閥門是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，其品種和規(guī)格繁多，用途極為廣泛，無論是石油、石化、冶金、電力、國防、核能，還是交通運(yùn)輸、城市建設(shè)、人民生活等。一旦閥門質(zhì)量不合格，發(fā)生泄漏或破裂，極易引起火災(zāi)、爆炸、中毒、污染等事故，造成重大傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。閥門鑄鋼件的射線檢測是鑄鋼閥門質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)，因此，檢測標(biāo)準(zhǔn)的正確理解及應(yīng)用十分重要。

閥門鑄鋼件的射線檢測標(biāo)準(zhǔn)

鑄鋼件的射線檢測標(biāo)準(zhǔn)中，國標(biāo)閥門采用最多的是JB/T6440《閥門受壓鑄鋼件射線照相檢測》，美標(biāo)閥門采用最多的是ASME B16.34《法蘭、螺紋和焊接端連接的閥門》。

■ 檢測技術(shù)等級

JB/T6440規(guī)定了檢測技術(shù)等級，分為A級、AB級和B級。不同的技術(shù)等級，其關(guān)于膠片類別、增感屏、放射源和高能X射線的透照厚度范圍、射線源到工件表面的最小距離、曝光量、黑度、像質(zhì)計(jì)靈敏度的要求不相同。而ASME B16.34及ASTM E94沒有相關(guān)規(guī)定。

■ 膠片類別

JB/T6440規(guī)定，A級或AB級檢測技術(shù)最低要求采用T3類膠片，B級檢測技術(shù)最低要求采用T2類膠片。利用γ射線檢測裂紋敏感性大的材料時(shí)，最低要求采用T2類膠片。而ASME B16.34規(guī)定，膠片粒度要等于或細(xì)于ASTM E94中的2(II) 型。

■ 增感屏

JB/T6440詳細(xì)規(guī)定了不使用增感屏或使用金屬增感屏?xí)r不同能量的X射線和不同的放射源所對應(yīng)的增感屏材料和厚度。ASME B16.34沒有相關(guān)規(guī)定，ASME E94僅描述了前后鉛屏的作用，規(guī)定了γ射線檢測時(shí)前屏的最小厚度，Ir192源為0.13mm，Co60源為0.25mm。

■ 透照厚度范圍

JB/T6440規(guī)定了常規(guī)X射線不同透照厚度時(shí)的最高管電壓，及不同檢測技術(shù)等級采用γ射線源和不同能量的高能X射線適用的透照厚度范圍。ASME B16.34沒有相關(guān)規(guī)定，ASME E94僅描述了射線能量對成像質(zhì)量的影響，即一般情況下能量越低所獲得的圖像對比度越好。

■ 射線源到工件表面的最小距離

JB/T6440通過規(guī)定射線源到工件表面的最小距離來控制幾何不清晰度。不同檢測技術(shù)等級，射線源到工件表面的最小距離不同：
A級檢測技術(shù)：f≥7.5dt^2/3；AB級檢測技術(shù)：f≥10dt^2/3；B級檢測技術(shù)：f≥15dt^2/3；

式中：f—射線源至工件表面距離；d—有效焦點(diǎn)尺寸；t—透照厚度。
只要底片質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求，采用中心內(nèi)透法時(shí)，f值可以減小，但減小值不得超過規(guī)定值的50%；采用偏心內(nèi)透法時(shí)，f值可以減小，但減小值不得超過規(guī)定值的20%。
而ASME E94直接規(guī)定了幾何不清晰度，其公式為：U_g=Ft/D_o；

式中：U_g—幾何不清晰度；F—有效焦點(diǎn)尺寸；t—工件射線源一側(cè)到膠片的距離；D_o—射線源至工件表面距離。

■ 曝光量

JB/T6440規(guī)定，X射線照相，當(dāng)焦距為700mm時(shí)曝光量的推薦值為：A級和AB級檢測技術(shù)不小于15mA.min；B級檢測技術(shù)不小于20mA.min。采用γ射線透照時(shí)，總的曝光時(shí)間不得少于輸送源往返所需時(shí)間的10倍。而ASME B16.34及ASTM E94沒有相關(guān)規(guī)定。

