摘要：我國(guó)已經(jīng)將Se75γ射線探傷技術(shù)引進(jìn)到了設(shè)備安裝質(zhì)量檢測(cè)當(dāng)中，一般的薄壁小型球形儲(chǔ)罐質(zhì)量檢測(cè)要進(jìn)行100%RT的探傷。目前的X射線探傷技術(shù)，不但需要的探傷時(shí)間長(zhǎng)，效率低，而且工作量非常大。Ir192進(jìn)行全景曝光，其底片的靈敏度不夠高，而Se75靈敏度高于Ir192，并且Se75的適用厚度范圍正好彌補(bǔ)Ir192。所以對(duì)Se75γ射線探傷技術(shù)在薄壁小型球形儲(chǔ)罐質(zhì)量檢測(cè)方面的研究具有非常重要的價(jià)值。本文結(jié)合中海殼牌南海石化惠州乙烯環(huán)氧乙烷/乙二醇項(xiàng)目的兩個(gè)360m3球形儲(chǔ)罐Se75雙源γ射線全景曝光檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)薄壁小型球形儲(chǔ)罐射線檢測(cè)的特點(diǎn)，進(jìn)行了試驗(yàn)對(duì)比及其研究，分析總結(jié)了應(yīng)考慮的技術(shù)問(wèn)題。以便以后具有借鑒之意義。
　　關(guān)鍵詞：薄壁小型球形儲(chǔ)罐；Se75；全景曝光；檢測(cè)
　　
　　1. 引言
　　本世紀(jì)Se75γ射線探傷已經(jīng)被引進(jìn)到了我國(guó),首先已被我國(guó)電建施工單位進(jìn)行適用性分析、研究及其試用,已取得了非常不錯(cuò)的效果。Se75γ射線探傷技術(shù)在國(guó)外研究應(yīng)用起步比較早,所以我國(guó)現(xiàn)在正處于研究及其推廣的階段。國(guó)家電力還專門在2000年5月組織了一大批的無(wú)損檢測(cè)專家對(duì)Se75γ射線探傷試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行深入的討論、分析及其評(píng)價(jià)。專家們一致認(rèn)為：Se75γ探傷在鍋爐壓力容器、薄壁小型球形儲(chǔ)罐等行業(yè)射線檢測(cè)中,應(yīng)用前景非常廣闊。隨后電力行業(yè)的電站焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)在2001年4月將上述的研究成果納入到了電力行業(yè)射線檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的條文進(jìn)行了修改,還專門增加“關(guān)于壁厚為4mm-10mm范圍的管子對(duì)接接頭宜采用Se75γ射線探傷中引進(jìn)了Se75γ射線進(jìn)行透照”的內(nèi)容。
　　在薄壁小型球形儲(chǔ)罐設(shè)備安裝檢測(cè)中，因其小徑管布置非常緊密,管子與管子之間間距很小,并且很多的部位沒(méi)有辦法采用傳統(tǒng)的X射線進(jìn)行透照檢驗(yàn)。并且因?yàn)楣て谝�求緊,且該薄壁小型球形儲(chǔ)罐的面焊口都是Ⅰ類的焊縫,同時(shí)要求無(wú)損探傷檢驗(yàn)比例為100%,RT檢驗(yàn)比例實(shí)際是100%,所以需要一種既能滿足透照靈敏度要求,而且能對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)有很好適應(yīng)性,且能滿足工程施工進(jìn)度要求的射線源組合。其周圍的環(huán)境,空氣潮濕且富含氯離子,對(duì)焊材與焊接工藝、無(wú)損檢測(cè)都提出了更嚴(yán)格的要求。而Se75雙源γ射線全景曝光檢測(cè)技術(shù)正好可以達(dá)到上述條件。薄壁小型球形儲(chǔ)罐Se75雙源γ射線全景曝光檢測(cè)的研究非常有必要。
　　2. 工程概況
　　中海殼牌南海石化惠州乙烯環(huán)氧乙烷和乙二醇項(xiàng)目的兩個(gè)360m3球形儲(chǔ)罐，其儲(chǔ)罐的壁厚為16mm，所用的材質(zhì)為：16MnR，直徑是880cm。在對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行Se75雙源γ射線全景曝光檢測(cè)過(guò)程中，共拍攝了底片725張，底片合格率為100%。同時(shí)使用的射線源強(qiáng)度均為50Ci，曝光所需的時(shí)間是3小時(shí)。Se75雙源γ射線全景曝光檢測(cè)中，透照方式采用了雙壁-雙影橢圓成像的傾斜的透照方式;其射線源為Se75，所用的膠片是AgfaC7型膠片;另外還有具有增感作用的屏敏度和影像清晰度的設(shè)施。其進(jìn)行的對(duì)比試驗(yàn)，具體介紹如下：
