在换热器的制造过程(guò chéng)中,管子—管板焊缝的质量一直是换热器质量控制（control)的关键（解释:比喻事物的重要组成部分)问题之一。按照我国现有的换热器制造技术标准和规范,换热器管子—管板焊缝的最终质量的评估,均采用表面磁粉或渗透检测。由于这两种方法本身存在的局限性,磁粉检测只能检测铁磁性材料(Material)焊缝表面和近表面缺陷,渗透检测只能检测非多孔性材料表面开口缺陷,都无法进行焊缝内部缺陷的检测。因此,采用射线照相技术,对管子—管板焊缝的内部缺陷进行检测,提高管子—管板焊缝的质量,降低管口泄漏率,是非常重要的方法。
1射线源尺寸在射线检测中,应尽可能地提高底片的清晰度,以提高底片的成像质量,从而提高缺陷检出率。主要有两方面:第一,选用颗粒度细、本底灰雾度小的胶片;第二,在检测的工艺方面,尽可能降低底片的几何不清晰度。在管子和管板焊缝的射线检测中,胶片选用AgfaD4型号;而在检测工艺方面,由于底片的几何不清晰度取决于射线源尺寸
F、射线源到被透照焊接缝或其它工件的距离D和被透照焊缝或工件的射线源一侧至胶片的距离d之间的关系。公Ug的大小与F和d的大小成正比,而与D的大小成反比,因为d是不变的,要使Ug尽可能小,只有使F尽可能小和D尽可能大。
焦距的确定管子和管板的连接焊接缝,由于结构原因,只能采用放射源进行中心偏离直径透照,如图2所示。在式
(1)中,由于Ug与D成反比,按照常规,要使 Ug尽可能小,应该使D尽可能大。但当偏离距离较大时,由于散射线等因素的影响,底片成像质量不佳。为此,制作了25×2和20×2两种规格的试件,在同一的焊缝上做上不同大小尺寸的人工缺陷,其直径和深度分别为0 .8、1 .0和
1. 5mm。采用不同的焦距进行透照试验,经过反复的比较试验,焦距选择在15～25mm之间,底片的成像质量比较理想,焦距超过25mm时,底片的成像质量逐渐降低（reduce)。由于加工尺寸小于0 .8×0 .8mm的孔状人工缺陷比较困难,没有进行小于0. 8×0. 8mm的孔状人工缺陷的透照试验,因此,底片上能够辨认出孔状缺陷的最小尺寸还不清楚。
散射线的防护在管子和管板连接焊缝的射线检测(检查并测试)过程(guò chéng)中,散射线的屏蔽防护是一个重要的问题(Emerson)。由于管子和管板之间焊缝范围(fàn wéi)很小,如果没有适当的散射线防护措施,底片清晰度没有办法满足评片要求,工件上的人工缺陷在底片上根本无法辨认。开始时采用比较厚的增感屏,前后屏均采用1 .6mm的铅屏,结果底片的成像质量不够理想。后来采用通常使用的
1. 0mm厚度的铅增感屏,而在管子内加上一个屏蔽块,这样,对散射线的屏蔽非常有效,底片的成像质量明显提高。由于屏蔽块在实际上还起到了补偿块的作用,因此在屏蔽块材料和厚度方面,进行了选择。选用21×10mm的钢块和21×2mm铅块进行屏蔽和补偿效果的试验,经过试验比较,证明用21×2mm铅块作为屏蔽和补偿块效果比较理想,选用21×2mm铅块作为屏蔽和补偿块拍摄的底片,成像质量要优于用21×10mm的钢块作为屏蔽和补偿块拍摄的底片。加上铅块比较容易制作,操作控制时放置也较简便,因此,在实际透照中,均使用铅块进行散射线的防护并进行补偿。
像质计的选定由于管子和管板连接焊接缝的射线检测在目前还没有相应的标准、标准可以参照,为此,根据简便、可靠、实用的原则,选取孔状和线状两种像质计进行了试验。在起屏蔽和补偿作用的 21×10mm的钢块上,加工0 .8×0 8m
M、1 0×1 0mm和1 5×1 5mm的一组孔状人工缺陷。试验结果表明,三个孔状人工缺陷均能在底片上清晰的辨认,这与在管子和管板连接焊缝上加工的人工缺陷的透照结果相线状像质计选用JB4730标准,像质计标号为9#和7#,用线径分别为0 .5mm和0. 8mm的钢丝分别进行试验,将钢丝弯成圆环状,直径约为管子管板连接焊缝的的直径,正好放置于焊缝中间,透照结果,底片能清晰显示9#、0 .5mm像质计。因此在实际使用时,均采用9#、0 .5mm钢丝作为像质计作为底片质量的评定依据。
射线源的放置从图2可以看到, 要将射线放置在这一位置有两个方法,第一,从管子后面穿入;第二,从前面置入。两种方法都可以使用,但由于第一种方法要求射线源的输导管比较长,射线源的定位也比较困难,特别是U型管束,这一问题更加突出;而第二种方法可以避免这两个问题,不过,屏蔽铅（外观：带蓝色的银白色）板、胶片和屏蔽块必须为射线源留出穿入孔。这样,对胶片的封装带来了一定的麻烦。为此,设计了一些简便的工装,既使得胶片的剪切、封装较为快速、方便,同时又使胶片的封装、屏蔽铅板和屏蔽块的放置以及射线源的定位能够一并加以解决。为使射线源的放置更方便、快捷,将射线源前端的输导管加工成不锈钢硬直管,使得射线源的放置更为简便,焦距也更容易控制。与第一种方法相比,大大提高了效率。
底片的评定底片黑度如无特别规定,可参照相关标准进行控制（control)。由于国内观片灯光亮度限制,以及此类焊接缝评片的特殊要求,将底片黑度的范围(fàn wéi)控制在1.8～2.5。对于管子和管板连接焊缝缺陷的评定,因无相关的标准、规范可以参照,也只能依据客户对产品(Product)的要求进行评定。如德国BAYER公司(Company)对其公司换热器的管子和管板连接焊缝缺陷的评定要求为:
(1)无未溶合、裂纹和长条气孔;
(2)单个气孔或夹渣:不超过 0 .5×S(S为管子壁厚);
(3)管子外径(外缘直径)≤20mm:小于0 5×S的单个气孔或夹渣,不超过3个,且缺陷不得在焊道根部;
(4)管子外径(外缘直径)>20mm:小于0 5×S的单个气孔或夹渣,不超过5个,且缺陷不得在焊道根部.
结语管子和管板连接焊缝的射线检测(检查并测试),没有相应的国家标准和标准可以遵循,因此,
在检测过程中遇到的问题(Emerson)只能通过逐个试验,存优去劣。但由于人力和财力的限制,对一些问题无法进行比较深入的试验和研究,如缺陷的种类和大小对于管子和管板连接焊接缝的强度(拉脱力)、渗漏方面的关系,这对于管子和管板连接焊缝的质量控制以及对射线检测技术的工艺要求,底片上缺陷的分类和级别评定有很重要影响。随着射线检测技术越来越多的应用于这类焊缝的检测,尽快制定相关的标准、规范,使管子和管板连接焊缝的射线检测能够规范化。