欧洲射线检测最新标准评述.pdf

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1、标 准 化 欧洲射线检测最新标准评述 李 衍 (无锡锅炉厂,无锡 214028) 摘 要 对欧洲标准化委员会制订的有关焊缝射线检测(RT)的方法和质量评定标准作一概 略性评述。指出象质等级,胶片分类,黑度下限,缺陷测高定深、 定位、 定性、 定形的综合考虑,以及 U T与RT要互补,角接焊缝缺陷评定的具体要求等是有别于美、 日标准的最大独特点。对焊缝无 损检测与国际接轨有借鉴。 主题词 射线检验 质量控制 评述 标准 REVIEW OF EUROPEAN RECENT STANDARDSON RAD I OGRAPHI C EXAM INATI ON L i Yan (W uxiBoilerW

2、orks) Abstract The recent radiographic method and quality evaluation standards prepared by European Standardiza2 tion Comm ittee are reviewed.Their major characteristics different from American and Japanese standards are the u2 nique requirement such as i mage quality class, fil m grade, m ini mum d

3、ensity, consideration on flaw height, location, i2 dentification and shaping for acceptance, complementation for RT andU T, criteria for flaw s in filletwelds etc.Itmay be a reference for the NDT of welds . Keywords Radiographic inspection Q uality control Review Standard 编者按 标准是经验的结晶、 技术的升华、 工艺的轨道、

4、 质量的验规。本刊于1998年2月和3 月两期连载了 “欧、 美、 日射线检测最新标准评介”,对世界上三大体系的RT最新标准作了简要介 绍和比较。 本期则对阵容强大的欧联盟欧标委(CEN)近年来制订的有关RT的系列标准,就方法和 评定两部分作一较为具体的评述,对国内有关行业提高和完善NDT技术水平有一定指导作用。 欧洲标准化委员会(CEN)由欧洲联盟的19个 成员国3组成。该组织有两个分会,即CEN?TC 138 无损检测分会和CEN?TC 121焊接分会。近年来, 两分会已一起制订了有关焊缝无损检测的大套系列 标准。1994年CEN?TC 138公布了EN 444- 94金 属材料X射线和射

5、线照相检验通则 1。 同时公布 的配套系列标准有EN 462- 12 5( 丝型、 孔型象质 计和象质值的选定,象质等级,象质值和象质表的实 验评定,影象不清晰度的测定)和EN 584- 95射线 胶片的分类 3。 1997年又公布了EN 1435焊 缝射线照相检验,该标准已将EN 444的大部分和 3包括德国、 英国、 法国、 意大利、 希腊、 奥地利、 瑞士、 卢森堡、 比利时、 捷克、 荷兰、 丹麦、 瑞典、 芬兰、 挪威、 冰岛、 爱 尔兰、 西班牙和葡萄牙。 EN 462的一部分以及有关筒体、 管子环焊缝透照的 补充要求融为一体。 欧洲标准(以下简称欧标)是欧洲联盟成员国的 共同约规

6、。 一经发布,在成员国中即拥有法定的国家 标准地位,而原有标准即告废止。 以下对欧洲射线检测标准进行评述,方法部分 以EN 444为主,而验收部分则以EN 258174为主。 1 RT方法等级 欧标中RT方法按影象质量水平分两种,即A 级:基本法 ;B 级:优化法。B级法适用于A级灵敏度 不够的场合。还有比B级更优的方法,其参数条件 可由订购双方商定。若被检工件要求按B级法透 检,但由于射线源类型或焦距等限制,实际不可能满 足B级法规定的某一条件时,也可按A级法规定的 664 第22卷第10期 2000年10月 无损检测 NDT Vol . 22 No. 10 Oct. 2 0 0 0 199

7、5-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 标准搜搜网 提供各类标准行业资料免费下载 条件进行,但底片最小黑度必须提高到3. 0,或选择 对比度较高的胶片系统。此时所得灵敏度因优于A 级,被检区可视为按B级条件检查。 这里规定了RT方法等级的分类及其适用场 合。特意铺设了允许 “突围” 和灵活处置的 “导轨”: (1)为检出开口窄小的危害性缺陷,必要时还 可采用比B级更优的参数条件(即器材、 能量、 几何 条件更优化,象质水平再提高)。 (2)设备条件受限制,诸如现场透照只有 源, 或某容器直径较小

