射线评片技术讲稿

射线评片技术讲稿德阳市特种设备监督检验所王国元1评片的基本要求要准确的评定底片，必须满足或符合以下四个方面的要求：射线底片质量要求评定环境，设备的要求评定人员条件要求相关知识的要求现逐一对这四个方面的要求进行阐述。1.1射线底片质量要求a)灵敏度：从定量方面而言，是指在射线底片上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，此最小尺寸与透照厚度的百分比称为相对灵敏度。用人工丝槽，金属丝尺寸(象质计)作为影像质量的监测工具而得到的灵敏度又称为象质计灵敏度。要求：底片上可识别的象质计影像、型号、规格、摆放位置、数量，可观察的象质指数(Z)是否达到标准规定要求等，满足标准规定为合格。b)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，底片黑度又不能过大。现JB/T4730-2005标准规定其黑度范围为2.0—4.0。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，也就是说，是指有效评定区内，最淡处的黑度；其上限黑度是指底片中部(中心处)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。对于不等厚板和焊缝余高过大而引起黑度相差太大的情况，可采用增大能量(管电压)法、多胶片技术法、分段透照等方法进行处理和解决。c)标记：底片上的种类和数量应符合有关标准和工艺的规定。常用标记分为识别标记：如工件编号、焊缝编号、部位编号及透照日期；定位标记：如中心定位标记、搭接标记及标距带等;返修标记：如R1、R2等。所有标记均应放置距焊址不少于5mm。d)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、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，要求在有效评定区内不允许有伪缺陷影像存在。背散射：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”字淡景象(浅白色)，则说明背散射较严重，应采取防护措施重新拍片，若未见“B”字，或在较淡背景上出现较黑“B”字，则表示合格。1.2评定环境、设备的要求a)环境：要求评片室应独立、通风和卫生，室温不宜过高(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。b)设备要求：①观片灯：应有足够的光强度，最大亮度应能满足评片的要求，主要性能应符合JB/T7903的有关规定。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：黑度计可测的最大黑度应不小于4.5，测量值的误差应不超过±0.05。黑度计至少每6个月校验一次。③评片用工具：放大镜应为3至5倍，应有0—2cm长刻度标尺，不宜采用高倍放大镜，因易引起影像畸变。所用评片尺应有读数准确的刻度。1.3评片人员要求射线检测人员的未经矫正或经矫正的近（距）视力和远（距）视力应不低于5.0（小数记录值为1.0）,测试方法应符合GB11533的规定。从事评片的人员应每年检查一次视力。1.4相关知识要求a)人的视觉特性：人在较暗的环境中对黄光最敏感，其次是白光，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，人眼的目视分辩率是：点状为0.25mm，线状为0.025mm。太小要借助放大镜观察。b)表观对比度：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△Da，称为表观对比度。c)识别度：人眼能分辨的最小黑度差△Dmin，称为识别度或识别灵敏度，在低黑度区，识别度变化不大，在高黑度区，识别度随底片黑度增大而增大。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。增大观片灯亮度能增大可识别金属丝影像的黑度范围。环境亮度的增加，使得可识别的黑度范围减小，识别度下降。d)从底片上获得的质量信息：从底片上获得缺陷的有无、性质、数量及分布情况等。获得缺陷的二维尺寸(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、规范对被检物的质量作出合格与否的评价。能为安全质量事故及材料失效提供可靠的分析凭证。e)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件的生产制造工艺。能消除质量事故隐患，防止事故发生。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”。投影分为中心投影和平行投影，投射线从一点出发的称为“中心投影”，投射线相互平行的称为“平行投影”。平行投影又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。相对于源尺寸大小和缺陷尺寸大小而言，射线照相中两种投影方式都存在。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、重叠、相对位置改变等现象，利用一定的条件，运用几何学知识可大致进行计算和演算，推测缺陷的大致情况(如位移走向、埋藏深度等)。2.2焊接基本知识2.2.1常用的焊接名词术语解释焊接—两个分离的物体(同种或异种材料)通过原子或分子之间的结合和扩散造成永久性联接的工艺过程。