　　射線源：Ir192γ源焦點(diǎn)尺寸是0.3cm×0.3cm,放射性活度是27居里,所采用Se75射線源焦點(diǎn)尺寸也是0.3cm×0.3cm,所不同的是放射性活度是52居里。膠片、背散射線和增感屏屏蔽：Se75、Ir192透照分別采用AgfaC7和AgfaD4的兩種膠片和0.10mm/0.16mm、0.05mm/0.16mm、0.16mm/0.16mm的三種鉛箔增感屏的組合,所采用的背襯是2mm的鉛板。采用的小徑管雙壁雙影橢圓透照,其焦距是45cm,其黑度在1.8~3.5的范圍內(nèi)。所用的顯定影液是天津配方,其顯影溫度是20℃,所用的時(shí)間5分鐘。最后采用兩種射線源、兩種膠片、三種增感屏的組合、三種不同規(guī)格試件以及線型像質(zhì)計(jì)和特定缺陷(如氫弧焊接頭搭接未熔合和氣孔)在焦距45cm時(shí)的進(jìn)行照,觀察底片上像質(zhì)的指數(shù)和特定缺陷清晰程度,結(jié)果及其分析具體見(jiàn)下節(jié)。
　　3. 對(duì)比試驗(yàn)的結(jié)果及其分析
　　3.1增感屏厚度不同的對(duì)比
　　經(jīng)過(guò)觀察和分析由Se75源與AgfaC7和AgfaD4膠片以及不同厚度的增感屏組合拍攝的底片情況,對(duì)比分析了不同厚度增感屏對(duì)底片影像質(zhì)量的影響。從試驗(yàn)結(jié)果中可看出,三種不同厚度的增感屏厚度變化對(duì)底片靈敏度及其特定缺陷的清晰程度影響很小,其Se75和AgfaC7、Se75和AgfaD4型的膠片同0.05mm/0.16mm鉛箔增感屏組合的靈敏度稍微強(qiáng)優(yōu)些,其次是為Se75源和AgfaC7型膠片同0.1mm/0.16mm、0.16mm/0.16mm鉛箔增感屏的組合,然后是Ir192和AgfaD4型膠片同0.05mm/0.16mm鉛箔增感屏的組合,而Ir192于AgfaC7型膠片的組合效果比較差。
　　3.2關(guān)于缺陷的清晰程度對(duì)比分析
　　經(jīng)過(guò)觀察底片上缺陷影像輪廓及其細(xì)節(jié),比較分析了不同射線源和膠片組合所拍攝的清晰度�？勺R(shí)別程度就是細(xì)節(jié)的清晰度,它不僅僅取決于固有的清晰度和幾何的清晰度,并且和底片的梯噪比(梯度/顆粒度的比值)有關(guān)密切的關(guān)系。
　　3.3關(guān)于射線源與膠片組合系統(tǒng)的靈敏度對(duì)比分析，
　　從試驗(yàn)結(jié)果可知,Se75與AgfaD4型膠片組合和0.05mm/0.16mm鉛箔增感屏組合,Se75與AgfaC7型膠片組合與0.05mm/0.16mm鉛箔增感屏的組合,二者的靈敏度相當(dāng),并且其的靈敏度符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于照相靈敏度的要求,Se75與AgfaD4膠片組合、Se75、AgfaC7膠片組合的靈敏度均優(yōu)于Ir192與AgfaD4型膠片的組合。綜上所述，Se75源和AgfaC7型膠片組合可檢范圍要優(yōu)于X射線。
　　4. Se75雙源全景曝光時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題及其結(jié)果
　　關(guān)于幾何的清晰度：據(jù)壓力容器的安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程要求，球形儲(chǔ)罐射線照相技術(shù)等級(jí)采用AB級(jí)，同L1≥10dfL22/3(其中的L1為射線源于工件表面的距離，df是焦點(diǎn)的尺寸)，符合要求的最大焦點(diǎn)尺寸為df≤L1/（10L22/3），由于其中L2=16mm，所以Ug=0.25,又因L1=44m，所以其滿足幾何的清晰度要求的所允許的全景曝光使用的最大焦點(diǎn)尺寸dfmax=6.93cm.
