雙金屬復合管管頭堆焊焊縫的射線檢測方法
【專利摘要】一種雙金屬復合管管頭堆焊焊縫的射線檢測方法，利用射線檢測輔助成像裝置采用補償法和防邊蝕技術(shù)進行透照，完成對復合管管頭堆焊焊縫的射線檢測。本發(fā)明通過補償手段使堆焊焊縫的透照厚度均勻一致，解決了透照差過大的問題。將射線檢測輔助成像裝置的防邊蝕段與不銹鋼內(nèi)襯管的端面契合，有效地解決了透照厚度差過大、邊蝕問題、幾何不清晰度問題、焊縫標識辨識困難的問題。實驗證明，本發(fā)明對堆焊層裂紋有很高的檢出率，且頂角未焊透和碳鋼外基管內(nèi)凹成像準確、清晰，有效避免了錯、漏檢可能造成的損失，適用不同直徑雙金屬復合管管頭堆焊焊縫的射線檢測，以及管道管頭環(huán)焊縫的射線檢測。
【專利說明】雙金屬復合管管頭堆焊焊縫的射線檢測方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及管道環(huán)焊縫的射線檢測領域，具體是一種雙金屬復合管管頭堆焊焊縫的射線檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙金屬復合管一般由碳鋼外基管與不銹鋼內(nèi)襯管復合制成，主要應用于原油、天然氣等流體的管道輸送。雙金屬復合管充分發(fā)揮了不銹鋼內(nèi)襯管的耐蝕性以及碳鋼外基管良好的機械性能和廉價的優(yōu)勢，實現(xiàn)了管道可靠性與經(jīng)濟性的最佳組合。
[0003]雙金屬復合管的長度可達18米，為保證復合管管頭部位的耐蝕性，需在復合管兩端堆焊楔形不銹鋼層，焊縫沿不銹鋼內(nèi)襯管長3mm?10 mm,沿碳鋼外基管壁厚方向高2_?8 mm。經(jīng)過氬弧焊接后，堆焊焊縫可能會產(chǎn)生裂紋、角頂未焊透、未熔合、氣孔，夾渣等危害性缺陷，這些缺陷的存在會降低復合管不銹鋼內(nèi)襯管的腐蝕性，嚴重影響管道的使用壽命和設備效能，甚至可能造成原油泄漏，嚴重環(huán)境污染。
[0004]雙金屬復合管管頭堆焊焊縫是一種構(gòu)造特殊的角焊縫，射線檢測是唯一可選擇的常規(guī)檢測手段。目前，對雙金屬復合管管頭堆焊焊縫的射線檢測方法主要有兩種:
[0005]第一種方法是采用射線源在外單壁單影透照，使用定向射線機和傳統(tǒng)膠片系統(tǒng)。該方法的主要缺點是效率太低，一次只能透照一張膠片，一個管頭堆焊焊縫按直徑大小不同至少分6至10次進行透照，完成一根復合管的透照工作至少需要1.5至2個小時，效率很低不適合批生產(chǎn)。此外，采用該方法每次透照均需轉(zhuǎn)動復合管，復合管單根重量超過2噸，轉(zhuǎn)動難度較大且不易控制角度，故極少采用該方法。
[0006]第二種方法是射線源在內(nèi)的中心透照法，使用周向射線機和傳統(tǒng)膠片系統(tǒng)。該方法主要有以下幾個缺點:
[0007]透照厚度范圍為2mm?12 mm，透照厚度差過大。依據(jù)對比度公式&0= -0.434μ GAT，其對比度已經(jīng)超出了膠片的寬容度，焊縫需按不同曝光量透照2?3次方可滿足檢測要求，檢測效率較低。厚度差過大也會造成影像黑度差過大，使缺陷影像難以辨別甚至無法辨別。
[0008]此外，由于焊縫距復合管管頭邊沿距離過近，由此造成的邊蝕會嚴重影響焊縫成像質(zhì)量；焊縫直徑較小且表面空間狹小，膠片不能緊貼焊縫，幾何不清晰度和散射線也會嚴重影響焊縫成像質(zhì)量。同時，受射線有效寬度限制，底片上的焊縫標識辨識困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的透照差過大、檢測效果差的不足，本發(fā)明提出了一種雙金屬復合管管頭堆焊焊縫的射線檢測方法。
