射線檢測(cè)在鋼橋中厚板及試板對(duì)接焊縫上的應(yīng)用

董肖壯 劉志剛 楊曉希

【摘要】 隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)飛速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)橋梁以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)迅速推廣應(yīng)用于跨江、河、湖、海的交通建設(shè)中，并逐步進(jìn)入高速公路領(lǐng)域。射線檢測(cè)作為保證鋼結(jié)構(gòu)橋梁實(shí)體質(zhì)量的一種無損檢測(cè)手段，是質(zhì)量控制環(huán)節(jié)重要的一部分，其中厚板檢測(cè)中人身安全是射線檢測(cè)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，本文闡述了相關(guān)問題產(chǎn)生的原因，并提出解決辦法。

【關(guān)鍵詞】 鋼結(jié)構(gòu)橋梁;射線檢測(cè);檢測(cè)工裝

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.05.016

On the Application of RT Technique on Butt Weld of Thick Plate and Testing Plate of Steel Bridge

DONG Xiao-zhuang1，LIU Zhi-gang2，YANG Xiao-xi3

（1.China Railway Baoji Bridge Co.，Ltd.，Yangzhou 225107，China;2.China Railway Baoji Bridge Group Co.，Ltd.，Yangzhou 225107，China;3.Zhejiang Guojian Testing Technology Co.，Ltd.，Yangzhou 225107，China）

Abstract： With the rapid development of China's infrastructure construction，the steel structure bridge has been quickly and widely applied in the river-crossing，lake-crossing and sea-crossing transportation construction in the unique advantages，and has been gradually entering into the expressway construction field. As a nondestructive testing method to guarantee the quality of the steel structure bridge，radiographic testing is an important part of the quality control link，among which the thick plate testing and personal safety in the process are the difficulty and focus of radiographic testing. This paper expounds the causes and solutions of relevant problems.

Key words： steel structure bridge;radiographic inspection;inspection tooling

隨著鋼橋制造逐步普及，無損檢測(cè)作為控制實(shí)體質(zhì)量重要方法被大量使用。相比其他無損檢測(cè)方法，射線檢測(cè)（簡(jiǎn)稱RT檢測(cè)）具有設(shè)備笨重、檢測(cè)周期長(zhǎng)、過程注意環(huán)節(jié)多等問題，尤其是對(duì)于厚板檢測(cè)，過程稍有不慎就會(huì)造成復(fù)檢，從而耽誤工期。對(duì)于焊評(píng)試板常在曝光室進(jìn)行，其安全和成片質(zhì)量也至關(guān)重要。根據(jù)多年實(shí)的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，我們把現(xiàn)場(chǎng)中摸索形成的一些技巧及方法做簡(jiǎn)要說明。

1 設(shè)備選擇

對(duì)于厚板的RT檢測(cè)可用X射線源或γ射線源。但是考慮以下兩點(diǎn)因素，一是目前國家對(duì)γ射線源管控越來越嚴(yán)，且γ射線源防護(hù)要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于X射線源;二是X射線的成像質(zhì)量?jī)?yōu)于γ射線源，故在橋梁射線檢測(cè)中宜用X射線源。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)板厚30 mm≤T<50 mm選用300 KV的射線機(jī)，50 mm≤T<80 mm選用360 KV的射線機(jī)。

2 厚板檢測(cè)方案

2.1 現(xiàn)場(chǎng)厚板檢測(cè)常規(guī)檢測(cè)布置（如圖1）

被檢構(gòu)件放置在支撐馬凳上，射線源置于被檢構(gòu)件上方，由焦距定位裝置支撐，膠片緊貼于被檢工件背面，射線源由上往下對(duì)被檢構(gòu)件焊縫進(jìn)行拍攝檢測(cè)。