　　關(guān)于射線源布置：符合標(biāo)準(zhǔn)透照幾何條件要求及降低照盲區(qū)面積的布置見(jiàn)圖1中所示。其實(shí)際焦點(diǎn)尺寸df實(shí)際等于源的有效尺寸加上B源的有效尺寸+AB源的相隔間距S，必須要滿足的條件是df實(shí)際≤dfmax≤L1/（10L22/3）。
　　φ25
　　
　　
　　
　　圖1放射源布置圖
　　關(guān)于曝光時(shí)間需要注意的問(wèn)題：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，其中γ射線的照相黑度范圍是2.0～4.0,這樣Se75曝光的時(shí)間可根據(jù)公式（1）進(jìn)行計(jì)算求得。
　　t=KF2•2T/T1/2/A(1)
　　式中；K為曝光的常數(shù)，按照試驗(yàn)中在黑度為2.0時(shí)的取值0.16，同時(shí)使用愛(ài)克發(fā)D4型膠片；F—射線到膠片的距離，cm；A—活度，Ci；t—曝光時(shí)間，T—透照厚度，mm；T1/2—半值層，mm。式（1）中的曝光常數(shù)半價(jià)層T1/2、K必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。關(guān)于Se75源和用愛(ài)克發(fā)D4型膠片，其底片黑度在2.1-2.3范圍時(shí)經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定K是0.16,半價(jià)層T1/2等于1cm。
　　關(guān)于應(yīng)用結(jié)果討論：采用A,B兩個(gè)源曝光時(shí),最大焦點(diǎn)尺寸為2.5+2.5+13=18＜dfmax,滿足幾何不清晰度要求。底片焊縫黑度取D=2.3,由曝光時(shí)間t=3h,非射線工作人員安全距離RX=60m.因曝光頭上的絲帽等支撐金屬遮擋,射源輸出導(dǎo)管下部存在曝光盲區(qū),盲區(qū)角度為α=tg-112.5/150=4.8°,但對(duì)其進(jìn)行分布曝光，即進(jìn)行六次間斷曝光，按下人孔法蘭孔數(shù)將曝光時(shí)間分為六段，然后進(jìn)行間斷性曝光，因而全景曝光中沒(méi)有盲區(qū),因此盲區(qū)對(duì)焊縫曝光無(wú)影響.底片像質(zhì)計(jì)靈敏度識(shí)別絲號(hào)14#(0.16),高于規(guī)定值12#(0.32)。背散射監(jiān)測(cè)用B形標(biāo)記在影像底片上未見(jiàn).
　　5. 結(jié)論
　　通過(guò)上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析表明：改善γ源射線成像質(zhì)量的一個(gè)有效方法是使用梯度比等級(jí)更高的膠片,即本次透照采用愛(ài)克發(fā)D4膠片,得到底片像質(zhì)計(jì)靈敏度高.該方法的幾何的清晰度、底片黑度、背散射及測(cè)試結(jié)果均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此對(duì)小型薄壁球型儲(chǔ)罐雙Se75源γ射線全景曝光檢測(cè)應(yīng)用可行,并且還能提高低活度源利用率,降低檢測(cè)費(fèi)用，縮短安全距離，最重要是獲取比較理想的底片。Se75γ射線穿透力強(qiáng),透照厚度范圍大,透照靈敏度較高,并且具有小的缺陷檢出率較高，工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。
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