本发明属于射线检测技术领域,具体涉及一种小直径导管批量射线检测装置及方法。
背景技术:
火箭发动机的小直径导管批量射线检测技术,这种检测技术应用在多项型号的发动机及弹体的燃气导管焊缝的x射线批量检测中,有效地解决了导管批量生产检测的瓶颈。
主要研究对象发动机小直径燃气导管及其导管组件。该类导管是由一根1cr18ni9ti不锈钢管弯制成形再经氩弧焊将球头及法兰部位和管身焊接而成,整个导管呈弯曲变化的不同形状。其中小直径导管直径最小为6mm,最大直径为18mm。长度最短仅为28mm,最长的为2500mm。焊缝一般位于导管两端,属环形对接焊缝,焊缝厚度为1.4mm左右,焊缝宽度与间隔均为1-2mm左右。
随着科研技术的不断发展,各种新型号火箭的开发研制,燃气导管的应用量也随之呈几何数量激增,目前我们只能采用定向x射线照相法检测,其透照的难度可归纳为以下几点:
(1)导管的数量非常大,每一件导管的焊缝都需要进行x射线检测,而采用定向射线机检测每次透照只能检测20件导管,所以造成批量检测的周期大大延长,因此造成检测周期瓶颈。
(2)因燃气导管及其组件的形状和长度及弯曲度各不相同,检测中要使得被检导管焊缝相对垂直于射线源方向,需要对导管进行角度调整。而由于很多导管弯曲弧度较大以及焊缝过于靠近根部,造成检测角度不佳,需要多次透照才可以弥补。
(3)燃气导管及组件将工作在高强振动、一定压力的工况中,质量要求高,检测灵敏度要求高。如果使用单一定向的垂直透照法,虽然能够确保检测的可靠性但检测覆盖率会很低,大大降低检测效率。
因此必须进行相应的研究工作,采用合理透照方法,在确保检测可靠性的前提下又能够提高批量检测的效率,达到理想的检测效果。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种小直径导管批量射线检测装置及方法,能够有效提高批量检测的效率。
本发明的技术方案如下:
一种小直径导管批量射线检测装置,用于对火箭发动机小直径导管或者其他用途的小直径导管进行批量射线检测,包括透照架与导管透照固定销;
所述的透照架包括基座、支撑杆、摆放架和连接件;
所述的基座有两块,形状均为长方体,配重大于15kg,用于保证透照架的稳定性;
在每个基座的中心位置均设有一根支撑杆,支撑杆的高度与射线机的透照高度一致,保证透照角度垂直;
在支撑杆的上部沿纵向等间距开设多个贯穿孔,贯穿孔的轴线与支撑杆的轴线互相垂直;
所述的摆放架为弧形板,在摆放架的两端分别设有一个固定通孔,固定通孔的内径与贯穿孔的内径相同,固定通孔的轴线与摆放架垂直;
在摆放架分别距两端固定通孔等距离的一段上,等间距打通孔,通孔的个数、内径、间距根据待测导管的尺寸确定,通孔的轴线与固定通孔的轴线平行;
所述的连接件有两个,用于连接摆放架与两个支撑杆;
所述的导管透照固定销为圆柱体,分为型芯段、中段和尾段;
所述的型芯段长度为10-15mm,直径为6-18mm;
所述的中段和尾段长度均为10-15mm,中段的直径为16-20mm,尾段的直径与摆放架上的通孔内径一致,尾段用于插在摆放架的通孔内以固定导管透照固定销;
在型芯段的端部加工30°倒角,以避免划伤导管内壁。
所述的连接件的一端通过螺钉与摆放架的固定通孔相连,另一端通过固定插销与支撑杆上的贯穿孔相连。
所述的摆放架的弧度rad=πd/2,d为360°透照范围内有效直径,d的取值范围为0.5~3m。
所述的基座的材料为铁、钢以及其他密度较大的材料中的一种;
所述的支撑杆的材料为钢材。
在摆放架分别距两端固定通孔各25mm的一段上,等间距打通孔。
所述的摆放架弧长为55cm,弦长为51cm,厚度为40mm,宽度为51cm。
一种基于小直径导管批量射线检测装置的检测方法,包括以下步骤:
步骤1:固定待测导管;
步骤2:进行周向检测;
2.1选择射线源;
2.2选择参数、布置像质计;
2.3进行透照。
所述的步骤1:固定待测导管,具体包括以下步骤:
1.1根据支撑杆上的贯穿孔位置选择一个固定高度,然后将摆放架调整到位,通过连接件固定;
1.2根据待检导管的内径选择匹配的导管透照固定销,将和待检导管数量一致的导管透照固定销插入摆放架的通孔内;
1.3将待检导管按照零件编号分别插在导管透照固定销上;
1.4将射线机窗口的水平高度调整到与待检导管焊缝中心的水平高度一致。
所述的步骤2:进行周向检测,具体包括以下步骤:
2.1选择射线源,选择能够360°发出射线的周向x射线源。
2.2选择参数、布置像质计,选取90kv管电压,对导管上的环形对接焊缝各进行两次透照,每次透照角度间隔90°;
对导管上的环形对接焊缝各进行两次透照,每次透照角度间隔90°;
对同一种规格的导管,按照每间隔90°摆放一个像质计;当同时透照不同规格的导管时,摆放不同的像质计;
步骤2.3进行透照,采用双壁双影垂直透照法与双壁双影椭圆成像透照法,对导管进行双壁双影透照。
所述摆放架的圆弧面的每一个点都与x射线源呈切点。
本发明的显著效果在于:
(1)采用本发明装置及方法进行检测,与常规方法相比在更短的时间内可以检测更多的导管,缩短了检测周期,使检测效率显著提高。
(2)采用本发明装置及方法进行检测,检测结果准确、灵敏度高,极大地提高了射线检测的可靠性。
