第 34卷第 5期
2010年 10月
无 损 探 伤
N � D � T
V ol. 34N o. 5
October. 2010
环焊缝单壁外透法射线检测
几何不清晰度
赵加冠 � 杨恒亮 � 王 � 聪
(国核电站运行服务技术公司,上海 � 200233 )
摘 � 要:分析了传统射线检测中几何不清晰度的计算
, 并通过环焊缝几何不清晰度 U g 与焦距 F、射
线源焦点尺寸 d 0等之间的计算分析,找出了传统的几何不清晰度计算方法对于环焊缝射线检测的不适用
性,并提出了可行性建议。
关键词:环焊缝;单壁外透;几何不清晰度
中图分类号: TG115. 28 � 文献标志码:A � 文章编号: 1671-4423( 2010) 05-40-02
� � 某管道焊缝规格为 �350 � 75mm ,
牌号为
A312 T P347H , 采用窄间隙自动焊接方式完成, 要
求对焊缝及热影响区 100%射线检测,根据检测规
程确定相关检测工艺参数如表 1。
表 1� 相关检测工艺参数
焦点尺寸
d 0
几何不清晰度
U g
源至工件
表面距离 f
透照次数
N
� 3� 3 0. 29 800 12
� � 检测完成后在底片评定的过程中, 发现搭接标
记铅字影像已经变形并放大, 虽不影响对底片的评
定,但已造成检测信息的缺失。然而焦距选择与 U g
值都满足标准及规程要求, 此种情况下考虑是否因
工件形状造成几何不清晰度计算中的误差, 进而影
响到焦距的选择,本文根据几何不清晰度的定义对
环焊缝 Ug 值进行分析计算。
1 � 几何不清晰度计算方法
由于 X射线管焦点或 �射线源都有一定尺寸,
所以射线透照工件时, 工件表面轮廓或内部缺陷在
底片上的影像的边缘会产生一定宽度的半影, 这个
半影的宽度就是几何不清晰度 Ug , 射线检测过程中
几何不清晰度直接影响不清晰度, 进而影响射线检
测灵敏度。各国标准都对几何不清晰度有明确规定
及要求,其计算方法基本一致,区别仅在于对不同射
线源及不同类型工件的 U g 值要求不同。因此在实
际射线检测中, 焦距的选择必须要满足几何不清晰
度的要求。
图 1 平板工件的几何不清晰度示意图
� � 射线检测几何不清晰度 Ug 值计算如下,由图 1
可得:
U g =
d0L 2
F - L 2
=
d0L 2
L 1
(1)
式中 � L 2 � 工件表面到胶片间的距离;
L 1 � 射线源至工件表面的距离;
d 0 � 焦点尺寸。
由式( 1)可知,焦距 F 越大, U g 值越小, 底片上
的影像越清晰。从
中还可以看出, 为了减小 U g
值,选择较小的射线源尺寸d0 ,可得到与增大焦距F
相同的效果,因此在实际透照中选择焦距时,焦点尺
寸是同时考虑的相关因素。
2 � 环焊缝单壁外透法几何不清晰度分析
公式�对平板焊缝的射线检测必然有较好的适
用性,但是正如事例中给出的某管道环焊缝在单壁
外透技术条件下影像失真,而不得不对该几何不清
晰度进行重新分析。
图 2为透照布置图, 图 3 为几何不清晰度示意
图。如图 3所示,根据几何不清晰度定义,源在外单
壁透照时几何不清晰度为:
图 2 � 透照布置图
图 3 � 几何不清晰度示意图
Ug =
�r�
180
=
�r
180
(�1 - �2) = �r
180
�
� ( cos- 1 R2 + r2 - t 2 2
2Rr
- cos- 1 R
2
+ r
2
- t1
2
2Rr
) ( 2)
式中:
t2 = Rcos�1 - R2 cos�1 2 - (R2 - r2)
�1 = �+ tan- 1 d0
2( f + R )
+
� tan- 1 Rsin(�+ �)
( f + R)
2
+ ( d0 / 2) 2 - Rcos( �+ �)
t1 = R cos�2 - R2cos2�2 - ( R2 - r 2)
�2 = �- �+
� tan- 1 Rsin(�- �)
( f + R)
2
+ ( d0 / 2)
2
- Rcos( �- �)
�= tan- 1 d0
2( f + R)
显然, 由以上各式可以看出, 环焊缝射线检测
时的几何不清晰度不仅与源尺寸 d0、源至工件表面
的距离 f 和透照厚度( R - r ) 有关,而且与半有效角
度 �有关,即源至工件表面的距离 f 越大, U g 值越
小,另外选择较小放射源尺寸 d0、较小的半有效角
度 �也同样能得到降低 Ug 值的效果。
3 � 结果分析
作为验证,现按照上述分析结论公式 � 计算事
例中环焊缝单壁外透时的几何不清晰度, 计算结果
如表 2。
表 2 � 环焊缝几何不清晰度计算结果
� �2 �1 t 2 t 1 U g
0. 1� 18. 681� 18. 930� 83. 213 82. 867 0. 436
� � 由此可见根据公式 �计算出的 U g 值已远远超
出了检测规程及标准中的要求, 因此造成底片影像
变形放大而失真。此种情况下如要满足规程中 Ug 值
要求以得到质量较好的底片,必须对焦距或一次透
照长度进行修正。这个例子也
了对于环焊缝单
壁外透法射线检测, 传统的几何不清晰度计算已不
能较好地满足检测需求,进而降低了检测灵敏度,甚
至造成漏检,另外,此种情况也同样出现于厚壁小径
管射线检测中。
4 � 结束语
在射线检测中, 环焊缝与平板焊缝的几何不清
晰度有一定的差别, 环焊缝的几何不清晰度受多方
面因素的影响,然而在实际工作中根据焦距的优化
控制以及一次透照长度的调整, 都能有效地解决此
类问题。尽管公式 � 的计算过程较为繁琐,但能反
映出传统的几何不清晰度计算方法的局限性,这也
从另外的角度说明了几何不清晰度的控制在射线检
测中的重要作用。
参考文献:
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测[ S] .
[ 2]全国锅炉压力容器无损检测人员资格鉴定考核委员会.
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[ J] . 无损检测, 2008, 30( 6) : 329-331.
41第 5期 赵加冠等:环焊缝单壁外透法射线检测几何不清晰度分析