X射线技术在长输管道无损检测中的技术要点.pdf

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1、X射线技术在长输管道无损检测中的技术要点吴启富(庆阳长庆工程检测有限责任公司)摘要：长输管道的特点表现为焊口多、管道距离长以及输送的压力较大，所以对于长输管道进行无损检测是相当重要的，目前使用较为普遍的是利用x射线技术管道爬行器对其进行无损检测，而在实际检测中，影响x射线检测的因素则包括管道直径、曝光等各类原因，所以对于利用x射线技术的检测方法进行技术要点的分析与掌握是非常重要的。本文通过X射线技术概述及其技术要点进行简单论述。关键词：X射线；长输管道；无损检测；技术要点中图分类号：T璩16+．1文献标识码：B文章编

2、号：1672—401l(2012)03一0075—02O前言随着我国油气资源需求日益增加，管道运输也逐渐成为油气运输的主要方式之一，长输管道的建设长度与投资成本也将呈现高增长的态势。而由于长输管道的工作环境的特殊性，地形塌陷、沉降以及来自外部的应力或是腐蚀会使长输管道出现损伤并埋下安全隐患，甚至酿成安全事故。所以应用x射线技术对长输管道进行无损检测是非常有必要的。1X射线技术概述X射线检测技术是目前被广泛应用的长输管道无损检测技术之一，主要检测对象是焊接件及铸件，而且这种检测技术对测件表面粗糙度以及形状都没有特别严格

3、的要求，是最先被应用在检测管道焊缝上的。当前x射线检测技术随着科学技术的快速发展，为减少因射线对人体造成的危害以及相应的工作强度，自动化或半自动化的x射线管道爬行器应运而生，它对长输管道中的体积类缺陷，比如疏松、夹渣或气孑L等各类问题的检测表现出的灵敏度极高。利用X射线技术管道爬行检测器的检测工作原理见图1。图1X射线管道爬行器透照示意图而必须满足一些相应的条件才能充分利用X射线进行长输管道无损检测，如环焊缝余高以及黑度范围，前者数值应小于2．0，而后者底片黑度的范围值应在1．5～4．O之间，且测件表面至x射线源的距

4、离L1应满足公式：厶≥10d鼋，3式中，d为射线源的焦点尺寸；而k为胶片到测件表面的距离。利用这种方法对长输管道进行无损检测的优点在于：可调整曝光量，从而对底片上的黑度范围进行有效控制，拍摄出的底片呈现均匀的黑度；灵敏度较高且对于检测横向裂纹非常有利。2X射线技术在长输管理无损检测中的要点首先应正确认识长输管道直径与x射线管散射角之间的关系，见图2。目前普遍采用的x射线机产生周向幅射线并检测长输管道的环焊缝是利用平面阳极靶实现的。但是平面阳极靶方式所产生的辐射角B却较小，与250左右的国产x射线管不相符合。所以当处于

5、较小焦距的条件时，对X射线检测的几何条件及透照范围等因素的控制较为困难。图2射线管散射角与管道直径的对应关系同时，结合实例作进一步说明，利用x射线管道爬行器对∞25×12mm外径的管道环焊缝，设其平面阳极靶产生的25。的有效辐射角B。以船a=(∥2)／r公式进行计算，其中a=肥，L为有效的辐射宽，而r为管道的半径。通过计算结果显示，有效辐射宽度计算结果为72mm，如果在实际操作中，利用80Ⅱ珊宽的胶片，均匀透照两侧及焊缝就需要精确定位爬行器的位置。其次通过对选择胶片影响透照质量因索、散射线影响透照质量因素、射线线质与

6、曝光量影响透照质量因素、影响径向的定位精度因素、影响轴向的定位精度因素进行分析及解决，从而进一步说明x射线技术在长输管道无损检测中的技术要点。选择胶片：在进行x射线进行检测时普遍使用的是低曝光、短焦距的透照，这样对底片的要求就较高，其中主要包括较低的感光度以及较细的颗粒度。因此在x射线进行检测时，应尽量选择爱克发Iy7型的胶片或与其属于同类型的胶片为宜。散射线：在利用x射线进行实际检测过程中，地表散射线对于胶片影响的程度与地表一管道高度间距呈反比，即高度越小，则影响越大。如果在实际检测中使用了不适当的防护措施，就将导

7、致灰雾度在底片上的程度加剧，从而对评定底片造成影响。而对于这方面的问题，可以对背散射防护利用厚度约1mm的铅板，就能够有效解决散射线的问题。射线线质：射线线质根据爬行器型号的不同而不同，通常其射线线质有低端与高端两类，在实际操作中，应按透照对象的特点以及性质合理进行选择。目前所遵照的选择原则为在射线穿透能力足够的基础之上，射线线质能量越低越好；另外，因透照特点为曝光时间短及焦距小，所以为了使底片黑度保持良好，应对近阶段管道爬行器曝光曲线图进行制作，从而对透照质量进行有效把控。径向精度影响因素：如果沿径向的射线源出现较

8、大的误差，则会导致同一底片出现分布不均匀的黑度现象，即较大黑度的一侧焦距较小，较小黑度的一侧焦距则较大，从而影响评定底片的质量。要解决这个问题，则需使射线源固定系统能够向上下左右各个方向进行自由调节，从而保证射线源始终定位在圆心位置。轴向精度影响因素：造成轴向精度影响的原因众多，包括上下坡时惯性及重量、刹车系统老化或磨损、电子系统稳定性以及是否