[0010]本發(fā)明采用具有補償段的射線檢測輔助成像裝置，該裝置包括防邊蝕段，補償段，內(nèi)撐固定段。射線檢測輔助成像裝置的內(nèi)徑大于X射線機的外徑。所述射線檢測輔助成像裝置的一端為防邊蝕段，該檢測輔助成像裝置的中部為錐面的補償段，并且該補償段與防邊蝕段的銜接處有雙金屬復合管不銹鋼內(nèi)襯管的定位端面；所述補償段的另一端與內(nèi)撐固定段銜接，并且該內(nèi)撐固定段的外徑小于防邊蝕段的外徑；所述補償段與防邊蝕段以及與內(nèi)撐固定段的外形過渡面均垂直于射線檢測輔助成像裝置的軸線。
[0011]本發(fā)明的具體實施過程是:
[0012]步驟1，確定射線檢測輔助成像裝置的參數(shù)。
[0013]所述射線檢測輔助成像裝置的參數(shù)包括:射線檢測輔助成像裝置的內(nèi)徑Dtl、防邊蝕段的外徑D1、補償段的最大外徑D2及最小外徑D3、補償段的長度L和內(nèi)撐固定段的外徑D40其中所述防邊蝕段的外徑D1與不銹鋼內(nèi)襯管的外徑Cl1相等。
[0014]所述補償段的最大外徑仏與內(nèi)撐固定段外徑D4相等，且所述補償段和內(nèi)撐固定段均與不銹鋼內(nèi)襯管內(nèi)徑Cltl采用間隙配合；該間隙配合的公差等級為IT7~11級。
[0015]所述補償段長度L >不銹鋼內(nèi)襯管端面到碳鋼外基管端面的距離Lci,補償段的最小外徑D3 <不銹鋼內(nèi)襯管的內(nèi)徑Cltl，且L和D3的關(guān)系滿足公式(I):
[0016]L/ (D2-D3) = b/ (2 X a) (I)
[0017]公式(I)中，b是堆焊焊縫在不銹鋼內(nèi)襯管外表面上的焊腳尺寸，a是堆焊焊縫在碳鋼外基管端面上的焊腳尺寸。
[0018]所述射線檢 測輔助成像裝置的內(nèi)徑Dtl ( D3_lmm。
[0019]步驟2，將射線檢測輔助成像裝置的補償段嵌入雙金屬復合管不銹鋼內(nèi)襯管內(nèi)，直至不能嵌入為止；
[0020]步驟3，透照布置；將焊縫標識置于射線檢測輔助成像裝置防邊蝕段的外壁上，將像質(zhì)計置于射線檢測輔助成像裝置補償段的內(nèi)壁，將膠片貼合在堆焊焊縫外壁，并使膠片覆蓋堆焊焊縫外壁和所有的焊縫標識；將X射線機放置在射線檢測輔助成像裝置的軸線上，并正對堆焊焊縫。
[0021]步驟4，確定透照厚度T和焦距F，
[0022]通過公式(2)確定透照厚度T
[0023]T = ((D2-D0) + (d「d0)) /2 (2)
[0024]公式(2)中，T是透照厚度，D2是補償段的最大外徑，D0是射線檢測輔助成像裝置的內(nèi)徑，Cl1是不銹鋼內(nèi)襯管的外徑，d0是不銹鋼內(nèi)襯管的內(nèi)徑。
[0025]通過公式(3)確定焦距F
[0026]F = a+d1/2 (3)
[0027]公式(3)中，F(xiàn)是焦距，a是堆焊焊縫在碳鋼外基管端面上的焊腳尺寸，(I1是不銹鋼內(nèi)襯管的外徑。
[0028]步驟5，根據(jù)透照厚度T和焦距F確定X射線機的透照參數(shù)，所述的透照參數(shù)包括管電壓、管電流和透照時間；所述透照參數(shù)在所選用的X射線機的曝光曲線上根據(jù)焦距查詢。