2.2 易出現(xiàn)問題及原因分析

在厚板RT檢測(cè)過程中，使用我們圖1通用的檢測(cè)布置時(shí)，在暗室處理完的膠片上總顯示暗色的斑紋，位置不固定，且隨著板厚增加此問題趨于嚴(yán)重。根據(jù)底片顯示和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境對(duì)比，分析是由于長(zhǎng)時(shí)間地面散射造成。因?yàn)殡S著板厚增加，曝光時(shí)間隨之延長(zhǎng)，且地面凹凸不平，導(dǎo)致射線到達(dá)地面有些地方的散射線加強(qiáng)，有些地方的散射減弱（盡管我們當(dāng)時(shí)已經(jīng)把板子架到1米多高外加防背散射鉛板，以減小背散射影響）。長(zhǎng)時(shí)間的在某一部位加強(qiáng)和減弱，使膠片接收到的射線量不均勻，因而導(dǎo)致膠片出現(xiàn)上述問題。

2.3 解決思路及實(shí)施方案

為避免長(zhǎng)時(shí)間曝光引起地面散射造成的影響。首先，我們改變照射布局，從下往上進(jìn)行拍攝，這樣可以避免地面散射造成的影響。起初我們使用三輪車作為射線機(jī)的支撐及定位，采用木墊來調(diào)整焦距（見圖2和圖3）。但又有新的問題出現(xiàn)，由于地面不平導(dǎo)致三輪車本身不平整，木墊厚度也不規(guī)則，墊的厚度不均勻，造成我們關(guān)注范圍內(nèi)焦距不一致，最后導(dǎo)致底片黑度不均而被判定為不合格。

為了解決上述問題，我們?cè)俅胃倪M(jìn)思路，如能讓射線機(jī)與地面脫離，就不用受地面的影響。由此，我們?cè)O(shè)計(jì)了以板單元為基準(zhǔn)，同時(shí)使射線機(jī)脫離地面，并滿足焦距不變的工裝，示意圖見下圖4。

1）把H型的支撐架橫跨構(gòu)件板單元，平行于焊縫，一是用來固定吊裝架，二是方便整體左右移動(dòng)，使射線機(jī)窗口中心對(duì)準(zhǔn)所關(guān)注檢測(cè)部位。2）吊裝架的高度要與我們射線檢測(cè)工藝參數(shù)匹配，它懸掛于H型支撐架與H型的支撐架配合使用，這樣可以固定射線工藝上的焦距參數(shù)，避免了較長(zhǎng)構(gòu)件上下變形引起的焦距變化（注：因?yàn)榇斯ぱb整體以板單元為基準(zhǔn)，若板單元上下變形，此工裝緊跟板單元形成同樣程度的變形，可保證基于板單元的焦距參數(shù)不變，從而保證膠片所接受的劑量與工藝一致，進(jìn)而保證暗室處理完的底片滿足規(guī)范要求。如膠片接收到的劑量與工藝不一致，劑量過高會(huì)導(dǎo)致底片黑度過大，劑量過低，會(huì)引起底片黑度過低，都會(huì)引起底片不滿足規(guī)范的質(zhì)量要求）。3）把口字型穩(wěn)定架橫跨于吊裝裝置放置，射線機(jī)放置于穩(wěn)定架上，主要目的是為了固定射線機(jī)，防止射線機(jī)來回滾動(dòng)，造成射線中心束偏移關(guān)注區(qū)域。

根據(jù)上述工裝設(shè)計(jì)目的，此工裝主要由3部分組成。

1）H型的支撐架：橫跨板單元放置，用來固定吊裝架（見圖5）。此部分可用鋼筋或鋼管制作，或根據(jù)我們現(xiàn)場(chǎng)取材，但應(yīng)具有足夠的剛性和承重能力。

<2）吊裝架：懸掛于H型的支撐架上，用來吊裝射線機(jī)及固定焦距（見圖6）。此部分可用鋼筋或鋼管制作，建議用鋼管，這樣可以減小吊裝架的重量，或根據(jù)我們現(xiàn)場(chǎng)取材制作，但應(yīng)具有足夠的剛性和承重能力。

