罗立建
石家庄热电厂 河北石家庄 050041
石家庄热电厂对＃5前置机主汽管（材质12Cr1 MoV，规格273 mm×22．2 mm）的部分焊缝采用射线探伤后，再进行超声探伤，发现射线探伤的检出率明显高于超声探伤。也就是说分别按DL／T5069标准和DL／T5048标准检验得到不同的检出效果。本文对产生这一现象的原因进行了分析。
1 探伤结果
1．1 射线探伤结果
对50道焊缝（每道焊缝拍4张底片）射线底片评定结果如表1，这些焊缝采用V型坡口，氩弧焊打底手工盖面。
保存以上射线探伤结果，将焊口号及底片编号归类，重点将有缺陷的底片记录好，准备超声复探。
1．2 超声探伤结果
对以上50道焊缝进行超声探伤，结果如表2。
1．3 2种探伤结果比较
对表1和表2的探伤结果作比较，发现超声探伤和射线探伤除发现超标缺陷的性质、位置、大小不同外，2种探伤检出率也不同，显然采用任何一种检测方法均会使缺陷漏检。《火力发电厂焊接篇》（DL5007－92）规定了焊接接头的射线透照或超声探伤的比例，7．0．2．3条（2）还规定厚度大于20 mm且小于70 mm的管子及焊件，射线透照及超声探伤
可任选其中一种。为了提高缺陷的检出率，避免缺陷漏检，应找出2种检测方法各自的缺点，然后相互补充。
2 2种探伤方法的特点
射线探伤对体积型缺陷（气孔、夹渣）的检出率较高，缺陷显示直观，定性定量也较容易，探伤结果可长期保存；但对面积型缺陷（裂纹、未熔合）的检出率随着透照厚度的增加而降低。
超声探伤对面积型缺陷（裂纹、未熔合）的检出率较高，缺陷的定位也较容易；但定性定量较困难，探伤结果不直观，受主观因素的影响较大。
由于2种探伤方法对各种缺陷检出能力的差异，因而其探伤结果不可能完全一致。
3 影响缺陷检出率的因素分析
3．1 影响裂纹检出率的因素分析
由2种探伤方法的特点可知，超声检测对面积型缺陷（如裂纹、未熔合）较敏感，射线探伤对面积型缺陷不敏感。而实际检测结果是，射线探伤发现了裂纹，超声却没能发现裂纹。这主要是因为裂纹的产生是由于焊接收弧时操作不当引起的，属表面裂纹，实际打磨深1～2 mm，由于是几条裂纹，所以在底片上很容易分辨。射线底片显示的裂纹如图1。
超声探伤不能发现裂纹主要是受裂纹的方向、宽度、深度等因素的影响所致。在探伤中没发现根部裂纹，也没发现层间裂纹，这和焊接工艺及焊后热处理的正确实施有关。
由射线照相对比度ΔD＝－0．434μγσd／（1＋n）知当射线能量小，μ值高，ΔD也大，因而射线照相灵敏度高。对273×22．2的管子透照壁厚为47 mm，射线能量增大（否则无法穿透工件），μ值下降，ΔD变小，从而射线照相灵敏度降低。据英BS2600标准介绍，采用铅箔增感，X射线能量从100 kV增至250kV，底片的固有不清晰度Ui的值从0．05 mm增至0．1 mm。对273×22．2的管子，选用的壁厚略大，底片的固有不清晰度略变差，导致射线照相灵敏度降低，所以射线探伤对厚壁焊缝的裂纹检出率低。对273×22．2的管子焊口裂纹检出的影响，主要是由裂纹在焊缝中的位置、方向、深度、大小决定。
几何不清晰度Ug也是影响射线照相灵敏度的另一常见因素。
Ug＝d×b／（f－b）式中 d———射源尺寸 b———缺陷至胶片的距离 f———射源至胶片的距离
由公式可见裂纹靠近射源一侧，b大，Ug值就大，射线照相灵敏度低，裂纹不易检出。对273×22．2的管子焊缝上的表面裂纹，b较小，其它因素不变，Ug值较小，照相灵敏度高，所以裂纹容易检出。
3．2 影响未熔合检出率的因素分析
273×22．2的管子焊口采用多层多道焊，工艺控制不好易出现层间未熔。底片观察发现射线对未熔合的检出率较低；而超声对未熔合缺陷很敏感，超声探伤定位基本准确，常出现在焊缝坡口上，波型反射较强，伴有反射量不大的夹渣波型。
