铝母线管为什么比钢难获得更理想的X射线底片

陆进亮

（广西壮族自治区特种设备检验研究院 广西南宁 530219）

铝母线管为什么比钢难获得更理想的X射线底片

陆进亮

（广西壮族自治区特种设备检验研究院 广西南宁 530219）

分析了铝母线管焊缝X射线底片中缺陷影像边缘模糊不易分辨的原因。

铝合金管母线；焊接；射线检测；分析

引言

铝合金管母线是母线的主导产品之一，主要作为我国电力建设工程中电网输电导线与变电站变压器之间的连接导体、输电线路中的跳线导体以及大电流直流融冰装置中的过流导体，对输变电系统及电力设备的安全、可靠运行起着至关重要的作用，但是铝及铝合金的焊接性能较差，焊接时易产生缺陷，在用射线照相方法对产品进行检测的过程中，由于铝及其合金的射线照相对比度很小，缺陷影像模糊不易分辨，为了能够对铝母线管焊缝进行更好的质量控制，本文结合在对铝合金管母线进行检测时发现的问题，提出一些建议及看法。

1 铝及铝合金的焊接

铝及铝合金的焊接性能较差，工业上用于焊接的主要有纯铝（熔点658℃）、铝锰合金、铝镁合金及铸铝。铝的焊接特点：在焊接时铝容易氧化成Al2O3（熔点2050℃），Al2O3易在焊缝形成夹渣，而且组织致密，易覆盖于金属表面，阻碍金属熔合；铝及铝合金液态时能吸收大量的氢气，但在凝固点附近氢的溶解度下降20倍，易形成气孔；由于铝高温强度低、塑性差，而且膨胀系数大、焊接应力大，极易使焊接件变形开裂；除纯铝外，各种铝合金由于易熔共晶的存在，易产生热裂纹；铝及铝合金从固态转变为液态时，无塑性过程及颜色的变化，因此，焊接操作时，很容易造成温度过高，焊缝塌陷，烧穿等缺陷。

2 铝合金管母线焊缝的检测

（1）检查焊缝外表面的裂纹可参照《承压设备无损检测》（NB/T47013-2015）[5]用渗透检测方法进行探伤，操作较为简单，在这里不作详述。

（2）检查焊缝内部的缺陷，由于工件壁厚较小（一般为5～12mm），用超声波检测方法检测较为困难，目前普遍的做法是用射线照相方法进行检测，目前电力行业母线焊接技术规程《母线焊接技术规程》（DL/T754-2013）[3]规定了铝母线管的焊接方法及射线检测方法，但是笔者发现底片黑度在2.8～3.2时，铝的缺陷影像模糊不易分辨；黑度在3.2以上的底片根本分不清缺陷界限，整张底片模糊漆黑无法进行评片；底片黑度控制在2.3～2.5观片效果比较理想。透照铝制品应采用线质较软的射线源进行透照。

3 铝与钢射线检测对比度对比分析

表1 影像射线照相灵敏度的因素[2]

3.1 根据表1知

射线照相灵敏是射线照相对比度（缺陷影像与其周围背景的黑度差）、不清晰度（影像轮廓边缘黑度过度区的宽度）和颗粒度三大要素的综合结果。对钢和铝进行射线检测时，当使用射线源条件（焦点尺寸、射线的质）和胶片系统、增感屏、透照条件均相同的情况下，当透照铁和铝的底片黑度相同时，由表1知道，铝和钢的射线照相颗粒度、射线照相不清晰度、胶片对比度是相同的，影响射线照相灵敏度的因素为主因对比度。

3.2 影响主因对比度因素分析

（1）在此我们假设铝和钢对接管焊缝中的缺陷大小是相同的，即△T是相同的。

（2）线衰减系数μ与试件材质和射线能量有关。在材质的一定情况下，透照的射线能量越低，线质越软，μ值越大。而由表2知，铁在同等射线能量级别照射下的线衰减系数约是铝的3倍。

表2 几种材料的线衰减系数[2]

（3）透照散射有效控制和屏蔽措施相同的情况下，透照钢和铝时的散射比n是一致的。

（4）由公式主因对比度公式△I/I=μ△T/（1＋n）知：铁的照相主因对比度约为铝的3倍（铁底片中缺陷影像与其周围背景黑度差约为铝的3倍）即底片中分辨铝缺陷的难度约为分辨铁缺陷难度的3倍，故相对铁而言，铝难获得较为理想的底片。

4 结语

用相同的透照条件透照铝和钢时，铝的照相对比度约是钢的1/3，这是底片中铝的缺陷影像比钢缺陷影像边界模糊的原因。虽然铝比铁较难获得理想的底片，但是我们可以通过降低管电压、增加焦距、射线过滤等方式提高铝的线衰减系数，获得所需的灵敏度。另外，《母线焊接技术规程》（DL/T754-2013）[3]及其引用的文件《钢制承压管道焊接接头射线检测技术规程》（DLT821-2002）[4]对制作曝光曲线、选取焦距、计算一次透照长度等规定并不直观，笔者认为除了像质计选取、缺陷评定符合《母线焊接技术规程》（DL/T754-2013）[3]规定外，其他应满足《承压设备无损检测》（NB/T47013.5-2015）[5]的规定，且《母线焊接技术规程》（DL/T754-2013）[3]引用的标准《钢制承压管道焊接接头射线检测技术规程》（DLT821-2002）[4]完全可以用《承压设备无损检测》（NB/T47013-2015）[5]进行代替。

[1]艾云龙，刘长虹，罗军明.工程材料及成形技术[M].北京：科学出版社，2008.

[2]中国特种设备检验协会.射线检测[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2007.

[3]《母线焊接技术规程》（DL/T754-2013）[S].

[4]《钢制承压管道焊接接头射线检测技术规程》（DL/T821-2002）[S].

[5]《承压设备无损检测》（NB/T47013.2-2015）[S].

TG441.7

A

1004-7344（2016）12-0221-01

2016-4-1

陆进亮（1986-），男，助理工程师，本科，主要从事特种设备检验工作。