陈洪涛，张 玄

（南京金鑫检测工程有限责任公司，南京 210044）

随着社会经济的发展，建设项目不断增加，新科技新材料也不断地被使用于工程项目中，铜合金、钛合金、锆合金、镍合金等有色金属在石油化工项目中的使用越来越多，结构也越来越复杂，随之检测手段也必须提高。

在某项目液化天然气接收站两台16万立方低温储罐的检测中，罐体主要材料为9Ni钢，其含镍量为9%；而主要焊接材料为E7018，成型后焊缝中含镍量接近70%，由于基体金属与焊缝金属成分和致密性存在较大差异，经过等效对比，射线照相时，母材与焊缝间的宽容度较大，普通工艺状况下，底片上母材部分和焊缝部分黑度不能同时满足标准／规范的要求。笔者经过分析和对比试验，采取滤波法优化了射线照相工艺。

1 优化思路

9Ni钢射线透照的主要问题是底片上母材部分和焊缝部分黑度不能同时满足标准或规范的要求，因此，从理论上说，可采用宽容度较大的胶片，或双胶片技术，或运用短时间、高电压增加透照宽容度，或采用滤波法提高有效射线的线质，或增加宽容度等方法来解决这一问题。

采用双胶片法进行检测，由于常用胶片的宽容度不合适，因此，可采用同速双胶片法，在两胶片之间加夹一定厚度的双膜铅箔增感屏，调节双膜增感屏厚度，使前片焊缝区域和后片母材区域的黑度均达到2.0～4.0，这是目前在9Ni钢射线照相中常用的手法。但是，此方法会使检测所需的胶片数量翻倍，成本大幅提高，同时暗室处理量增大，底片的一次合格率下降，补片几率增高，影响检测进度。

运用短时间、高电压增加透照宽容度的方法，由于母材区域与焊缝区域的透照等效系数差别较大和现有设备和现场条件的约束，不能过分提高管电压（或高能量检测设备）和降低曝光量来。因此，笔者主要考虑采用宽容度较大的胶片和采用滤波法提高有效射线的线质，增加宽容度的办法，并为此进行了系列试验，最终得出了较合适的方法。

2 采用不同宽容度胶片的对比试验

考虑焊缝与母材的成分相差较大，对材料分别为9Ni，16MnR 的15.8mm 厚的钢试件，采用不同宽容度胶片进行比对试验：试验设备为EGS2－250射线机，胶片型号分别为AGFA－C7（宽容度较小）和AGFA－C4（宽容度较大），检测标准为JB／T 4730—2005.2《承压设备无损检测 射线检测》。

2.1 采用较小宽容度胶片的试验

采用较小宽容度的胶片AGFA－C7进行试验，增感屏前后屏均为0.03mm 铅箔，按常规检测方法选用曝光参数，焦距为600mm，曝光时间为3min（满足JB／T 4730—2005.2中AB 级对最小曝光量的要求），根据该设备的曝光曲线管电压选用190 kV，显影温度20±2℃，显影时间6 min，各自底片黑度测量值如表1所示。

2.2 采用较大宽容度胶片的试验

采用较大宽容度的胶片AGFA－C4进行试验，增感屏前后屏均为0.03mm 铅箔，按常规检测方法选用曝光参数，焦距为600mm，曝光时间为3min（满足JB／T 4730—2005.2中AB 级对最小曝光量的要求），根据该设备的曝光曲线管电压选用210 kV，显影温度20±2℃，显影时间6 min，各自底片黑度测量值如表2所示。

表1 不同材料试件采用较小宽容度胶片试验的黑度测量结果

表2 不同材料试件采用较大宽容度胶片试验的黑度测量结果

2.3 结果分析

由于JB／T 4730—2005.2 规定，AB 级黑度允许范围为2.0～4.0，也就是说，底片上焊缝和母材的黑度差必须小于2.0。那么，用常规检测方法对9Ni钢对接焊缝检测时，采用宽容度较大的AGFAC4胶片可以勉强满足黑度范围要求（焊缝和母材的最大黑度差为1.95），而不宜采用与AGFA－C7 胶片宽容度接近或更小的胶片（焊缝和母材的最大黑度差为2.29），可以使用AGFA－D5、FUJI80等宽容度更大的胶片；然而，曝光参数将提高较大，适合的使用范围较小，因此，还要根据现场条件以及检测单位现有设备的状况来最终确定实施的工艺。

