射线实时成像技术检测能力的局限性及其对策

　　1　前言

　　进入21世纪以来,随着数字成像技术的进步以及硬件成本的大幅降低,以线阵列、面阵列为代表的数字化RTR系统得到了迅速推广,逐步淘汰了上世纪中后期发展起来的图像增强式模拟电视系统。与后者相比,数字成像系统的分辨率和图像质量均有了显著的提高,有效提高了焊口中缺陷的检出能力。本文以锅炉行业小口径管机械焊口在线检测为例介绍了目前RTR技术还存在的局限性,同时讨论了对应的补偿措施,希望能对RTR技术的推广和合理应用有所帮助。

　　2　RTR系统的局限性

　　锅炉行业一般采用高效率的热丝TIG焊或TIG/MIG焊进行蛇形管部件的直管对接,由于材质、焊丝以及工艺等原因,焊口中有可能出现裂纹、未熔合等缺陷。由于锅炉小口径管的壁厚往往不大,缺陷的自身高度很容易就能达到壁厚的1/3,个别甚至超过1/2,带有此类缺陷的小径管投入使用易发生爆管,且裂纹类缺陷的出现有很强的规律,一出现,往往就是批量性的,因此其危害性非常大。现举两个采用RTR系统检测的实例:a)某省煤器部件200屏4000个焊口( 57×8,SA-210C)在生产流水线上100%RTR合格,超声波补充检验中发现部分焊口中有严重超标缺陷,100%扩抽后发现有60%的焊口存在类似的超标缺陷,缺陷长度大多在1/3～1/2周之间。解剖证实缺陷为层间未熔合,位置在第二层与第一层交接处,自身高度2.5mm左右。

　　b)某焊工号完成 57×9规格的SA213-T91机械焊口600个,在例行100%RTR检测时,发现其中一个焊口存在可疑影像,对这批焊口100%拍片,发现有68个焊口存在根部裂纹,再对这600个焊口进行100%的超声波检测,共发现274个焊口存在严重的长条形根部缺陷回波。解剖结果证明:超声波检查确认的274个焊口都存在严重的根部裂纹,最大开裂深度达3mm。

　　以上实例表明,虽然RTR对于气孔类体积型缺陷能很好的检出,但对于裂纹类面状缺陷的检出率却非常低,特别是当裂纹比较细小时,检出率甚至接近于0;而RT方法对于这类缺陷的检出率虽有一定的提高,但受照射角度影响,实际情况表明缺陷检出率一般也不会超过50%;UT方法最好,其对于面状缺陷敏感度非常高,只要方法和操作适当,检出率可以接近100%。

　　3　对应解决措施

　　为了保证焊口内在质量,防止不合格焊口流入下一道工序,笔者建议在制造厂内对小口径管直管焊口在RTR合格后立即进行UT或RT抽查,虽然应用全数检验可靠性较高,但却是不现实的,检验时间太长,检测费用太高,完全失去了RTR技术的意义,因此,需先根据概率论[1]估算一下较为合理的UT/RT抽检数量。设:N—批量。根据管子车间生产模式,以部件为单位组批,一个部件内相同材质、规格和焊接工艺的焊口数即为批量,一般在数百至3000之间;