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射线照相裂纹检测研究(3-1)

2021-06-05来源:供应商网作者:睿奥检测设备(东莞)有限公司责任编辑:李萧

射线照相裂纹检测研究(3-1)
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裂纹缺陷特殊性
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裂纹是焊接接头中最危险的缺陷,所以裂纹检出问题,始终是射线照相技术研究的重点。

裂纹是一种面积型缺陷。所谓面积型缺陷,是指该类缺陷的第三维尺寸(开口宽度W)远小于其余两维尺寸(长度l和高度d)。

与气孔、夹渣之类体积型缺陷相比,射线照相对裂纹的检出率要低得多。

有关研究表明,影响裂纹检出率的关键是底片对影像细节的显示能力,所谓细节是指底片上小对比度的小尺寸影像。

这是因为很多情况下裂纹的识别要靠影像细节(例如***、黑丝、分叉)来辨认特征才能判定其性质。

另一方面,有些裂纹尺寸很小,裂纹本身就是一个影像细节,细节不能显示既意味着底片上没有裂纹影像,当然就无法检出。

从射线照相角度来看,表达裂纹形态自身特征参数有六个(见图3—27)



(1)长度l(长度方向的延伸可能是曲折的);

(2)走向α(对焊接接头来说,主要走向是纵向和横向,但也可发生在其他任意方向);

(3)裂纹离试件表面的距离,即埋藏深度h(表面裂纹h=0);

(4)裂纹平面对工件表面法线倾角θ(此角度可能沿裂纹长度及深度方向有变化);

(5)裂纹在试件厚度方向的尺寸,即自身高度d(高度方向的延伸可能是曲折的);

(6)两裂面之间的间距,即裂纹的开口尺寸或宽度W(对自然裂纹,从裂纹的一端开始,W往往是有变化的)。

从射线探伤的角度来看,其中后三个,即W、θ、d是关键参数。



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裂纹的检出率与像质计灵敏度对应关系
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底片的灵敏度是用像质计来衡量的,像质计灵敏度高,缺陷的检出率就高。


这一关系对体积型缺陷是成立的,但对裂纹类缺陷,检出率与像质计灵敏度对应关系并不好。


在某些范围,像质计灵敏度提高很多,而裂纹的检出率并未增加多少;有时虽然底片的灵敏度足够高,但仍发生裂纹漏检事故。


这类情况说明,裂纹能否检出并不完全取决于照相灵敏度,还受到其他因素影响。


裂纹的检出率与像质计灵敏度对应关系之所以不好,是因为裂纹缺陷与像质计人工缺陷的形状、分布状态、尺寸有较大差异。


例如,以丝型像质计的人工缺陷——与金属丝与裂纹比较,存在以下差异:


在形状方面:两者截面形状不同。金属丝截面为圆形,而裂纹截面的模型为三角形(表面裂纹)或菱形(埋藏裂纹)或进一步简化为窄槽型。


有关研究表明:对小缺陷来说,缺陷的截面形状对其影像对比度有影响。


在投影方向方面:因为金属丝截面为圆形,所以不具有方向性;


而裂纹则具有明显的方向性:试件中向不同方向延伸的裂纹,或从不同方向照射裂纹的射线,得到的影像是不同的。


在尺寸方面:裂纹的横向尺寸(开口宽度)一般比金属丝直径要小。有关研究表明:对小缺陷来说,其横向尺寸越小检出率越低。


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透照角度θ对裂纹检出率的影响
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由于裂纹是一种面积型缺陷,射线从不同方向透照穿过裂纹的行程不一样。


由图3-28所示可以看出,射线方向与裂纹方向一致时,底片上裂纹影像的对比度,检出率。


一般认为裂纹是垂直于工件表面的,所以照相工艺中要求主射线束与工件表面垂直。


为防止横向裂纹漏检,要求控制透照厚度比K值。有些裂纹方向与工件表面不是垂直的(如焊道下裂纹),如欲检测此类裂纹,则应使主射线束与裂纹方向尽量一致。



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裂纹的开口宽度W和透照几何条件对裂纹检出率的影响
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对开口宽度尺寸远远小于焦点尺寸的裂纹,必须考虑几何因素对影像对比度的影响。


相关的几何因素包括L1(源-工件距离)、L2(工件-胶片距离)、df(焦点尺寸)、W(裂纹的宽度)。


如***.2.4节所述,df、L1、L2共同决定W´值的大小,而W´与W的比值决定底片上裂纹影像是否有实影,当W´>W时,底片上裂纹影像没有实影,仅由半影组成,其对比度急剧下降。


几何因素导致裂纹影像发生的变化是:实影消失,对比度降低,横向尺寸变宽,边界变模糊。


资料来源:NDT全国特种设备无损检测人员资格考核统编教材——射线检测


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