3 采用滤波法／不滤波的对比试验

对材料为9Ni的15.8mm 厚的钢试件，采用滤波法／不滤波进行对比试验：检测标准为JB／T 4730－2005.2，试验设备为EGS2－250射线机，胶片型号分别为AGFA－C4和AGFA－C7。

3.1 采用高电压大宽容度胶片的不滤波试验

采用胶片AGFA－C4进行试验，增感屏前后屏均为0.03 mm 铅箔，焦距为600 mm，曝光时间为2.5min（满足JB／T 473—2005.2中AB级对最小曝光量的要求），管电压选用230kV，显影温度20±2℃，显影时间6min，各自底片黑度测量值如表3所示。

表3 9Ni钢试件采用不滤波法的黑度测量结果

3.2 采用滤波法试验

滤波板采用不同厚度的铅箔屏，采用AGFA－C7胶片，焦距600mm，前后屏均为0.03mm 铅箔，管电压220kV（相对于常规检测方法能量有所提高），对于不同滤波板厚度，适当调整曝光时间（0.1mm 厚铅箔采用2.5min）得到的试验结果如表4所示。

表4 9Ni钢试件采用滤波法的黑度测量结果

3.3 结果分析

由上述结果可以看出，选用宽容度较大的胶片能够降低母材和焊缝的黑度差（最大为0.97），并且能够满足检测标准／工艺对底片黑度的要求，是一种可行的优化措施；但是曝光参数较高，不能满足施工对进度的要求，且对设备的要求也较高；采用300kV 的射线机，已不能满足该项目最大板厚（29mm）的被检工件的正常检测（一定的曝光时间和焦距），故根据单位的设备状况和现场条件限制，此种优化方式不适合本项目。AGFA－D5、FUJI80等宽容度界 于AGFA－C7 与AGFA－C4 之间的胶片，由于货源和时间的关系未能及时做比对试验，有待进一步论证。

由上述结果可以看出，采用不小于0.1 mm 厚的铅箔进行滤波，可提高射线的有效能量，吸收掉对母材区域黑度有较大影响的低能量射线，还可以减少边蚀散射，使母材区域与焊缝区域的黑度差降低到合乎要求的可控范围内（焊缝和母材的最大黑度差为1.55）。另外，由于施工实际用材料存在厚度上的差异，黑度范围可能有偏差，因此所使用观片灯的强度应满足要求。

图1 射线机窗口处施加滤板的示意图

4 滤波板的施加方法

施加滤波板的方式有两种，一种是在射线机窗口处加滤板，另一种是在工件与胶片之间加滤板。窗口处加滤板时，为防止滤波屏的损坏需做一套夹具将其固定在窗口上，并且必须有备用滤板（可以图1作为参考）。对现场投入使用或备用的每台设备在其能量范围内进行比对试验，固定现场使用的工艺参数，便于现场操作和暗室处理。

5 结论

（1）对于特殊材料、特殊结构的工件射线检测，需依据射线照相的原理，结合检验对象使用和制造的特殊性、检测的效益、现有设备能力、实际操作的可行性等条件，并通过比对试验，才能够找到切实可行的检测手段。

（2）对某液化天然气接收站两台16万立方低温储罐，首次采用滤波法优化射线照相检测，该法在现有设备条件下，且在不增加成本和工作量的情况下，获得了符合相关标准规范的射线底片，这比目前常用的双胶片方法，节约了一半多的胶片成本，也减少了补片量，提高了射线检测的效率。

（3）对于对钢透照系数较大的材料，也可参照使用该优化方法。对于较厚厚度（超过32 mm）的9Ni钢，此方法不便单独使用，而可以采用高能X 射线或能量较高的放射源结合宽容度较大的射线胶片来使用，笔者对此未做进一步探索。

（4）和普通钢不同的是，9Ni钢由于焊缝中各部分含镍量的差异，射线穿过底片后衰减程度不一，射线底片上有很多类似夹渣的伪显示，这是正常现象，评片时必须特别注意影象的轮廓和附近区域的黑度差，必要时可以采用超声波复核的办法，以便确定到底是不是缺陷。