度底片对细小金属丝观察不利。所以底片黑度过高或过低都有不利于金属丝影像的识别。Ⅱ.观片灯亮度与识别度的关系：增大观片灯亮度能增大可识别金属丝影像的黑度范围。Ⅲ.环境亮度对识别度的关系：周围光线使人眼感觉到的底片对比度变小，从而使得可识别的黑度范围减小，识别度下降。⑶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：Ⅰ.从底片上获得缺陷的有无、性质、数量及分布情况等。Ⅱ.获得缺陷的两维尺寸（长、宽）信息，沿板厚方向尺寸可用黑度大小表示。Ⅲ.能预测缺陷可能扩展和张口位移的趋向。4Ⅳ.能依据标准、规范对被检工件的质量做出合格与否的评价。Ⅴ.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：Ⅰ.预防不可靠工件转入下道工序，防止材料和工时的浪费。Ⅱ.能够指导和改进被检工件的生产制造工艺。Ⅲ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。Ⅰ.评片人的技术素质是评判工作质量保证的关键。Ⅱ.先进的观片仪器设备是评判工作质量保证的基础。Ⅲ.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。6.2评片基本知识：6.2.1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，常见有放大、畸变、重迭、相对位置改变等现象。6.2.2焊接基本知识：⑴常用的焊接名词术语解释①接头根部：焊件接头彼此最接近的那一部分，如图1所示。②根部间隙：焊前，在接头根部之间预留的空隙，如图2所示。③钝边：焊件开坡口时，沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分，如图3。④热影响区：焊接或切割过程中，材料因受热的影响（但未熔化）而发生的金相组织和机械性能变化的区域，如图4所示。⑤熔合区和熔合线：焊缝向热影响区过渡的区域，叫熔合区。按其接头的横断面，经宏观腐蚀所显示的焊缝轮廓线叫熔合线，如图5所示。5⑥焊缝：焊件经焊接后所形成的结合部分。⑦焊趾：焊缝表面与母材的交界处，称焊趾，焊趾连成的线称焊趾线，如图6所示。⑧余高：超出表面焊趾连线上面的那部分焊缝金属的高度，如图7所示。⑨焊根：焊缝背面与母材的交界处，如图7所示。⑩弧坑：由于断弧或收弧不当，在焊道末端形成的低洼部分，如图9所示。○11焊道：每一次熔敷所形成的一条单道焊缝，如图8所示。○12焊层：多层焊时的每一个分层。每个焊层可由一条或几条并排相搭的焊道组成。如图8所示。○13单面焊：仅在焊件的一面施焊，完成整条焊缝所进行的焊接，如图8所示。○14双面焊：在焊件两面施焊，完成整条焊缝所进行的焊接，如图9所示。⑵焊接缺陷分类：①从宏观上看，可分为裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔、及形状缺陷，又称焊缝金属表面缺陷或叫接头的几何尺寸缺陷，如咬边，焊瘤等。在底片上还常见如机械损伤（磨痕），飞溅、腐蚀麻点等其他非焊接缺陷。②从微观上看，可分为晶体空间和间隙原子的点缺陷，位错性的线缺陷，以及晶界的面缺陷。微观缺陷是发展为宏观缺陷的隐患因素。⑶宏观六类缺陷的形态及产生机理6①气孔：焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。气孔可分为条虫状气孔、针孔、柱孔，按分布可分为密集气孔，链孔等。气孔的生成有工艺因素，也有冶金因素。工艺因素主要是焊接规范、电流种类、电弧长短和操作技巧。冶金因素，是由于在凝固界面上排出的氮、氢、氧、一氧化碳和水蒸汽等所造成的。②夹渣：焊后残留在焊缝中的溶渣，有点状和条状之分。产生原因是熔池中熔化金属的凝固速度大于熔渣的流动速度，当熔化金属凝固时，熔渣未能及时浮出熔池而形成。它主要存于焊道之间和焊道与母材之间。③未熔合：熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部分；点焊时母材与母材之间未完全熔化结合的部分，称之。未熔合可分为坡口未熔合、焊道之间未熔合（包括层间未熔合）、焊缝根部未熔合。按其间成分不同，可分为白色未熔合（纯气隙、不含夹渣）、黑色未熔合（含夹渣的）。产生机理：a.电流太小或焊速过快（线能量不够）；b.电流太大，使焊条大半根发红而熔化太快，母材还未到熔化温度便覆盖上去。C.坡口有油污、锈蚀；d.焊件散热速度太快，或起焊处温度低；e.操作不当或磁偏吹，焊条偏弧等。④未焊透：焊接时接头根部未完全熔透的现象，也就是焊件的间隙或钝边未被熔化而留下的间隙，或是母材金属之间没有熔化，焊缝熔敷金属没有进入接头的根部造成的缺陷。产生原因：焊接电流太小，速度过快。坡口角度太小，根部钝边尺寸太大，间隙太小。焊接时焊条摆动角度不当，电弧太长或偏吹（偏弧）⑤裂纹（焊接裂纹）：在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面而产生缝隙，称为焊接裂纹。它具有尖锐的缺口和大的长宽比特征。按其方向可分为纵向裂纹、横向裂纹，辐射状（星状）裂纹。按发生的部位可分为根部裂纹、弧坑裂纹，熔合区裂纹、焊趾裂纹及热响裂纹。按产生的温度可分为热裂纹（如结晶裂纹、液化裂纹等）、冷裂纹（如氢致裂纹、层状撕裂等）以及再热裂纹。产生机理：一是冶金因素，另一是力学因素。冶金因素是由于焊缝产生不同程度的物理与化学状态的不均匀，如低熔共晶组成元素S、P、Si7等发生偏析、富集导致的热裂纹。此外，在热影响区金属中，快速加热和冷却使金属中的空位浓度增加，同时由于材料的淬硬倾向，降低材料的抗裂性能，在一定的力学因素下，这些都是生成裂纹的冶金因素。力学因素是由于快热快冷产生了不均匀的组织区域，由于热应变不均匀而导至不同区域产生不同的应力联系，造成焊接接头金属处于复杂的应力——应变状态。内在的热应力、组织应力和外加的拘束应力，以及应力集中相叠加构成了导致接头金属开裂的力学条件。⑥形状缺陷焊缝的形状缺陷是指焊缝表面形状可以反映出来的不良状态。如咬边、焊瘤、烧穿、凹坑（内凹）、未焊满、塌漏等。产生原因：主要是焊接参数选择不当，操作工艺不正确，焊接技能差造成。⑶焊接缺陷对焊接接头机械性能的影响①气孔：削弱焊缝的有效工作面积，破坏了焊缝金属的致密性和结构的连续性，它