■ 黑度
底片黑度的要求的對比請見表1。

JB/T6440還規(guī)定，透照截面厚度變化大的鑄件時(shí)，AB級最低允許降至1.5；B級最低可降至2.0。雙片疊加觀察法僅限于A級技術(shù)。對于黑度＞4.0的底片，如果有檢定報(bào)告證明觀片燈的亮度能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，允許進(jìn)行評片。

■ 像質(zhì)計(jì)靈敏度

像質(zhì)計(jì)靈敏度的要求見表2。

閥門鑄鋼件的射線透照工藝

JB/T6440和ASME B16.34都規(guī)定，在可以實(shí)施的情況下應(yīng)選用單壁透照方式。只有在單壁透照無法實(shí)施的情況下，才允許采用雙壁透照方式。

選擇透照方式時(shí)，除了必須考慮上述檢測標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)等級、透照厚度、射線源到工件表面的最小距離、黑度、像質(zhì)計(jì)類型及靈敏度等因素外，還應(yīng)綜合考慮：客戶要求、閥門結(jié)構(gòu)及檢測部位、內(nèi)徑及壁厚、操作可行性及檢測設(shè)備的情況等。因此，閥門鑄鋼件選擇透照方式時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

1. 當(dāng)閥門內(nèi)徑較大、源到工件的距離和檢測靈敏度滿足標(biāo)準(zhǔn)中心內(nèi)透的要求時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用中心內(nèi)透法，這時(shí)透照厚度差最小、缺陷檢出率較高，而且周向曝光的檢測效率也最高；
2. 當(dāng)上述條件不滿足標(biāo)準(zhǔn)中心內(nèi)透但滿足偏心內(nèi)透的要求時(shí)應(yīng)選用偏心內(nèi)透法；
3. 內(nèi)透法無法實(shí)施時(shí)應(yīng)選用單壁外透法，這時(shí)應(yīng)通過增大焦距來減小透照厚度差；
4. 對于法蘭根部缺陷的檢測，考慮到內(nèi)透法可能造成的漏檢，宜采用單壁外透法來檢測；
5. 對于難以實(shí)施單壁透照法的3in.以下的小口徑閥門，允許使用雙壁透照法，且至少應(yīng)在相互垂直的方向上各照一次；
6. 對于某些常規(guī)透照方式可能漏檢的部位，經(jīng)合同各方商定后，可適當(dāng)增加透照次數(shù)或透照方向。

閥門鑄鋼件的射線底片評定

射線底片評定應(yīng)包括底片質(zhì)量的評定和鑄件缺陷的評定。只要在底片本身的質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)的前提下才能進(jìn)行鑄件缺陷評定。

■ 底片質(zhì)量的評定

底片上的識別和定位標(biāo)記影像應(yīng)顯示完整、位置正確。定位標(biāo)記應(yīng)與透照工藝的示意圖核對，確保檢測區(qū)域全覆蓋。底片黑度應(yīng)滿足1.7條的規(guī)定。像質(zhì)計(jì)靈敏度應(yīng)滿足1.8條的規(guī)定。底片有效評定區(qū)內(nèi)不應(yīng)有機(jī)械、化學(xué)或其它的污損，以避免產(chǎn)生遮蔽或混淆任何缺陷的影像。

■ 鑄件缺陷的評定

JB/T6440評片時(shí)根據(jù)檢測厚度來確定一個(gè)評定區(qū)的大小，用評定區(qū)來選取最嚴(yán)重的部位，測量不連續(xù)尺寸，將不同尺寸的缺陷換算成不同的點(diǎn)數(shù)，再根據(jù)點(diǎn)數(shù)或長度或面積來評定缺陷等級。ASME B16.34則是用ASTM E446/E186/E280等標(biāo)準(zhǔn)來評定，將底片與參考圖譜對比，進(jìn)而判定缺陷類型和級別。