这是由于未熔合大都成片状，它的高度Δt一般在1 mm左右，与焊缝透照壁厚T相比很小，焊缝余高一般1～2 mm，当射线束垂直穿透时，未熔合缺陷引起底片射线的增强不大，在底片上变化不大，加上固有不清晰度和几何不清晰度的影响，所以，射线探伤对273×22．2管焊缝未熔合的检出率较低。
对检测出的未熔合进行实际打磨，如对一反射量为3×40－2 dB、深度h为17 mm、长度为10mm的未熔合打磨，当磨至15 mm时应放慢打磨，注意观察焊缝内部缺陷。结果发现一较小的薄片，成灰色，打磨机略一加快，薄片即磨掉。但有的未熔合较大，灰色薄片边缘带有夹渣，此类缺陷打磨时容易观察，主要由于夹渣为体积型缺陷。
由表2可知射线发现过类似未熔合缺陷，超声检查什么也没有。更换探头也没发现缺陷。按底片所对应的位置，在焊缝表面发现了一块凹坑，和底片上缺陷吻合，可以断定底片上的“未熔合”是焊缝表面凹坑引起的。可见，未熔合的对比度ΔD和裂纹的对比度相差不大，但由于未熔合缺陷往往带有夹渣，在底片上比裂纹易分辩。
3．3 影响未焊透检出率的因素分析
射线对未焊透缺陷显示较直观，只要未焊透有一定深度，射线底片显示较清楚。273×22．2的管焊缝采用氩弧焊打底，未焊透缺陷不多，主要是根部咬边，严重的根部咬边，作为根部未熔合处理。
由于未焊透缺陷在射源侧，缺陷至胶片的距离b较大，几何不清晰度大，较浅的未焊透不易观察。超声对未焊透的检出主要依靠仪器的水平线形、K值及探头前沿的正确测定，只要耐心的操作，准确定位，未焊透的检出效果也较好。表2说明射线发现未焊透较超声多，其实未焊透一般在弯头焊口上或在阀门及伸缩节焊口上，可见，这些地方采用射线探伤较超声探伤好。
3．4 影响圆状缺陷检出率的因素分析
底片对密集缺陷的显示直观清楚，无论这些缺陷处于什么位置，底片均能显示缺陷的数量及大小。对单一的圆状缺陷（气孔、夹渣）的显示也较正确。但射线探伤结果不能确定缺陷的位置及深度，对材质12Cr1 MoV规格273×22．2的焊缝，常在表面接头收弧处产生一堆密集气孔，返修时不仔细观察不易发现，磨深浪费材料及工时。
超声探伤是从侧面显示缺陷的数量，因此和射线底片结果有一定出入。实践表明超声对密集缺陷的检出率远低于射线，这主要是超声和射线定量的差别。圆状缺陷的反射和位置有关，缺陷与波束垂直反射则强，反之则反射低。而射线底片显示的是形状的大小，其它条件影响不大。另外，K值的正确选择对检出率也有影响，K值不当易漏检，如图2。
12Cr1 MoV规格273×22．2的焊缝缺陷最多的是夹渣及密集缺陷，超声探伤受探头、仪器、工件、表面状态、探测水平的影响使检出率下降。DL／T5048的质量标准中规定，在密集缺陷的反射信号中，有1个波幅达到SL线以上时该焊接接头判定为超标缺陷。而实际中密集缺陷反射量不大。单个圆状缺陷受超声反射方向限制，反射量较小，而射线底片指示量较明显。超声探伤条状缺陷的指示长度有时和射线底片显示长度相差较多，如图3。
管子纵向的条渣超声检不出，一般确定条渣指示长度方法是6 dB法，即在管子环向移动探头，找出反射最高点，在两端确定反射量一半时的位置，找出指示长度。图3说明纵向条渣的检出射线很直观，虽然此类缺陷并不多。射线探伤发现最多的缺陷是条渣和密集缺陷，此类缺陷的产生主要是焊工技能、环境不良、焊条潮湿等因素引起。实际探伤知道超声较射线检出率低是由于超声对焊缝中最多的缺陷种类（条渣和密集缺陷）受探测方式限制而致。
4 结论
射线探伤和超声探伤检出率不同，是由于2种检测方法的物理原理不同所致。对12Cr1 MoV规格273 mm×22．2 mm的焊缝探伤不能只采用超声探伤，宜加大射线探伤比例。
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