在特种设备领域中最常见的是熔化焊接。⑴接头根部：焊件接头彼此最接近的那一部分，如图1所示(下同）。⑵根部间隙：焊前，在接头根部之间预留的空隙。⑶钝边：焊件开坡口时，沿焊件厚度方向未开坡口的端面部。⑷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。余高热影响区焊趾焊趾线焊层焊道熔合区熔合线焊根根部间隙钝边图1图2⑸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。⑹焊缝：焊件经焊接后所形成的结合部分。⑺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。⑻余高：超出表面焊趾连线上面的那部分焊缝金属的高度。⑼焊根：焊缝背面与母材的交界处。⑽弧坑：由于断弧或收弧不当，在焊道末端形成的低洼部分。⑾焊道：每一次熔敷所形成的一条单道焊缝。⑿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。⒀单面焊：仅在焊件的一面施焊，完成整条焊缝所进行的焊接。⒁双面焊：在焊件两面施焊，完成整条焊缝所进行的焊接。2.2.2焊接缺陷分类⑴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，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。⑵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，在射线照相现有的技术条件下，是无法检测出微观缺陷的。2.2.3宏观六类缺陷的形态及产生机理⑴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(体积状，内部主要成份是H2、CO)。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、一氧化碳和水蒸气等所造成的。⑵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。它主要存在于焊道之间和焊道与母材之间。夹渣分为非金属夹渣和金属夹渣。产生原因：对于非金属夹渣主要是焊接电流太小；焊接速度过快；熔池金属凝固过快；运条不正确；铁水与溶渣分离不好；层间清渣不彻底等。对于金属夹渣主要是焊接电流过大或钨极直径太小，氩气保护不良引起钨极烧损，钨极触及熔池或焊丝而剥落。⑶未熔合：熔焊时，焊缝金属与母材之间或焊缝金属与焊缝金属之间未完全熔化结合的部分。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：1）电流太小或焊速过快（线能量不够）；2）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或焊接处于下坡焊位置(在下坡焊位，在重力作用下，焊缝金属覆盖在母材上，因温度过低未使母材金属熔化而产生的；3）坡口有油污、锈蚀；4）焊件散热速度太快，或起焊处温度低；5）操作不当或磁偏吹，焊条偏弧等。⑷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）。⑸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，总之，是材料局部断裂而形成的缺陷。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、Si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(主要是温差应力作用下)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致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。热裂纹—发生于焊缝金属凝固末期，敏感温度区间大致在固相线附近的高温区(900—1100℃)，产生原因是在焊缝金属凝固过程中，结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界，形成所谓“液态薄膜”，由于焊缝凝固收缩而受到拉应力，最终开裂形成裂纹。最常见的是结晶裂纹(纵、横裂纹、弧坑裂纹)。冷裂纹—一般发生在焊后冷却(急冷)至马氏体转变温度(240℃)以下，其发生的时间段不确定，可能立即产生，也可能几天后或更长时间产生，因此也称为延迟裂纹。冷裂纹产生机理主要是淬硬组织(马氏体的形成)减小了金属的塑性储备；接头的残余应力使焊缝受到拉应力作用；接头内有一定的含氢量；在这三者的共同作用下产生的。其产生过程是在拉应力的作用下，氢向高应力区(缺陷部位)扩散聚集。当氢聚集到一定浓度时，就会破坏金属中原子的结合键，金属内就出现一些微观裂纹。在应力不断作用下，氢不断地聚集，微观裂纹不断扩展，直致发展为宏观裂纹，最后断裂。决定冷裂纹产生与否，有一个临界的含氢量和一个临界的应力值，小于临界值，均不会产生冷裂纹。再热裂纹—发生于某些含Mo、V、Cr、Nb、Ti等沉淀强化元素的低合金高强钢和耐热钢，焊接冷却后又重新加热(通常是消除应力热处理)的过程中，在热影响区的粗晶区产生的裂纹。敏感温度区间为550—650℃。产生原因是再加热时，焊接残余应力松驰导致较大的附加变形，与此同时焊缝热影响区的粗晶部位会析出合金碳化物组成的强化相碳化物，如果粗晶部位的蠕变塑性不足以适应松驰所产生的附加变形，则沿晶界斯