相較而言，JB/T6440盡管比較繁瑣，但只要評片人員能大致區(qū)分不同缺陷的類型，然后測量和換算，就能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來定性和定級，對評片人員的經(jīng)驗(yàn)要求不高。而ASTM E446/E186/E280等標(biāo)準(zhǔn)和參考圖譜盡管看起來比較直觀，但由于沒有規(guī)定具體缺陷的大小、數(shù)量和面積等的限值，評片人員如果經(jīng)驗(yàn)不足就很容易定性錯(cuò)誤、評定級別不準(zhǔn)確。嚴(yán)重時(shí)可能同一個(gè)缺陷的評定等級相差2個(gè)級別或以上。

以最常用的ASTM E446標(biāo)準(zhǔn)為例，評片時(shí)應(yīng)注意：

a. ASTM E446適用厚度范圍不大于2in.[8mm]，有3卷圖譜，分別適用于不同的射線源：(I) 中等電壓（標(biāo)稱250kV）的X射線；(II) 1MV的X射線和Ir192源；(III) 2 MV~4MV的X射線和Co60源。缺陷分為7大類，分別是A類-氣孔、B類-夾砂和夾渣、C類-疏松（C類又分為4 種，分別用CA、CB、CC、CD表示)、D 類-裂紋、E 類-熱撕裂、F類-內(nèi)冷鐵、G 類-斑點(diǎn)。其中A、B、C 類缺陷是分級的，嚴(yán)重程度從輕到重分為1~5共5個(gè)級別，而D、E、F、G 類沒有分級，所以每卷圖譜各有34張底片。每套圖譜只能與相近能量的射線源得到的底片進(jìn)行比較。
b. 評定時(shí)應(yīng)先定性、后定級。將厚度范圍、能量范圍大致相同的底片與參考圖譜相比較，同面積大小的情況下如果底片缺陷嚴(yán)重程度低于圖譜則合格，反之則不合格；如果底片面積相對較小，則需要按比例縮放。如果有2 種或更多類型缺陷呈現(xiàn)在同一底片上，其主要部分如果不合格，則該產(chǎn)品即為不合格；如果2 種或更多類型的缺陷都達(dá)到最大允許等級，則該產(chǎn)品也不合格；如果存在2 種或更多類型的缺陷，但沒有達(dá)到最大允許等級時(shí)，應(yīng)綜合考慮。
c. 缺陷定性時(shí)應(yīng)注意，實(shí)際評片工作中遇到的缺陷形狀和特征不一定能完全準(zhǔn)確地歸類到標(biāo)準(zhǔn)給出的缺陷類型中。不同材質(zhì)、不同工藝的鑄件，其缺陷形狀和特征往往有一定差距，對于不同的缺陷，應(yīng)參照最有代表性的圖譜來判斷。不同的檢測工藝，對結(jié)果會有一定的影響。
d. 確定缺陷類別后評級時(shí)應(yīng)注意，應(yīng)依據(jù)缺陷的危害性，即缺陷的數(shù)量、大小、方向和分布所決定的對工件性能的損害等，準(zhǔn)確歸類到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的級別上。

此外，評片時(shí)還應(yīng)注意辨別鑄件表面缺陷在底片上的影像，必要時(shí)底片應(yīng)與鑄件表面進(jìn)行對比，避免誤判。影響底片評定的表面缺陷應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)修整，處理不了的應(yīng)進(jìn)行記錄或拍照并在報(bào)告中說明。

結(jié)束語

閥門鑄鋼件射線檢測的常用標(biāo)準(zhǔn)中，JB/T6440標(biāo)準(zhǔn)使用起來比較容易上手，而ASME B16.34引用標(biāo)準(zhǔn)多，應(yīng)用起來較復(fù)雜。所以在執(zhí)行檢測時(shí)應(yīng)充分考慮到兩種標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)，首先要確認(rèn)委托方要求的檢測部位和比例、檢測標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，然后制定合理的透照工藝。執(zhí)行檢測時(shí)如果發(fā)現(xiàn)有不合理的地方，應(yīng)對工藝及時(shí)修正。底片評定時(shí)應(yīng)正確識別是內(nèi)部缺陷還是外部缺陷，合理定性評級?？傊?，應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和閥門的特點(diǎn)，選用合適的檢測技術(shù)，避免漏檢誤判，為閥門質(zhì)量提供保障。

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