射线检测工艺卡编制：任务2的指导

【学习目标】

1.熟悉射线检测工艺卡的内容。

2.能进行射线检测工艺卡的编制。

【任务描述】

某压力容器制造厂为化工厂生产一台转换器储罐，如图8-2所示。容器编号E110，规格ϕ1372mm×340mm×12mm，材质为Q345R。环缝B1为最后组焊焊缝，外面采用自动焊，内部清根后采用焊条电弧焊，焊缝余高2mm。接管焊缝B3规格为ϕ51mm×5mm，高颈法兰焊缝B2规格为ϕ159mm×8mm，两者均采用单面焊条电弧焊，焊缝宽度10mm，焊缝余高2mm。B4为人孔法兰，规格为ϕ480mm×12mm。现要求按JB/T4730.2—2005对储罐的B1～B3焊缝进行100%射线检测，Ⅱ级合格。结合现有设备器材，编制最佳检测工艺。

图8-2 中间体转换器储罐及焊缝布置图

所需设备和器材如下：

1）250EG-S3定向X射线机（焦点尺寸为2mm×2mm）及曝光曲线图（图8-3），焦点到窗口的距离为150mm。

2）200EGB1C周向X射线机（焦点尺寸为1.0mm×3.5mm）、曝光曲线及机头结构图（图8-4），焦点到窗口的距离为150mm。

3）胶片采用天津Ⅲ型、天津Ⅴ型。

4）增感屏规格为360mm×80mm、300mm×80mm、240mm×80mm、150mm×80mm，增感屏厚度为0.03mm、0.1mm。

5）各种铅字、像质计齐全。

6）辅助器材：中心指示器、卷尺、胶带、石笔、记号笔、胶皮带。

图8-3 250EG-S3定向X射线机曝光曲线图

图8-4 200EGB1C周向X射线机曝光曲线及机头结构图

【相关知识】

射线检测工艺卡是简要规定具体产品射线检测技术和要求的表格，用于控制具体产品的射线检测技术和指导射线检测的实施。射线检测工艺卡一般依据通用工艺规程和设计文件的要求进行编制。在编制的过程中，从技术角度需要处理的问题主要有四个方面：

1）确定透照方式。

2）确定一次透照长度和透照次数。

3）按给定的检测方法标准和技术级别，确定透照参数。

4）确定底片应达到的质量要求（主要是黑度和灵敏度）。

一、射线检测工艺卡的内容

射线检测工艺卡一般包括下列内容：

1）工艺卡编号。

2）产品的有关资料。

3）检测设备与器材。

4）检测技术标准。

5）检测方法与技术参数。

6）检测部位示意图。

7）检测质量主要控制指标。

8）签名。

二、射线检测工艺卡编制的基本步骤

1.准备

熟悉、理解有关产品的法规、规程、质量标准或技术文件及射线检测标准，按有关规定确定产品的检验部位、比例，按规定确定各部位的射线检测技术级别。

2.规定射线检测技术

分析产品的结构、材料、工艺特点，结合具备的检测条件，确定应采用的透照方式和一次透照长度。依据射线检测技术标准、射线检测技术数据（如曝光曲线、胶片特性曲线），确定应选用的射线检测设备和器材、透照参数、透照辅助措施等。按射线检测技术标准及产品技术条件要求，规定射线检测质量要求。

3.验证

对所规定的射线检测技术，需要时应进行一定的试验验证，以保证规定技术的正确性。

4.编写工艺卡文件

编制射线检测工艺卡。

5.审批

对编制出的射线检测工艺卡完成审核、批准手续，形成正式的射线检测工艺卡文件。

三、射线检测工艺卡主要内容的编制

1.透照方式的选择

正确确定应采用的透照方式是编制工艺卡的关键点。选取透照方式时，应分析工件的材料、结构、工艺特点，结合具备的检测条件，确定应采用的透照方式。所确定的透照方式必须利于缺陷的检测。实际中，一般是在可能的透照方式中选取透照厚度较小的透照方式，应优先选用效率高的透照方式。多数情况下选用透照次数少的透照方式，还应考虑实际实施的可能性。

2.一次透照长度的确定

一次透照长度确定的依据是透照方式、技术级别、透照参数的焦距。按照透照方式中一次透照长度和焦距的关系，结合技术级别对透照厚度比的限制，完成一次透照长度的计算。使用X射线机时还应考虑辐射强度的不均匀性。