8、,作周向曝光不能满足B级法要 求L115dfL22? 3, 或只能作双壁单影透照,遇到 这些情况,欧标允许酌情变通,即允许 “以A代B” (可将L1减半 ), 但有一前提,即必须将底片最小黑 度提高到3. 0或选用高对比度胶片系统(胶片+冲 洗条件 ), 以此补偿所谓灵敏度的损失。 一般,提高底片最小黑度Dm in有两重作用,一方 面可提高可用的最小梯度GD,从而提高射线照相对 比度 D(因为 D= 0. 434CsGDx ); 再者可降 低胶片噪声 D(在一定黑度以上 ), 从而提高信噪比 S?N。 由射线照相成象理论可知,在胶片颗粒度(即噪 声)满足基本要求的前提下,射线照相灵敏度是对比

9、度和清晰度的综合结果。但由焦距缩短和能量提高 引起不清晰度增大所造成的灵敏度损失,不能通过 对比度的提高来补偿。因为清晰度是影响裂纹类开 口度较小的平面状缺陷检出灵敏度的关键因素。 2 胶片系统和增感屏 RT胶片系统按EN 584- 1选择(表 1) 。与不同 射线源和能量相应的胶片系统最低可用等级及增感 屏材质、 厚度见表2和表3。 EN 5841是当今世界上有关工业射线胶片系 统分类的第一份较全面而又切合实际应用的标准。 表1 工业射线胶片系统分类(EN584 - 1: 1994 ) 3 系统 等级 最小梯度Gm in 最大颗粒度 (D)max 最小梯噪比 (G ? D)m in D= 2

10、D= 4D= 2D= 2 C1 4. 57. 50. 018300 C2 4. 37. 40. 018270 C3 4. 16. 80. 023180 C4 4. 16. 80. 028150 C53. 8 6. 40. 032120 C6 3. 55. 00. 039100 3D是指D0(片基+灰雾)以上的净黑度。 表2 铝和钛的胶片系统等级和金属屏 射 线 源 胶片系统等级3 A级B级 增感屏类型和厚度?mm 150kV X射线 150250kV X射线 250500kV X射线 169Yb C5 C3 不用屏,或前屏0. 03, 后屏0. 15(Pb) Pb前、 后屏0. 020. 15

11、 Pb前、 后屏0. 10. 2 Pb前、 后屏0. 020. 015 3可使用更优的胶片系统等级。 与以往不同,胶片分类的重要参数是最小梯度Gm in、 最大噪声(D)max和最小梯噪比(G ? D)m in,三个参数 均以净黑度2. 0等为基准。 市售A gfa工业胶片按欧 标分类的特性指标见表4。 由表3可见,按欧标普通级(基本法)RT一般 选用 C5 胶片(如A gfa D7),而高级(优化法)RT大 多推荐两种胶片,即用一定范围的射线能量透照较 大厚度时,推荐选用分类号较大的胶片( C5 或C4, 相当于A gfa D7或D5);透照较小厚度时,推荐选用 分类号较小的胶片( C4 或

12、C3,相当于A gfa D5或 D4) 。注意,A gfa D5和D4胶片达到同黑度所需曝 光时间分别为D7胶片的1. 6和3. 2倍,涉及象质 水平的梯噪比则分别为D7胶片的1. 2和1. 6倍。 对60Co及兆伏级高能X射线,欧标要求对增感 屏材质作特殊考虑。可采用不锈钢、 铜或钽屏,以提 高清晰度和探伤灵敏度。 3 射线能量和穿透厚度范围 欧标规定,对500kV以下的X射线,应尽可能 使用较低的管电压,可获得良好的探伤灵敏度。 对不 同材料、 不同透照厚度所允许的最高管电压值如附 图所示。对兆伏级X射线和 射线,允许穿透的厚 度范围见表5。 射线能量对影象质量三要素(对比度、 清晰度和

