氨制冷管道的数字射线检测

丁战武,丁春辉,胡熙玉,何 彬,徐 勇,关志强

(1.沈阳特种设备检测研究院， 沈阳 110036;2.沈阳工业大学 材料科学与工程学院， 沈阳 110023)



氨制冷管道的数字射线检测

丁战武1,丁春辉1,胡熙玉1,何 彬2,徐 勇1,关志强1

(1.沈阳特种设备检测研究院， 沈阳 110036;2.沈阳工业大学 材料科学与工程学院， 沈阳 110023)

采用数字射线检测方法，对氨制冷管道样管的焊接缺陷进行检测，通过将检测结果与样管割管后的实测数据进行对比，得出射线检测能满足氨制冷管道定期检验的可靠性要求，结果对氨制冷管道的定期检验具有重要意义。

制冷管道；数字射线检测；焊接缺陷；可靠性

数字射线检测技术(Digital Radiographic Testing)是能够获得数字化图像的射线检测技术[1-2]，随着近年来冷库事故的频繁发生,其逐渐被应用于冷库制冷压力管道的检验中[3]。其优点是可以在不停机的状态下对带保温层的压力管道进行焊接缺陷检验，减少因停机等给企业带来的损失[4-5]。

2013年国家质量监督检验检疫总局发布关于氨制冷装置特种设备专项治理工作的指导意见(质检特函[2013]61号文件)中明确提出，在用压力管道的定期检验中,低压侧管道埋藏缺陷的检测可以采用射线检测、超声检测、数字射线检测技术。

2015年国家能源局发布了NB/T 47013.11-2015《承压设备无损检测》，这是X射线数字成像检测的行业标准。法规标准的实施为冷库检验时数字射线(DR)检测设备的应用提供了依据。

笔者对氨制冷样管焊接缺陷进行检测，通过将检测结果与样管割管后的实测数据进行对比，得出射线检测能满足氨制冷管道定期检验的可靠性要求，结果对氨制冷管道的定期检验具有重要意义。

图1 DR检测原理示意

1 数字射线检测技术

1.1 基本原理

DR检测原理见图1，由X射线源产生X射线，射线穿过被检测的工件后携带有工件内部的组成信息，并被成像板接收，X射线能量被转换为数字信号，再被转换为数字图像，最终在计算机上显示出来，由显示图像从而判断出工件内部缺陷[6-9]。

1.2 DR检测系统结构

DR检测系统一般由射线机、非晶硅成像板、成像及显示控制单元、计算机软件、电缆、电源线、网线等组成。试验采用GE公司的便携式DR-DXR250C-W探测器,其参数为：平板类型为非晶硅；质量3.5 kg；尺寸(长×宽×高)408 mm×257 mm×25 mm;有效区域面积200 mm×200 mm；像素尺寸200 μm；A/D转换14位；使用温度-20～50 ℃。射线机采用GE公司的ERESCO便携式工业X射线机，参数为：型号ERESCO42MF4；最大管电压200 kV；焦点尺寸3 mm。

2 样管的制备与检测方法

2.1 样管的制备

试验样管采用运行十年以上的某冷库维修改造时更换下来的不同规格的管道管件。样管尺寸如表1所示。

表1 样管尺寸

2.2 样管的检测方法

(1) 对于1#～4#弯头试块，采用双壁双影方式进行透照，焦距600 mm。(2) 透照结束后用DR设备自带的计算机软件对采集的图像进行处理。

具体的DR检测参数为：管电压130 kV;管电流4 mA;曝光时间1.5 s。

3 试验数据分析与对比

3.1 试验数据分析

经过DR设备计算机数字图像处理，得到的图像如图2～5所示。

图2 1#试块DR检测图像

图3 2#试块DR检测图像

图4 3#试块DR检测图像

图5 4#试块DR检测图像

根据图2能识别第14根线型像质计线丝，图像灵敏度满足标准要求，观察焊口，可发现其存在未焊透缺陷，未焊透长度176 mm，下焊口和上焊口未焊透深度分别为1 mm和2.4 mm，同时焊口两侧存在飞溅伪缺陷。由于边蚀情况的存在，测量数据存在较小误差，通过计算放大系数，利用软件测量标尺校准对比试块，得到1#试块管径为φ56.77 mm，直管壁厚为3.63 mm，弯头壁厚为3.73 mm。

根据图3观察焊口形态，可发现其存在未焊透缺陷，未焊透长度178 mm，未焊透深度测量值1.4 mm。由于边蚀情况的存在，测量数据存在较小误差，通过计算放大系数，利用软件测量标尺校准对比试块得到试件管径为φ76.46 mm，直管壁厚3.82 mm，弯头壁厚4.74 mm。