3.中心射线束方向

依据检测要求（特别是缺陷类型）和选用的透照方式确定中心射线束方向。一般情况下，中心射线束应垂直指向透照区中心。当特别要求检测具有特定延伸方向的缺陷时，中心射线束应选择有利于缺陷检测的方向。

4.管电压的确定

所确定的透照电压一般不能超过标准规定的最高管电压。确定透照电压的过程一般是：

1）确定透照厚度。

2）按选用的胶片和技术级别，确定在特定焦距下应采用的适当的曝光量。

3）将上述曝光量转换为所使用的曝光曲线（焦距、黑度）下的曝光量。

4）依据透照厚度和转换出的曝光量，在曝光曲线下查得透照电压值。

5.曝光量的确定

确定最终应采用的曝光量值的过程一般是：

1）按选用的胶片和技术级别，确定在特定焦距下应采用的适当的曝光量。

2）按透照使用的焦距用平方反比定律修正上述曝光量值。

3）依据一次透照长度的厚度范围，适当增大上述得到的曝光量值。

曝光曲线给出的参数是对于某个厚度的黑度值，实际透照的是一个厚度范围。为了使整个厚度范围的黑度都符合标准关于黑度的规定，必须对从曝光曲线上得到的曝光量进行适当调整，通常应适当增大，以使得一次透照长度中厚度较大部分的底片黑度也满足标准规定的要求。

6.焦距的确定

所选取的焦距，必须符合标准关于源到工件表面最小距离的规定，应给出适当的一次透照长度，必须保证一次透照长度的透照厚度比符合标准的规定。

7.黑度范围

一次透照长度总有一定的厚度范围，底片不可能为单一的黑度，所以工艺卡中规定的黑度应是一个范围。确定该黑度范围的依据是：

1）标准对底片黑度的规定。

2）曝光曲线的黑度。

3）一次透照长度内厚度变化的范围。

4）所采用的曝光量。

8.胶片的选用

所选用的胶片类型必须符合标准的规定。

A级和AB级技术应采用T3类或更高类别的胶片，B级技术应采用T2类或更高类别的胶片。胶片的本底灰雾度应不大于0.3。采用γ射线对裂纹敏感性大的材料进行射线检测时，应采用T2类或更高类别的胶片。常用国内胶片和进口胶片的类别见表8-4。

表8-4 常用国内胶片和进口胶片的类别

四、焊缝射线检测工艺卡表样

为了规范和统一锅炉压力容器制造的归档文件和质量证明文件，提高锅炉压力容器制造企业的质量管理和技术水平，确保锅炉压力容器的产品质量，国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局组织有关人员，按照《固定式压力容器安全技术监察规程》的要求，编制了锅炉压力容器质量控制表样并推荐使用，其中射线检测工艺卡表样见表8-5。

表8-5 射线检测工艺卡表样工艺卡编号：

五、焊缝射线检测工艺卡填写说明

1.份数

本卡一式两份，一份保留在检测室，另一份交检测室供检测人员使用。其中之一应存于检测资料和底片的档案中。(www.xing528.com)

2.填写

（1）工艺卡编号 一般为流水顺序号，可根据各单位管理的需求来填写。

（2）工件部分

1）材料编号。指壳体材料编号，如壳体使用两种材料，则应分别填写。

2）规格。指壳体规格，表示方法为直径×长度×壁厚。其中直径对于卷制的筒体为内径，对于无缝钢管作筒体指外径；长度指壳体长度；壁厚指壳体厚度。也可按图样规格栏的尺寸填写。

（3）器材部分

1）屏蔽方式。最常见的屏蔽方式有背衬薄铅板、铅光阑和铅遮板等，按计划选用的方法填写。

2）显影液配方、显影时间、显影温度。显影液配方指准备采用的显影液配方，可用代号表示。如胶片厂提供，可填写“按胶片厂家配方”。显影时间、显影温度指准备采用的数值。一般手工冲洗显影时间为4～6min，显影温度为18～20℃；自动冲洗按说明书填写。

（4）检测工艺参数

1）焊缝编号。指被检焊缝的编号，填写时，一般检测工艺参数相同（焊缝长度和拍片数量可不同）的同类焊缝的编号填在一栏内，例：“B1～B7”，即代表7条环焊缝。

2）像质计型号。对于钢制焊缝可供选用的像质计编号为Fe-10/16、Fe-6/12和Fe-1/7三种。对于外径≤100mm的管子焊缝宜使用等丝专用像质计，如Fe-12、Fe-13等。