13、颗粒度)均有影响。一般在保证穿透力的情况下,选 附图 透照不同材料和厚度所允许的最高管电压 764 李 衍:欧洲射线检测最新标准评述 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 标准搜搜网 提供各类标准行业资料免费下载 表3 适用于钢、 铜和镍基合金透照的胶片系统等级和金属屏 射 线 源 穿透厚度W mm 胶片系统等级 1) A级B级 金属屏类型和厚度?mm 100kV X射线 C5 C3 不用屏或用铅屏(前、 后)0. 03 100150kV X射线 C5 C3 铅屏(前、 后)0. 15

14、150250kV X射线 C5 C4 铅屏(前、 后)0. 020. 15 169Yb 250500kV X射线 50 50 C5 C5 C4 C5 铅屏(前、 后)0. 020. 2 铅前屏0. 10. 2 2) 192Ir C5 C5 C4 C4 铅前屏0. 020. 2 3) 铅前屏0. 10. 2 4) 铅后屏0. 020. 2 3) 铅后屏0. 020. 2 4) 60Co 100 100 C5 C5 C4 C5 钢或铜屏(前、 后)0. 250. 7 5) 14M eV X射线 100 100 C5 C5 C3 C5 钢或铅屏(前、 后)0. 250. 7 412M eV X射线

15、100 100300 300 C4 C5 C5 C4 C4 C5 铜、 钢或钽前屏1 铜、 钢后屏1 钽后屏0. 5 6) 12M eV X射线 100 100300 300 C4 C5 C5 - C4 C5 钽前屏1 后屏不用 钽前屏1 7) ,后屏0. 5 注 : 1) 也可使用更好的胶片系统等级。 2) 若在工件与胶片之间插入0. 1mm附加铅屏,可使用前屏0. 03mm的现成包装胶片。 3) A 级。 4) B级。 5) A级也可用0. 10. 5mm铅屏。 6) 经订购单位商定 ,A 级可用0. 50. 1mm铅屏。 7) 经商定可使用钨屏。 表4 Agfa胶片系统分类数据3 胶片

16、牌号 CEN 分类 梯 度 G2 . 0G4 . 0 颗粒度 2 . 0 梯噪比 G ? D(D = 2) CEN 曝光时间?s 曝光量E mGy( D= 2. 0) D2 C1 5. 29. 10. 0143713222. 3 D3 C2 4. 78. 60. 0162946414. 0 D4 C3 4. 67. 60. 0202321008. 7 D5 C4 4. 47. 60. 0261692004. 6 D7 C5 4. 47. 60. 0311423003. 2 D8 C6 4. 15. 20. 0351144002. 2 3冲洗条件:自动冲洗, G135, 28, 100s。 表5

17、 射线源和 1 M eV X射线 设备允许的穿透厚度范围 射线源 穿透厚度W 1) ?mm A级B级 170Tm 55 169Yb 15 2) 212 2) 192Ir 201002090 60Co 4020060150 14M eV X射线3020050180 412M eV X射线5080 12M eV X射线80 100 注 : 1) 钢、 铜和镍基合金。 2) 对铝和钛,允许透照厚度为 :A 级10mmW 70mm;B级25mmW 5mm。 用较低的能量透照可提高主因对比度,减小固有不 清晰度和量子噪声(颗粒度 ), 从而提高总体灵敏度。 另一方面,射线能量也影响厚度宽容度。 若灵敏度

18、升 高,厚度宽容度必受制约;而厚度宽容度增大,灵敏 度必有损失。所以工业射线照相要针对检测对象和 技术要求,在灵敏度与宽容度之间寻找适当的平衡 支点。如用高级法就比用普通法对灵敏度的考虑多 些,而小径管椭圆成象透照又需对厚度宽容度侧重 些。 又如焊缝与铸件,透照前者的工艺应首先考虑灵 敏度,而透照后者的技术应首先考虑宽容度。 表6比较了不同标准对不同厚度许用的最大X 864 李 衍:欧洲射线检测最新标准评述 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 标准搜搜网 提供各类标准行业资料免费下载