根据图4能识别第14根线型像质计线丝，图像灵敏度满足标准要求，观察焊口，可发现其存在未焊透缺陷，未焊透长度270 mm，未焊透深度0.8 mm。由于边蚀情况的存在，测量数据存在较小误差，通过计算放大系数，利用软件测量标尺校准对比试块，得到3#试块管径为φ90.88 mm，直管壁厚为3.87 mm，弯头壁厚为3.81 mm。

根据图5能识别第16根线型像质计线丝，图像灵敏度满足标准要求，观察焊口，可发现其存在多处圆形缺陷，直径小于1 mm，发现未焊透缺陷，经软件测量未焊透长度4.3 mm，深度1.5 mm。由于边蚀情况的存在，测量数据存在较小误差，通过计算放大系数，利用软件测量标尺校准对比试块得到4#试块管径为φ56.77 mm，直管壁厚为3.63 mm。

3.2 数据对比

通过对试块进行水切割，观察焊接情况并测量焊口(见图6～9)。由图6可见两个焊口都存在一周的未焊透缺陷，与软件分析结果基本一致，按照NB/T 47013-2015评定为Ⅳ级，不符合标准要求。缺陷实测深度分别为1.2 mm和2 mm。

图6 1#被检试块切割图

由图7可见，焊口存在未焊透缺陷，缺陷尺寸与软件分析的结果基本一致，按照NB/T 47013-2015评定为Ⅳ级，不符合标准要求。未焊透缺陷实测值长度174 mm，深度1.2 mm。

图7 2#被检试块切割图

由图8可见，焊口存在一周的未焊透缺陷，与软件分析结果基本一致，按照NB/T 47013-2015评定为Ⅳ级，不符合标准要求。缺陷实测深度2.1 mm。

图8 3#被检试块切割图

由图9可见，焊口存在多处圆形缺陷以及未焊透缺陷，与软件分析结果基本一致，按照NB/T 47013-2015评定为Ⅳ级，不符合标准要求。最严重的未焊透缺陷实测长度为4.5 mm，深度为2.1 mm。

图9 4#被检试件切割图

4 结语

采用DR设备对制冷管道样管进行焊接缺陷检测，分析了某试验样管焊接缺陷，通过对其进行射线检测，发现该缺陷不符合NB/T 47013-2015标准要求，影响管道的使用安全，因此具有检测的必要性。DR设备的准确性和可靠性通过切割样管的实测数据得到了验证，表明DR检测技术能满足氨制冷管道的定期检验工作以及能够满足定期检验的可靠性要求。

[1] 郑世才.数字射线检测技术基本理论[J].无损探伤,2011,35(5):4-9.

[2] 郑世才.射线实时成像检测技术[J].无损检测,2000,22(7):328-336.

[3] 贾强. 氨制冷压力管道不停机全面检验方法研究[J].压力容器,2012,29(5):75-80.

[4] 邵翔.在役氨制冷管道DR检测技术应用[J].石油和化工设备,2015,18(8):63-65.

[5] 陈光,丁克勤,石坤.带保温层管道环焊缝射线数字检测应用研究[J].焊接技术,2012，41(1):46-48.

[6] 陈光,丁克勤,梁丽红.便携式DR与CR成像技术在焊缝检测中的应用[J].无损检测,2009，31(6):494-496.

[7] 黄文大,郭伟灿,强天鹏,等.胶片射线检测与数字射线检测的焊接缺陷检出能力比较[J].无损检测,2015,37(9):30-33.

[8] 韩焱.射线数字成像检测技术[J].无损检测,2003,25(9):468-471.

[9] 李少云,王小伍,高建忠.DR实时成像技术在双面埋弧焊管焊缝检测中的应用[J].焊管,2010,33(2):17-20.

Digital Radiographic Testing of Ammonia Refrigeration Pipes

DING Zhan-wu1, DING Chun-hui1, HU Xi-yu1, HE Bin2, XU Yong1, GUAN Zhi-qiang1

(1.Shenyang Special Equipment Inspection and Research Institute, Shenyang 110036, China;2.School of Materials Science and Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang 110023, China)

The welding defects of the ammonia refrigeration piping will directly threat the pipeline′s integrity. It is the one of the main factors for causing the safety accidents. In the article, DR (digital radiographic) testing method was used to study in the welding defects of ammonia refrigeration piping. And through the comparison verification with the measured data of the sample pipe cutting, it was found that the reliability requirements of the ammonia refrigeration pipeline inspection regularly could be met. And the result was very meaningful for carrying out the ammonia refrigeration pipeline inspection regularly.

Refrigeration pipe; Digital radiographic testing; Welding defect; Reliability

2016-04-28

丁战武(1987-),男,硕士,工程师,主要从事管道检验检测工作。

丁战武， E-mail:dzhanwu@126.com。

10.11973/wsjc201611019

TG115.28

B

1000-6656(2016)11-0083-03