(3)采用本发明装置及方法进行检测,底片成像质量高,黑度均匀,导管椭圆度一致,检出率也相应提高。
(4)不同规格的多个导管可以一起放在本发明装置上同时进行检测,操作简便,移动容易。
(5)本发明装置及方法已经用于多项型号火箭燃气导管及组件的检测中,应用范围广。
附图说明
图1为透照架俯视图;
图2为透照架主视图;
图3为周向检测示意图;
图4为导管透照固定销示意图。
图中:1.透照架;2.导管透照固定销;3.基座;4.支撑杆;5.摆放架;6.连接件。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1-4所示的一种小直径导管批量射线检测装置,用于对火箭发动机小直径导管或者其他用途的小直径导管进行批量射线检测,装置包括透照架1与导管透照固定销2。所述的透照架1包括基座3、支撑杆4、摆放架5和连接件6。
所述的基座3有两块,形状均为长方体,材料为铁、钢或其他密度较大的材料。基座3配重较重,大于15kg,用于保证透照架1的稳定性。
在每个基座3的中心位置均设有一根支撑杆4,支撑杆4的高度与射线机的透照高度一致,保证透照角度垂直。支撑杆4的材料为钢材。在支撑杆4的上部沿纵向等间距开设多个贯穿孔,贯穿孔的轴线与支撑杆4的轴线互相垂直。
所述的摆放架5为弧形板,弧度rad=πd/2,d为360°透照范围内有效直径,d的取值范围为0.5~3m。在摆放架5的两端分别设有一个固定通孔,固定通孔的内径与贯穿孔的内径相同,固定通孔的轴线与摆放架5垂直。为了使导管轴线与射线机中心线相平行做周向透照,在摆放架5分别距两端固定通孔各25mm的一段上,等间距打通孔,通孔的个数、内径、间距根据待测导管的尺寸确定,通孔的轴线与固定通孔的轴线平行。弧形的摆放架5圆弧面的每一个点都与x射线源呈切点,有效地保证了检测角的垂直度。
在实际的检测过程中,可根据不同的待测导管尺寸,加工多个通孔参数不同的摆放架5。每次进行检测时,根据不同的待测导管尺寸情况,采用不同的摆放架5。
所述的连接件6有两个,用于连接摆放架5与两个支撑杆4。连接件6的一端通过螺钉与摆放架5的固定通孔相连,另一端通过固定插销与支撑杆4上的贯穿孔相连。
所述的导管透照固定销2为圆柱体,分为型芯段、中段和尾段。其中,型芯段长度为10-15mm,优选10mm,直径为6-18mm,以满足固定多种不同直径导管的需求;中段和尾段长度均为10-15mm,优选15mm,中段的直径为16-20mm,尾段的直径与摆放架5上的通孔内径一致,尾段用于插在摆放架5的通孔内以固定导管透照固定销2。在型芯段的端部加工30°倒角,以避免划伤导管内壁。
一种基于火箭发动机小直径导管批量射线检测装置的检测方法,包括以下步骤:
步骤1:固定待测导管
1.1根据支撑杆4上的贯穿孔位置选择一个固定高度,然后将摆放架5调整到位,通过连接件6固定;
1.2根据待检导管的内径选择匹配的导管透照固定销2,将和待检导管数量一致的导管透照固定销2插入摆放架5的通孔内;
1.3将待检导管按照零件编号分别插在导管透照固定销2上;
1.4将射线机窗口的水平高度调整到与待检导管焊缝中心的水平高度一致。
步骤2:进行周向检测
2.1选择射线源
选择能够360°发出射线的周向x射线源,利用射线源360°的透照覆盖范围一次性完成导管的批量检测。
2.2选择参数、布置像质计
根据《qj2866-1997导管射线照相检验标准》,结合实际工作情况选择参数,并设置像质计。例如,选取90kv管电压,对导管上的环形对接焊缝各进行两次透照,每次透照角度间隔90°。对同一种规格的导管,按照每间隔90°摆放一个像质计;当同时透照不同规格的导管时,摆放不同的像质计。
2.3进行透照
采用双壁双影垂直透照法与双壁双影椭圆成像透照法,对导管进行双壁双影透照。
实施例
以透照某型号发动机小直径导管60件,导管内径为φ6mm为例。
步骤1:固定待测导管
选择两块尺寸均为14×14×2.5cm的基座3;选择弧长为55cm,弦长为51cm,厚度为40mm,宽度为51cm的摆放架5;选择型芯段长度为10mm、直径为6mm,中段和尾段长度均为15mm,中段的直径为16mm的导管透照固定销2。
将导管透照固定销2和导管按照零件编号放到装置上,并贴好胶片,根据零件编号每隔30件在胶片上粘铅字编号一个,用以起到搭接作用。
步骤2:进行周向检测
选用周向x射线机,射线角度为360×22°。将射线源平行移至距该批导管焊缝中心1米处,射线中心束垂直于本次透照的区域的母线中心,采用双壁双影垂直透照法进行透照。
按照透照厚度根据曝光曲线查找合理曝光参数,共进行四次透照,每一道环缝均透照两次,每次间隔为90°。为减少散射线,提高检测灵敏度,采用小电压透照,四次的透照参数均为:120kv、6ma、3min。
采用本发明装置及方法进行导管的批量检测具有显著的效果。以某型号发动机导管为例:采用定向x射线透照20件导管,导管均为两道环形焊缝,检测时间为2.5小时;采用本发明导管批量检测装置及方法检测100件导管,导管均为两道环形焊缝,检测时间仅为1.5小时,检测效率相比具有显著提高,并且经过四个方向灵敏度检测的测试,均可确保检测的可靠性。