注汽锅炉炉管射线检测工艺的优化

   摘要：对于那些处于炉内特别位置的特塔城殊结构的元件，采取相应的特殊透照工艺，并采取合适屏蔽措施，不但能改进射线照相质量，也能减少劳动强度，提高工作效率。
关键词：小径厚壁管；中心周向曝光；探伤灵敏度；对接接头
一、前言
目前，油田热采都利用高压注汽锅炉提供蒸汽，而注汽锅炉必须依法定期停炉内外部检验。注汽锅炉炉膛内辐射段管束承受高压、高温热交变应力以及高速介质冲刷的作用，它在使用过程中很容易受到损坏。处在辐射段管柬的弯头和直管段的对接接头（焊口）更是薄弱环节，是检验的重点部位，根据锅炉技术状况，对焊缝进行一定的比例射线检测，是检出缺陷的有效手段。
辐射段管束在纵置式圆筒炉膛内沿内壁呈水平均匀的布置在φ2600mm圆周布置，共排列64根管，管外径为φ89mm，壁厚为12~12．5mm，辐射段管束的弯头和直管段的对接接头就处在炉膛内前、后端转角处。通常采用定向机，按常规逐个的对焊口进行射线探伤时。由于焊口在炉内处的位置特殊（即处于炉墙角），炉墙限制了射线探伤的几何条件，探伤人员对焦困难，劳动强度，工作效率低，焊缝在底片成像不清晰，给评片人员识别影象增加了难度。射线探伤已影响检验质量和进度。
为了优化探伤工艺，对常规探伤工艺进行改进，在多次的实验下，编制出了合理的透照工艺。本文针对透照工艺的要点，简要剖析，供同行探讨。
二、工艺依据
锅炉规程规定对接接头的射线探伤应按GB3323—2005《金属熔化焊焊接接头射线照相》执行，射线照相的质量要求不应低于AB级，对接接头的质量不低Ⅱ级为合格。按常规小径薄壁管双壁双影法工艺会面临探伤灵敏度和工作效率问题。
三、工艺简析
常规小径薄壁管双壁双影法，从探伤机、能量、胶片、增感屏透照方法、几何条件、曝光
量等选择，到胶片处理过程，都要提高灵敏度和保证焊缝影象的椭圆形间距。
辐射段管束是小径厚壁管，与小径薄壁管相比，影响探伤灵敏度有以下不利因素：
1、随着曝光规范增大，线质越硬， 值越小，减小对比度和清晰度；
2、散射比随透照厚度的增加而增大；
3、焊口处于炉膛内角落，炉墙对射线进行反射，散射源增加；
4、弯头和两直管段组焊成两个对接接头结构，照射在弯头和两直管段的射线，弯头曲面和管段内表面对透射射线和散射线有一定聚焦作用，穿透一个管壁的部份透射射线和散射线在内径为φ64mm空腔内通过多次漫反射传输到焊缝并穿透和发生散射，焊缝内表面积比同等宽度的管段表面积要大，传输到焊缝上的漫反射射线强度要比管段强，故对比度下降。
针对不利因素，与常规小径薄壁管双壁双影法相比，采取以下措施。
1、采用周向曝光
分析对接接头在炉内位置特点，一端所有焊口布直在垂直于圆筒炉膛轴线截面上，炉膛后是过渡段，炉膛前是燃烧器口，射线机可在轴线上移动，避开了炉墙的约束，几何条件上满足周向曝光，焦距为1300mm，如图（1）所示，沿炉膛轴向方向按平移偏心距（T1）的椭圆成象法，如图（2）所示，一次照射64个焊口，这样与常规小径薄壁管双壁双影法比较，减少架机次数，既降低劳动强度，提高工作效率，加大了焦距，也提高探伤灵敏度。
2、射线源和能量的选择
选择射线源的首要因素是射线机所发出的射线对炉管具有足够的穿透能力，根据所内设备状况，选用日本产的EG300周向机。能量的选择应不超过GB3323—2005《金属熔化焊焊接接头射线照相》规定的Z高管电压值，因小径厚壁管的透照厚度差大，Z小透照厚度在28mm左右，在底片黑度不变的前提下，且尽可能地选择稍高的管电压，提高透照厚度宽容度，缩短曝光时间也可以提高工作效率。
 

3、照相屏蔽
在用周向机对小径厚壁炉管照相时，曝光因子大，射线强度高，焦距大，照射场大，射线在管内经多次漫反射传输到焊口上，进行二次透射和散射；焊151又在炉膛内角落处，炉墙反射线大，因此必须进行特殊的屏蔽，才能减少二次透射和散射线对胶片质量的影响。
首先，防止背散射，应在胶片背面加2-3mm厚的铅板，可有效减小背散射；
其次，为减少透射射线在管内漫反射、前散射线和边蚀散射的影响，我们用2-3mm厚的铅板制作特殊的防护“铅被”，“铅被”盖在试件上，在照射方向上阻隔过多的射线照射至焊ISl附近的试件上，减少照射场，在“铅被”，上开透照口，如图（3）所示，透照口应保证焊缝影象的椭圆形间距3-10mm，如图（4）所示，将焊口曝露在透照口处，焊口周围一定范围内用铅板将照射线阻挡并大量吸收，减少散射的影响，以达到屏蔽散射的目的。
 

四、结束语
通过实践证明，采用周向爆光的方法对管束进行探伤，并采取合适屏蔽措施，不但能改进射线照相质量，也能减少劳动强度，提高工作效率。在进行探伤工作中，开拓我们的思路，不局限常规的探伤工艺，对于那些锅炉压力容器的特殊部位和特殊结构的元件，当处于特别位置时，采取相应的特殊透照工艺，才能更好地满足标准规定的质量要求。