淺析小徑厚壁管X射線透照工藝的改進

淺析小徑厚壁管X射線透照工藝的改進

前言：隨着火力發電廠超臨界、超超臨界機組的普及，金屬及壓力容器在超常的高溫高壓環境中運行所凸顯出來的問題也越來越多。因此，如何完善當前的檢測手段和採用新的檢測手段對金屬和壓力容器進行更有效地監督和檢測，保證機組的安全運行，已成爲當前非常重要的課題之一。在此，本人就益陽電廠小徑厚壁管X射線透照工藝的改進做一個淺析。

一、發現問題

在益陽電廠二期2X600MW超臨界機組工程建設中，對後水凝渣管（φ63.5X12.5/15CrMoG）安裝焊縫進行X射線檢測時，發現底片的成像質量很不理想。

1.底片成像的清晰度和對比度都非常差，達不到要求。主要是焊縫影像比較模糊，灰霧度很大，對比度差，不能清楚顯示要求顯示的像質計金屬絲。

2.底片黑度不均勻，在底片成像的管壁內側有非常明顯的由散射影響而形成的陰影區域。在底片影像上，於管子內徑範圍中距管壁兩內側2～3mm處，均有一道與管壁平行的界線，界線至管子外壁區域形成陰影區域，黑度較大。

二、原因分析

在發現該現象時立刻召集全體技術人員和透視組成員召開質量分析會，首先對該工藝所使用的工藝卡進行了認真的審覈，按常理來判定，該工藝卡上所制定的透照工藝基本符合要求，經查，該透視組在操作過程中也確實是按照該工藝卡執行的。再對底片進行仔細的對比和分析，一致認爲造成該現象的主要原因是散射線的影響。經過綜合分析，散射線的來源及影響主要爲以下幾個方面：

1.主要由於管壁較厚，加強了射線的亂散射，從而在底片成像時，於管壁內側形成了明顯的散射影響區。射線在穿透物質時，由於物質對射線的吸收和反射，對射線的傳播方向產生了一定的干擾，也就導致產生了散射線。即管壁本身的厚度能導致透過的射線也產生一定的散射，而管壁越厚，這種散射就越強。同時X射線機發出的射線本身就包含有一部分的散射線，較厚的管壁也就對這部分散射線產生了更強的干擾，使得這部分散射線得到了大幅度的增強和擴散。散射線越強，則底片上的成像質量就越差，明顯增加了底片成像的不清晰度和灰霧度，降低了對比度，底片成像質量達不到要求。

2.管子與管子之間的散射線互相影響，從而增強了散射線的影響。由於散射線是四處散射的，因此也就可以到達附近的管子上，構成新的散射源，致使附近的管子當中散射現象更加嚴重。又由射線在傳播過程中呈幾何級數衰減可知，當管子間距越近時，受這種散射線的影響也就大。

3.貼在膠片側防背散射的鉛板厚度不夠，未能完全屏蔽背散射。由於這部分焊口放在組合架上，焊口比較靠近組合架的橫樑槽鋼。不排除由於槽鋼的反射形成一定量的背散射，而所使用的鉛板只有1mm厚，可能不足以完全屏蔽背散射。

三、改進措施

1.在射線機窗口加裝0.1mm厚的鉛箔，將發出的散射線濾掉。通過討論和分析，一致認爲較厚的管壁對由射線機發出的散射產生了放大是造成底片成像質量差的主要原因，因此，在射線機窗口加裝鉛板濾去多餘的散射線是最有效的方法。於是便就地取材，從鉛箔增感屏上取下0.1mm厚的鉛箔，將其加裝在射線機窗口上。

2.適當調近焦距，採用高電壓、短時間，減少散射線的作用時間。散射線作用的時間越短，對成像質量造成的影響應該就越小，於是就重新編制工藝卡，適當調近焦距，採用高電壓、短時間，減少散射線的作用時間，通過幾次嘗試和對比，很快就確定了合適的焦距和透照參數，取得了滿意的效果。同時，高電壓、短時間的透照參數也利於提高底片的對比度，從而提高缺陷的檢出率。

3. 爲防止背散射的影響，將防背散射的鉛板由1mm調整爲2mm，以求能完全屏蔽背散射。同時對焊口旁邊有可能引起背散射的一些物體都移開，以免造成較大的背散射。

4.採用感光度不同的雙膠片。根據規程和作業指導書的要求，在同一暗盒中同時裝入AGFA T7和AGFA C4兩種感光速度不同的膠片，以彌補透照厚度差導致檢出範圍的不足。同時也可以通過雙膠片的對比，提高缺陷的檢出率。

四、改進後的效果

1.底片的清晰度和對比度得到改善，完全符合要求。通過幾次嘗試和改進，最終確定了最爲合適的透照工藝。利用最後確定的透照工藝對後水凝渣管（φ63.5X12.5/15CrMoG）安裝焊縫再次進行透照，其底片的工藝質量完全符合規程要求，黑度、清晰度和對比度都非常的合適，靈敏度完全滿足要求，與其它薄壁管焊口的透視底片的工藝質量基本一致。

2.散射線的影響得到控制。採用改進後的透照工藝透照的底片上，原來底片上那種由於散射線影響而導致的管壁內側的界線和陰影區域再也沒有了，灰霧度也完全得到了控制，證明窗口加裝鉛箔過濾散射線的方法取得了非常好的效果，而加厚的鉛板對背散射的屏蔽也發揮了更大的作用。

3.雙膠片成像一致。對雙膠片進行對比和分析，兩張底片成像基本一致，質量也都符合規程要求，滿足檢出範圍的要求。

4.採用超聲波檢測複查，驗證透照工藝。雖然改進透照工藝提高了底片質量，得到了工藝質量符合要求的底片，但其對缺陷的檢出能力仍不能完全肯定。爲了更好的確認透照工藝改進的效果，又立即對採用改進後透照工藝透照的五批焊口進行了超聲波複查，兩種檢測方式得到的結果是一致的，證明透照工藝改進後，完全滿足對缺陷檢出能力的要求，也證明此次透照工藝的改進是完全成功的。

五、總結

1.遇到問題首先要找準主要原因，再確定其它次要原因，在解決主要問題的基礎上同時解決次要問題，才能取得理想的效果。在此次工藝改進中，首先是找準了主要原因，然後對症下藥，從而取得了很好的效果。導致底片質量差最主要的原因就是散射線的影響，所以解決的對策也就主要圍繞降低散射線對底片質量的影響來做文章，然後再針對其它影響因素同時加以解決和控制，於是便取得了很好的效果。

2.應當多采用其它有效的方法來檢驗改進工藝的效果。工藝改進後的結果應儘可能採用其它多種有效的方法進行驗證，俗話說：真金不怕火煉。只有經得起其它方法的檢驗，才能完全肯定工藝改進的成功。若不能通過檢驗，至少也可以發現更多存在的問題和改進的方法，對我們的工作也是大有禆益。

3.舉一反三，積極推廣應用。在後來的工作中，我們依據此思路，將此工藝改進方法應用到頂棚（φ63.5X9/15CrMoG）、疏水管路（φ76X12/15CrMoG）等諸如此類的徑厚壁管安裝焊口的透照中，同樣取得了理想的效果。在近年來的大機組中，受熱面越來越廣泛地採用小徑厚管，且結構設計越來越緊湊。因而，此類管子焊口的射線檢測所存在的問題也越來越突出，我們更應探討出更完善的方法和工藝，加以推廣應用，從而保證所有檢測結果更加準確、更加有效。