[0029]步驟6，實施透照；啟動X射線機，按照已確定的透照參數(shù)和透照布置進行透照。
[0030]步驟7，暗室處理膠片；按照常規(guī)方法對透照得到的膠片進行處理。
[0031]步驟8，底片評定。所述底片評定為根據(jù)焊縫驗收標準，通過底片上的焊縫影像來評定焊縫質(zhì)量。
[0032]本發(fā)明利用射線檢測輔助成像裝置采用補償法和防邊蝕技術(shù)進行透照，完成對復合管管頭堆焊焊縫的射線檢測。本發(fā)明采用補償手段使堆焊焊縫的透照厚度均勻一致，解決了透照差過大的問題。將射線檢測輔助成像裝置的防邊蝕段與不銹鋼內(nèi)襯管的端面契合，有效地解決了邊蝕問題、幾何不清晰度問題、焊縫標識辨識困難的問題。
[0033]通過對復合管的射線檢測及缺陷解剖實驗，證明本發(fā)明對堆焊層裂紋有很高的檢出率，且頂角未焊透和碳鋼外基管內(nèi)凹成像準確、清晰，有效避免了錯、漏檢可能造成的損失。
[0034]本發(fā)明與傳統(tǒng)的檢測方法相比，能有效解決透照厚度差過大、邊蝕嚴重、焊縫標識辨識困難等問題，有效地提高了檢測質(zhì)量，從而滿足焊縫驗收相關(guān)標準的要求。本發(fā)明可適用不同直徑雙金屬復合管管頭堆焊焊縫的射線檢測，還可廣泛應用于管道管頭環(huán)焊縫的射線檢測。
【具體實施方式】
[0035]本實施例是一種雙金屬復合管管頭堆焊焊縫的射線檢測方法。所述雙金屬復合管是將不銹鋼內(nèi)襯管嵌套在碳鋼外基管內(nèi)形成，并且不銹鋼內(nèi)襯管的長度大于碳鋼外基管的長度。所述雙金屬復合管中的不銹鋼內(nèi)襯管的外徑(I1 = 173mm,內(nèi)徑(Itl = 170mm,不銹鋼內(nèi)襯管端面到碳鋼外基管端面的距離Ltl = 5mm ;堆焊焊縫在不銹鋼內(nèi)襯管外表面上的焊腳尺Jb = 3mm,在碳鋼外基管端面上的焊腳尺寸a = 3mm。所述a和b由堆焊工藝確定。
[0036]本實施例中,采用現(xiàn)有技術(shù)檢測時,焊縫的透照厚度為1.5mm?4.5_。透照厚度差較大。
[0037]本實施例所使用的射線檢測輔助成像裝置是一種鋼材料的中空回轉(zhuǎn)體，該裝置包括防邊蝕段，補償段，內(nèi)撐固定段。射線檢測輔助成像裝置的內(nèi)徑大于X射線機的外徑。所述射線檢測輔助成像裝置的一端為防邊蝕段，該檢測輔助成像裝置的中部為錐面的補償段，并且該補償段與防邊蝕段的銜接處有雙金屬復合管不銹鋼內(nèi)襯管的定位端面；所述補償段的另一端與內(nèi)撐固定段銜接，并且該內(nèi)撐固定段的外徑小于防邊蝕段的外徑；所述補償段與防邊蝕段以及與內(nèi)撐固定段的外形過渡面均垂直于射線檢測輔助成像裝置的軸線。所述具有補償段的射線檢測輔助成像裝置被公開在申請?zhí)枮?014202618269的發(fā)明創(chuàng)造中。
[0038]本實施例的具體實施過程是:
[0039]步驟1，確定射線檢測輔助成像裝置的參數(shù)。
[0040]所述射線檢測輔助成像裝置的參數(shù)包括:射線檢測輔助成像裝置的內(nèi)徑Dtl、防邊蝕段的外徑D1、補償段的最大外徑D2、最小外徑D3、長度L和內(nèi)撐固定段的外徑D4。
[0041]所述防邊蝕段的外徑D1與不銹鋼內(nèi)襯管的外徑(I1相等，D1 = (I1 = 173mm ；
[0042]所述補償段的最大外徑D2與內(nèi)撐固定段外徑D4相等，并且所述補償段最大外徑D2和內(nèi)撐固定段外徑D4均與不銹鋼內(nèi)襯管內(nèi)徑Cltl之間采用間隙配合，公差等級為IT7?11級。D2 = D4 = 169.8mm ;
