摘要：电建锅炉受热面主要是管径小于76mm的的焊口，简称小管径焊口，采用的对接形式的连接。射线检验透照的方法常采用双壁双投影一次椭圆成象，评定焊口质量等级时，对缺陷性质的识别尤为重要，本文浅谈对小径管焊口中的常见的几种比较难掌握的缺陷（未焊透、未熔合、内凹）的识别分析条件以及如何对其准确判断和定性的方法。
关键词：小管径；缺陷；分析；评定
一、前言
众所周知，射线检验虽然具有缺陷显示直观、记录可以长久的保存等特点。但是对焊缝缺陷的识别分析、判断 定性是比较关键的环节，尤其是对危害性缺陷的识别和判定尤为重要。在小径管射线检验底片的评定时，由于其投影成象的特殊性，识别小径管焊口中常见的缺陷：未焊透、未熔合、内凹的影象比较难掌握，所以，掌握判定要点是十分必要的。了解缺陷的形成原因、产生的位置、影象形状、投影的几何原理等综合因素是一个底片评定人员必须掌握的知识[1]。
二、小管径常见缺陷的概念和产生原因
2.1 未焊透的概念是“焊接时接头的根部未完全 熔透的现象”，对小径管焊缝而言只有发生在内表面根部的未焊透。产生的原因主要有：坡口角度小，根部间隙过窄或钝边过厚，焊接规范选择不当电流过小、线能量小、焊接速度过快等。
2.2 未熔合的概念是“焊接时，在焊缝金属与母材之间或焊道金属之间未完全熔化结合的部分”，可分为坡口未熔合、层间未熔合、焊缝根部未熔合。产生的原因主要有：焊接电流过小，焊接速度过快，熔池冷却速度快；施焊过程中焊条、焊丝、焊具或火焰偏于坡口一侧，焊接电弧吹偏，使母材或前一层焊道金属未得到充分熔化；坡口有油、锈和脏物等，焊接时熔池的温度达不到要求，未能将其熔化产生的夹层。
2.3 内凹又称根部收缩，概念是“由于对接焊缝根部收缩造成的浅的沟槽”。在焊缝根部形成的低于母材表面的低洼部分。所以，通常电力行业对连续的内凹称为塌腰。产生的原因主要有：焊接时熔池过大，温度高，表面张力减小，铁水下坠；焊接速度慢，焊条角度不合适。许多内凹是由于息弧时焊条未作短时间停留所造成的。
三、小管径椭圆成象投影分析
射线照相就是通过投影把具有三维尺寸的焊口（包括其中的缺陷）投射到胶片上转化为只有二维尺寸的图象，由于射线源、焊口（缺陷）、胶片三者之间相对位置和角度的变化，会使底片上的影象与实 际物体的尺寸、形状、位置有所不同，常见的情况有以下几种：
3.1放大
影象放大是指底片上的影象尺寸大于物体的实际尺寸。由于焦距比射源尺寸大很多，射线源可视为“点源”，照相投影可视为‘中心透影’。如图3-1所示，影象放大程度与L1和L2有关。放大率的计算公式：
M=（L1+L2 ）/L1
一般情况下 L1>>L2，所以，影象放大并不明显，底片评定时一般不考虑缺陷尺寸放大的影响，但是，对于小径管焊口一次椭圆成象上焊缝有时需要考虑缺陷的放大情况。
3-1 缺陷透视时的放大与畸变
3.2畸变
对于同一物体，正投影和斜投影所得到的影象形状不同，如果正投影得到的影象视为正常，则认为斜投影的影象发生了畸变。实际照相中，影象畸变大部分是由于透射线和投影面不垂直的斜投影造成的。此外，当’投影面不是平面时（胶片弯曲），也会引起或加剧畸变。球形气孔在斜投影中畸变影象为椭园形，裂纹影象有时会畸变为一个有一定宽度的，黑度不明显的暗带。对于小径管一次椭圆成象上焊缝有时需要考虑缺陷的畸变情况。畸变会改变缺陷的影象特征，有时给缺陷的识别和评定带来困难。
3.3重叠
影象重迭是小径管焊口射线照相投影特有的情况，尤其是小径管的一次椭圆成象，由于射线能够穿透物质，焊口对于射线是“透明”的，焊口上下表面的几何形状影象和内部缺陷影象都能在底片上出现，从而造成影象重迭。
射线照相底片上影象重迭的情况有以下几种：焊口上下表面几何形状影象重迭；表面几何形状影象与内部缺陷影象重迭：两个或更多的缺陷影象重迭。在评片时应注意分析不同影像的层次关系。
3.4相对位置改变