3）透照方式。为计划采用的透照方式，对于纵焊缝可填写单壁透照，对于环焊缝可填写单壁外透照、中心透照、偏心内透照（F＞R或F＜R）、双壁单影和双壁双影等。

4）焦距（F）。为计划采用的数值。

5）能量、管电流（活度）、曝光时间。这些检测规范应从该设备的曝光曲线上查得。使用γ射线检测时能量栏画杠，表示不适用。源的活度值应加括弧，但对于球罐等大型容器宜用曝光量表示，例如200Ci·h。可将“曝光时间”栏改为“曝光量/Ci·h（或Ci·min）”。

6）应识别丝号。指按标准规定应达到的最低像质计丝号。像质计置于胶片侧时，应在像质计适当位置加“F”字母。

7）焊缝长度。指一条焊缝长度，当有几条相同长度的焊缝时，在长度后标注条数。例如“1200×5”，即表示有5条1200mm长的焊缝。对于长度不同的焊缝可写总长，各条焊缝长度在简图中表示。环焊缝长度为πD_o。

8）一次透照长度。指分段检测时在满足K值要求的情况下计算出来的一次曝光所检测的焊缝长度，用L₃表示。实际选用的一次透照长度可小于或等于理论计算的L₃，还要考虑ΔL、胶片侧母材等分长度和使用胶片的长度。对于100%检测的焊缝，可按透照的片数将焊缝长度等分。采用中心曝光时应填写工件上搭接标记之间的焊缝长度。对于双壁双影透照的焊缝，透照两次，一次透照长度为管子周长的1/2；透照三次，为管子周长的1/3。

9）拍片数量。指一条焊缝应拍的片数，对于同类型的焊缝，可在该拍片数后加上条数。例如“13×5”，即表示一条焊缝拍片13张，有5条同样拍片数量的焊缝。对于焊缝长度不等的可填总片数，在简图中标出这些焊缝应拍的片数。

（5）合格级别 指图样、标准规定的最低合格级别。

（6）检测比例 指图样、标准要求的检测比例。如为局部检测应填写“≥20%”或“≥50%”。

（7）技术要求

1）对于局部检测的对接接头必检部位可在此栏内说明。

2）射线检测规程：填本单位编制的射线检测规程的代号。

（8）透照部位示意图 表明预检测焊缝的分布、尺寸、编号及相应检测片数的图。

1）该栏目的图一般采用主视图，将应检测的人孔等画在壳体的相应部位来表示。对于大型球罐等应采用展开图。在图上必须标明焊缝编号、拍片数、必检部位及计划拍片编号（即底片编号）。该栏目位置不够时，应加附图。

2）有必要时，还应画出某种焊缝的透照布置图。

（9）编制人和审核人栏 编制人应至少具有本方法Ⅱ级资格。审核人应为检测责任人员。由编制人和审核人本人签字或盖章，并填写相应日期。

【任务实施】

一、透照方式、应识别像质计丝号和像质计型号的确定

1）B1焊缝满足源在内的检测条件，单壁中心透照为最佳检测工艺。像质计置于源侧，依据附录A表A-1中AB级透照厚度为12mm时，像质计灵敏度值选择12，像质计型号为Fe-10/16。

2）B2焊缝应选择双壁单影透照方式，像质计置于胶片侧，依据附录A表A-3中的AB级透照厚度为16mm时，像质计灵敏度值选择12F，像质计型号为Fe-10/16。

3）B3焊缝应选择双壁双影透照方式，像质计置于源侧，依据附录A表A-2中的AB级透照厚度为10mm时，像质计灵敏度值选择13，像质计型号为Fe-13。

二、焦距的确定

（1）计算射线源至工件表面的最小距离f_min 根据JB/T4730.2—2005的规定，AB级的f≥10db²/3（f也可查诺模图求得）。

B1焊缝：f≥10×2.25×（12+2）2/3mm=130.7mm

B2焊缝：f≥10×2×（8+2）2/3mm=92.9mm

B3焊缝：f≥10×2×（51+2）2/3mm=282.2mm

（2）确定焦距

B1焊缝：焦距选用F=（1372+24+4）mm/2=700mm

B2焊缝：焦距选用F=（150+159）mm=309mm

B3焊缝：焦距选用F=600mm

三、一次透照长度和透照次数

B1焊缝：焊缝长度L=3.14×（1372+24+4）mm=4396mm，根据胶片长度为360mm，考虑透照搭接长度为20mm×2，拍片数量为N=4396/320=13.74，取整14片，一次透照长度L₃=4396mm/14=314mm。