[0043]所述補償段長度L >不銹鋼內(nèi)襯管端面到碳鋼外基管端面的距離Lci,補償段的最小外徑D3 <不銹鋼內(nèi)襯管的內(nèi)徑Cltl，且L和D3的關(guān)系滿足公式(I):
[0044]L/ (D2-D3) = b/ (2 X a) (I)
[0045]公式⑴中，L是補償段長度，D2是補償段的最大外徑，D3是補償段的最小外徑，b是堆焊焊縫在不銹鋼內(nèi)襯管外表面上的焊腳尺寸，a是堆焊焊縫在碳鋼外基管端面上的焊腳尺寸。
[0046]本實施例中選擇補償段長度L = 8mm時,則補償段的最小外徑D3 = 153.8mm ；
[0047]所述射線檢測輔助成像裝置的內(nèi)徑Dtl ( D3-1mm,本實施例取Dtl = 152.8mm,
[0048]步驟2，將射線檢測輔助成像裝置的補償段嵌入雙金屬復合管不銹鋼內(nèi)襯管內(nèi)，直至不能嵌入為止；
[0049]步驟3，透照布置；將焊縫標識置于射線檢測輔助成像裝置防邊蝕段的外壁上，將像質(zhì)計置于射線檢測輔助成像裝置補償段的內(nèi)壁，將膠片貼合在堆焊焊縫外壁，并使膠片覆蓋堆焊焊縫外壁和所有的焊縫標識；將X射線機放置在射線檢測輔助成像裝置的軸線上，并正對堆焊焊縫。所述膠片型號為AA400型，膠片的尺寸為360mmX80mm。所述X射線機為YXL0NMG165周向射線機；
[0050]步驟4，確定透照厚度T和焦距F，
[0051]通過公式(2)確定透照厚度T
[0052]T = ((D2-D0) + (d「d0)) /2 (2)
[0053]公式(2)中，T是透照厚度，D2是補償段的最大外徑，D0是射線檢測輔助成像裝置的內(nèi)徑，Cl1是不銹鋼內(nèi)襯管的外徑，d0是不銹鋼內(nèi)襯管的內(nèi)徑。
[0054]通過公式(3)確定焦距F
[0055]F = a+c^/2 (3)
[0056]公式(3)中，F(xiàn)是焦距，a是堆焊焊縫在碳鋼外基管端面上的焊腳尺寸，(I1是不銹鋼內(nèi)襯管的外徑。
[0057]本實施例中，透照厚度T = 10臟；焦距F = 89.5臟；
[0058]步驟5，根據(jù)透照厚度T和焦距F查詢X射線機的透照參數(shù)，所述的透照參數(shù)包括管電壓、管電流和透照時間；所述透照參數(shù)在所選用的X射線機的曝光曲線上查詢，在焦距是F = 89.5mm、AA400底片黑度為2.5的曝光曲線上，查詢得透照厚度T = 1mm所對應的管電壓為120KV、管電流為1mA和透照時間為6min ；
[0059]步驟6，實施透照；啟動X射線機，按照已確定的透照參數(shù)和透照布置進行透照。
[0060]步驟7，暗室處理膠片；通過自動洗片機對透照得到的膠片進行處理。所述暗室處理參數(shù)根據(jù)所選用的X射線機的曝光曲線選擇，本實施例中，顯影溫度和定影溫度均為20°C，洗片時間為1min。
[0061]步驟8，底片評定。所述底片評定為根據(jù)焊縫驗收標準，通過底片上的焊縫影像來評定焊縫質(zhì)量。
[0062]本實施例中，所 檢測的雙金屬復合管堆焊焊縫的底片影像數(shù)據(jù)如下表1:
[0063]表1底片影像數(shù)據(jù)表
[0064]
【權(quán)利要求】