小径管焊口一次椭圆射线照相影像的相对位置发生变化。不同的投影角度使焊缝的各点在底片上的投影位置相对改变。焊缝的根部投影到椭圆的内侧，表面焊缝也同样投影到椭圆的内侧。影像位置是判断和识别缺陷的重要依据之一，相对位置改变有时会给缺陷识别和判定带困难，通过观察，推测投影角度，做出正确判断。
四、小管径缺陷的评定要点及缺陷特征
在评定缺陷时，我们评片人员从底片上能够获得的不仅仅是缺陷情况，还能了解到一些焊口结构，几何尺寸、表面状态等方面的情况，在评定时应该根据这些情况综合评定，才能做出正确的判断。
通览底片时的影象分析要点：区分手工电弧焊、全氩弧焊、还是氩弧打底电焊盖面等；区分环焊缝是水平固定，垂直固定或 45º倾斜固定，分辨平焊、立焊、横焊或仰焊的位置；认清焊缝余高边缘，热影响区范围；判断投影是否偏斜，认清焊缝上缘和下缘以及根部的位置；认清焊接方向，估计结晶方向，查找起弧和收弧位置；了解焊口厚度，判断焊口厚度变化情况，大致判断清晰度、对比度、黑度的大小和成像质量水平，考核底片质量是否满足标准规定的要求[2]。
小管径缺陷分析要点：首先注意的是影象形状、尺寸、黑度，除此以外，还应作下列观察与分析：根据影象在底片上的位置以及影象特征、结合投影关系，推测其在焊缝中的位置，是在根部、坡口还是表面，是在焊缝中还是热影响区附近；注意影象的延伸方向的规律性。例如：未熔合，未焊透等沿焊缝纵向，咬边、内凹的轮廓与焊缝表面波纹相吻合；除了照相工艺条件影响清晰度外，还应根据小径管厚壁与薄壁中影象清晰程度的差异、缺陷和某些伪缺陷清晰度差异、内部缺陷和表面缺陷轮廓清晰度的差异等[3]。
小管径缺陷的主要特征：1、未焊透的典型影象是沿着焊缝走向的细直黑线，两侧轮廓都很整齐，为坡口钝边痕迹，宽度约等于边间隙宽度。有时坡口钝边有部分熔化，影象轮廓就变得不很整齐，线宽度和黑度局部发生变化，但要能判断是处于焊缝根部的线性缺陷，仍判定为未焊透。 未焊透在底片上处于焊缝根部的投影位置，一般在焊缝中部，因透照偏、焊偏等原因也可能偏向一侧。未焊透呈断续或连续分布，有时能贯穿整个焊口。2、根部未熔合在底片上的位置应是焊缝根部的投影位置， 一般在焊缝中间， 因坡口形状或投影角度等原因也可能偏向一边。 根部未熔合的典型影象是一条一侧直黑线带，线的一侧轮廓整齐且黑度较大，为坡口钝边痕迹，另一侧轮廓可能较规则也可能不规则； 坡口未熔合的典型影象是连续或断续的黑条， 宽度不一， 长短不一，黑度不均匀，一侧轮廓较齐黑度较大，另一侧轮廓不规则，黑度较小，在底片上的位置一般在焊缝椭圆内侧至边缘的 1/2 处，沿焊缝纵向延伸；层间未熔合的典型影象是黑度不大的块状阴影，形状不规则，如伴有夹渣时，夹渣部位的黑度较大。 3、内凹都发生在焊缝的根部，底片的位置处于椭圆内侧的仰脸部位；有点状和带状（塌腰）周围轮廓没有直边，中部黑度较大逐渐向边缘减小，点状的轮廓比气孔明显；带状（塌腰）的形状轮廓比未焊透影象不明显[4]。
五、结论
正确评定小管径常见缺陷一次椭圆射线照相底片上的影象，应该注意：
1、熟悉和了解焊接工艺及热处理相关知识，能掌握缺陷产生的机理；
2、熟悉和了解透照工艺的布置特点，来分析和识别缺陷的形成和变化特点；
3、在评片的过程中不断积累经验，能准确的排出非缺陷影响的干扰。
参考文献：
[1]《射线检测》锅炉压力容器无损检测Ⅱ级培训教材.
[2]JB/T4730-2OO5压力容器无损检测.
[3]DL/T 821-2002钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程.
[4]《射线检测》.强天鹏.云南科技出版社.
作者简介
肖浩文（1989-10-14），男，汉族，籍贯：湖南岳阳，当前职务：质量部工程师，当前职称：助理工程师，学历：大学本科，研究方向：无损检测。
论文作者:肖浩文
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/13
标签：影象论文; 缺陷论文; 底片论文; 根部论文; 射线论文; 位置论文; 畸变论文; 《电力设备》2018年第18期论文;