19、表6 EN等标准中不同厚度钢所许用的最高 X射线能量 厚度 T mm EN44494 D I N 5411188 BS260086 ASM E 95 管电压 kV Ui 微 粒中 粒 管电压 kV Ui 管电压 kV Ui 管电压 kV Ui 51380. 061370. 061030. 051830. 08 101780. 081630. 071270. 063300. 13 202700. 112250. 091780. 087000. 21 303500. 132790. 112230. 09 1 1000. 25 404200. 153370. 132740. 11 2 3000. 3

20、3 504800. 173970. 153230. 12 5 5000. 46 射线管电压,还列有相应的固有不清晰度Ui(按常 用Pb增感条件)以供参考。由表6可见,A SM E的 许用厚度宽容度偏大,而BS的许用灵敏度偏高,欧 标则居中。 至于 射线,其穿透厚度上限取决于可得源活 度和实际允许的最长曝光时间,而下限则取决于可 得探伤灵敏度。表7比较了不同标准对 源可穿透 钢厚度范围的规定,可见A SM E的规定相当于欧标 的A级。 表7 EN等标准的 射线源可穿透 钢厚度范围mm 射线源 EN44494 A级B级 ASM E 95 BS291086 BS725789 192Ir 201004

21、090191080 60Co 40200601503850150 4 射线源至工件表面距离 对射线源至工件表面距离,欧标规定 A级:fm in7. 5db2? 3 (1) B级:fm in15db2? 3 (2) 式中 fm in射线源至工件表面距离最小值 d射线源或焦点尺寸 b工件表面至胶片距离 特别指出,若b 1. 2t(t为壁厚 ), 则可用t取代式 (1), (2)中的b。并给出了由式(1), (2)导出的透照 距离选定诺模图(本文略)。 还指出如果需要,与此规 定值有关的方法等级可 “突围跃进”,即 “A升 B, 或 比B更优” 。具体规定,当按A级法探伤时,若必须 检出平面状缺陷,

22、则最小距离fm in应与B级法相同, 以使Ug减半。 当为裂纹敏感性材料或技术要求严格 时,应使用灵敏度比B级法更优的透照技术。 欧标对射线源至工件表面距离fm in的规定与原 D I N 5411188和GB332387完全相同。 此规定实 际是满足一定的Ug要求,即 A级:Ug 1 10 3 L2 B级:Ug 1 15 3 L2 当L2= 8mm时 , ( Ug)A= 0. 2mm, (Ug)B= 0. 13 mm;L2 = 64mm时 , ( Ug)A= 0. 4mm , (Ug)B= 0. 26 mm。 “破A进B” 和 “破B更优” 可谓英国标准的观 点在欧标中的反映,即强调了优化清

23、晰度因素是提 高开口度窄小的裂纹类平面状缺陷的重要举措。我 们不妨联系实际,例如锅炉压力容器根据规程,一般 焊缝按AB级要求透照即可,但如遇到材料可焊性 差、 裂纹敏感性较大,或某些部位(如焊缝交叉部位、 开孔部位、 应力集中部位)裂纹倾向性较大时,或对 被检区质量或缺陷影象有争议、 有怀疑,需要明察、 细辨、 诊断时,就可使用B级法甚至优于B级的透 照技术,即采用更大焦距,使Ug更小(Ui ), 以充分 优化检出灵敏度。当然,焦距增大了,曝光时间就要 按焦距平方成正比增加。(待续) 收稿日期: 1999201206 2001年 化工机械 征订启事 化工机械 是国内外公开发行的中 央级化工机械

24、专业技术刊物,是全国优秀 期刊,多次荣获部、 省级奖励。 本刊创刊于 1974年,由化工部化工机械研究院与中 国化工学会化工机械专业委员会合办。 主 要报道化工机器、 化学工程及设备,化工 材料及防腐蚀的科技成果、 适用技术、 双 革经验和科技信息,可供从事科研、 设计 生产和教学工作者参考。 本刊为双月刊,大16开本, 64页,逢 单月30日出版,单价: 8. 00元,全年 48. 00元。 邮发代号: 54222,全国各地邮局 均可订阅,漏订读者可寄信到编辑部补 订。地址:兰州西固合水北路3号,邮编: 730060,电 话: (0931) 7571073,传 真: (0931)7311554。 964 李 衍:欧洲射线检测最新标准评述 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 标准搜搜网 提供各类标准行业资料免费下载