1.一種雙金屬復合管管頭堆焊焊縫的射線檢測方法，采用具有補償段的射線檢測輔助成像裝置，該裝置包括防邊蝕段，補償段，內(nèi)撐固定段；射線檢測輔助成像裝置的內(nèi)徑大于X射線機的外徑；所述射線檢測輔助成像裝置的一端為防邊蝕段，該檢測輔助成像裝置的中部為錐面的補償段，并且該補償段與防邊蝕段的銜接處有雙金屬復合管襯管的定位端面；所述補償段的另一端與內(nèi)撐固定段銜接，并且該內(nèi)撐固定段的外徑小于防邊蝕段的外徑；所述補償段與防邊蝕段以及與內(nèi)撐固定段的外形過渡面均垂直于射線檢測輔助成像裝置的軸線； 其特征在于，具體實施過程是: 步驟1，確定射線檢測輔助成像裝置的參數(shù)； 所述射線檢測輔助成像裝置的參數(shù)包括:射線檢測輔助成像裝置的內(nèi)徑Dtl、防邊蝕段的外徑D1、補償段的最大外徑D2及最小外徑D3、補償段的長度L和內(nèi)撐固定段的外徑D4 ;其中所述防邊蝕段的外徑D1與不銹鋼襯管的外徑Cl1相等； 所述補償段的最大外徑仏與內(nèi)撐固定段外徑D4相等，且所述補償段和內(nèi)撐固定段均與不銹鋼襯管內(nèi)徑Cltl采用間隙配合； 所述補償段長度L >不銹鋼襯管與碳鋼覆管的長度差U，補償段的最小外徑D3 <不銹鋼襯管的內(nèi)徑Cltl，且L和D3的關(guān)系滿足公式⑴: L/(D2-D3) =b/(2Xa) (I) 公式(I)中，b是焊焊 縫在不銹鋼襯管面上的焊角尺寸，a是堆焊焊縫在碳鋼面上的焊角尺寸； 所述射線檢測輔助成像裝置的內(nèi)徑Dtl ( D3-1mm ； 步驟2，將射線檢測輔助成像裝置的補償段嵌入雙金屬復合管襯管內(nèi)，直至不能嵌入為止; 步驟3，透照布置；將焊縫標識置于射線檢測輔助成像裝置防邊蝕段的外壁上，將像質(zhì)計置于射線檢測輔助成像裝置補償段的內(nèi)壁，將膠片貼合在堆焊焊縫外壁，并使膠片覆蓋堆焊焊縫外壁和所有的焊縫標識；將X射線機放置在射線檢測輔助成像裝置的軸線上，并正對堆焊焊縫； 步驟4，確定透照厚度T和焦距F， 通過公式(2)確定透照厚度T T = ((D2-D0) +(屯-屯雜(2) 公式(2)中，T是透照厚度，D2是補償段的最大外徑，D0是射線檢測輔助成像裝置的內(nèi)徑，Cl1是不銹鋼襯管的外徑，d0是不銹鋼襯管的內(nèi)徑； 通過公式(3)確定焦距F F = a+c^/2 (3) 公式(3)中，F(xiàn)是焦距，a是堆焊焊縫在碳鋼面上的焊角尺寸，Cl1是不銹鋼襯管的外徑；步驟5，根據(jù)透照厚度T和焦距F確定X射線機的透照參數(shù)，所述的透照參數(shù)包括管電壓、管電流和透照時間；所述透照參數(shù)在所選用的X射線機的曝光曲線上根據(jù)焦距查詢；步驟6，實施透照；啟動X射線機，按照已確定的透照參數(shù)和透照布置進行透照； 步驟7，暗室處理膠片；按照常規(guī)方法對透照得到的膠片進行處理； 步驟8，底片評定；所述底片評定為根據(jù)焊縫驗收標準，通過底片上的焊縫影像來評定焊縫質(zhì)量。
2.如權(quán)利要求1所述雙金屬復合管管頭堆焊焊縫的射線檢測方法，其特征在于，所述補償段最大外徑D2和內(nèi)撐固 定段外徑D4與不銹鋼襯管內(nèi)徑Cltl之間間隙配合的公差等級為IT7~11級。
【文檔編號】G01N23/04GK104034742SQ201410268207
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】劉許龍, 符建峰, 李小進, 安宏慶, 陳平, 黃向斌, 劉曉菊, 陳遠東, 馮越, 閆冬梅, 岳彩榮, 鹿瀟 申請人:西安航天動力機械廠