B2焊缝：焦距F选用309mm，依据附录B中图B-6所示曲线确定透照次数，D_o/F=159/309=0.514，T/D_o=5/159=0.0314，透照次数为5次。B2焊缝长度L=3.14×（159+4）mm=511.82mm，一次透照长度L₃=511.82mm/5=102.36mm。

B3焊缝：小径管规格为ϕ51mm×5mm，壁厚5mm≤8mm；焊缝宽度10mm≤D_o/4=51mm/4=12.75mm，符合椭圆透照条件。T/D_o=5/51=0.098≤0.12，应相隔90°透照2次，B3焊缝长度3.14×（51+4）mm=172.7mm，一次透照长度L₃=172.7mm/2=86.35mm。

四、曝光量和射线能量的确定

1.B1焊缝

1）确定在曝光曲线的焦距下的曝光量E₀。对于X射线照相，当焦距为700mm时，A级和AB级射线检测技术不小于15mA·min；当F=600mm时，由曝光因子公式计算得

2）在曝光曲线中，按T、E₀确定电压。对于中心透照，T=（12+2）mm=14mm，由图8-4所示的曝光曲线查得，F=600mm时，曝光量11mA·min，电压选用130kV。

3）确定透照焦距下的曝光量。现使用焦距为700mm，曝光量15mA·min，曝光时间3min。

4）选择周向射线机200EGB1C。

2.B2焊缝

1）确定在曝光曲线的焦距下的曝光量E₀。对于X射线照相，当焦距为700mm时，A级和AB级射线检测技术不小于15mA·min；当F=600mm时，由曝光因子公式计算得

E₀=15mA·min×600²/700²=11mA·min

2）在曝光曲线中，按T、E₀确定电压。对于双壁单影透照，T=（2×8+2）mm=18mm，由图8-3所示的曝光曲线查得，F=600mm时，曝光量11mA·min，电压选用160kV。

3）确定透照焦距下的曝光量。由平方反比定律换算，当F=309mm时，曝光量E=11mA·min×309²/600²=2.92mA·min，即曝光时间为0.58min。

4）选择定向射线机250EG-S3。

3.B3焊缝

小径管透照，T_A=（2×5+4）mm=14mm，属于截面厚度变化较大的试件，应选择较高的射线能量，较短的曝光时间，得到较大的宽容度底片。查图8-3所示的曝光曲线，管电压选择170kV为宜，曝光时间1min。选择定向射线机250EG-S3。

将上述确定的检测器材、工艺参数、技术要求等内容和透照部位示意图填入射线检测工艺卡（表8-6）中，经编制审查人签字，即编制完成该射线检测工艺卡。

表8-6 射线检测工艺卡工艺卡编号：201101

（续）

【拓展知识】

下面介绍球罐γ射线全景曝光工艺。

γ射线全景曝光是将射线源置于球形容器中心，对等径位置焊缝进行360°一次曝光成像的技术，用这种方法一次拍片可达数百至上千张，是一种效率很高、经济效益显著的拍片方法。球罐γ射线全景曝光的射线检测工艺编制要点如下：

1）尽量选用活度较大的γ射线源，使曝光时间控制在24h之内，曝光时间过长影响其他作业，灰雾度增大。

2）选用T2或T1类别的胶片，胶片规格选用360mm×100mm。

3）划线应选择在球壳板运抵现场且未组吊上去之前进行，内、外面对应划线。

4）布片、收片、暗室处理均必须按编号顺序进行。

5）曝光时间的计算（计算尺）、试验片的摘取时间及间隔的确定。

6）拍片死区的补拍（下极板拼缝、人孔接管对接焊缝）。

7）夏季拍片时要注意高温影响。

8）警戒区大小的计算、作业人员的安全管理。

【任务评价】

射线检测工艺编制评分标准见表8-7。

表8-7 射线检测工艺编制评分标准

（续）