3）穩(wěn)定架：橫跨于吊裝裝置，用于固定射線機(jī)，防止射線機(jī)在吊裝架上滾動(dòng)，也是為了方便對(duì)所需要片位的對(duì)焦（見圖7）。此穩(wěn)定架主要起固定作用，盡量選取較輕的材質(zhì)制作。

現(xiàn)場(chǎng)使用效果見圖8﹑圖9。

使用上述方案后可減小重拍次數(shù)，提高膠片合格率，節(jié)省材料和人工成本，從而大大節(jié)約時(shí)間成本，加快生產(chǎn)進(jìn)度。

3 焊評(píng)試板檢測(cè)方案

3.1 曝光室內(nèi)焊評(píng)試板檢測(cè)常規(guī)檢測(cè)布置（如圖10）

3.2 易出現(xiàn)問題及原因分析

日常在曝光房對(duì)試驗(yàn)樣板拍片過程中，按照以往圖10的拍片布置，焦距不易控制，試板不易固定，散射線大，且有安全風(fēng)險(xiǎn)（試板不穩(wěn)定易砸傷人）。

3.3 解決思路及實(shí)施方案

3.3.1 解決問題

1）解決試板固定問題，因?yàn)楝F(xiàn)有試板擺放不穩(wěn)定，有安全隱患。

2）解決焦距測(cè)量誤差問題，應(yīng)為射線機(jī)水平放置地面，不同的操作人員擺放射線時(shí)測(cè)量焦距會(huì)有誤差。

3）對(duì)于不同規(guī)格的試板，需要上下調(diào)整機(jī)頭窗口，這樣射線機(jī)窗口對(duì)焊縫的中心會(huì)有不同程度的偏轉(zhuǎn)，影響焊縫列為檢出角及影像的變形。

4）解決地面散射線對(duì)底片質(zhì)量的影響。

3.3.2 解決實(shí)施方案

根據(jù)我們常用曝光參數(shù)，試板常用尺寸采用50×50×3 mm角鋼制作相應(yīng)工裝以解決上述問題，檢測(cè)布置見圖11。

將支撐架放置于我們將實(shí)施檢測(cè)的場(chǎng)地，試板橫跨于支撐架放置，穩(wěn)定架置于地面上方，支撐架下方，射線機(jī)放置于穩(wěn)定架上。

根據(jù)上述工裝設(shè)計(jì)目的，此工裝主要由2部分組成。

1）試板支撐架：試板放置架主要有兩個(gè)目的，一是固定試板與射線機(jī)焦距，二是放置被檢試板，保證試板平穩(wěn)。此結(jié)構(gòu)可采用鋼管或角鋼制作，必須具有一定的剛度和承重試板的能力（見圖12）。

2）穩(wěn)定架：用于固定射線機(jī)，防止射線機(jī)在地面上滾動(dòng)，導(dǎo)致射線中心束偏移（見圖13）。此穩(wěn)定架主要起固定作用，盡量選取較輕的材質(zhì)制作。

使用上述方案可解決以下問題。

1）可固定焦距，避免不同操作人員的測(cè)量誤差影響焦距。

2）可平穩(wěn)固定試板，保證安全。

3）可移動(dòng)試板或射線機(jī)，使射線中心對(duì)準(zhǔn)焊縫中心，解決裂紋檢出角問題。

4）射線束向上可解決地面散射引起膠片質(zhì)量問題。

下表1是我們針對(duì)69.9 mm厚板對(duì)接焊縫使用常規(guī)檢測(cè)布置與制定工裝檢測(cè)效果對(duì)比。

4 結(jié)語

隨著我國鋼結(jié)構(gòu)橋梁逐步推廣，我們須從實(shí)際檢測(cè)工作中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)技巧，在確保產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，盡量縮減人員和時(shí)間成本。

【參考文獻(xiàn)】

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[2] 孫金鑫.鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工質(zhì)量檢測(cè)重難點(diǎn)分析[J].中國建材科技，2020（4）：19-20.

【作者簡(jiǎn)介】

董肖壯，男，1985年出生，助理工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)橋梁無損檢測(cè)。