内容发布更新时间 : 2024/5/8 15:37:28星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第四章 射线透照工艺

4.1 透照工艺条件的选择

射线透照工艺是指为达到一定要求而对射线透照过程规定的方法、程序、技术参数和技术措施等，也泛指详细说明上述方法、程序、参数、措施的书面文件。工艺条件是指工艺过程中的有关参变量及其组合。透照工艺条件包括设备器材条件，透照几何条件，工艺参数条件，工艺措施条件等。本节讨论一些主要的工艺条件对照相质量的影响及应用选择原则。 4.1.1 射线源和能量的选择 1.射线源的选择

选择射线源的首要因素是射线源所发出的射线对被检的试件具有足够的穿透力。

对X射线来说，穿透力取决于管电压。管电压越高则射线的质越硬，在试件中的衰减系数越小，穿透厚度越大。表4.1为目前常用X射线设备的穿透力数据。

对于γ射线来说，穿透力取决于放射源种类，表4.1b给出了常用γ射线源适用的透照厚度范围，由于放射性同位素发出的射线能量不可改变，而用高能量射线透照薄工件时会出现灵敏度下降的情况，因此表中的透照厚度不仅规定了上限，而且规定了下限。

选择射线源时，还必须注意X射线和7射线的照相灵敏度差异。以Ir192为例，Irl92γ射线和X射线透照比衬度Cs与钢厚度的关系曲线见图4.1。由工艺基础理论得知，对比度△D、不清晰度U和颗粒度Gr是左右射线照相影象质量的三大基本参数，而对比度△D又正比于比衬度

Cs，，从图4.1可见，对45mm以下的钢厚度，用Ir一192透照所得射线底片其对比

度不能与X射线底片匹敌。例如，对25mm，前者的对比度要比后者低40％。对比度自然影响到象质计(IQI)灵敏度。实验表明，对25mm钢厚度，用Ir—192γ射线透照所得IQI灵敏度总不如X射线十十速胶片法所得灵敏度高。但对40mm和45mm钢，则两者IQI值大致相同。

另一方面，Ir192的固有不清晰度Uι200、250、300、350KVX射线Uι

值(O.17)比400KVX射线还大，它分别是100、150、

值的3.4、2.4、1.8、1.7、1.4、1.3倍。此外，还有颗粒性

问题：由于Ir192有效能量较高，由此引起的胶片颗粒性——即胶片噪声也会明显增大，从而干扰薄板射线照相中小缺陷的影象显示。

除了穿透力和灵敏度外，两类设备的不同特点也是需要考虑的因素。 X射线机具有以下特点：

(1)体积较大，以便携式，移动式、固定式依 次增大； (2)基本费用和维修费用均较大；

(3)能检查40mm以上钢厚度的大X射线机成本很高，其发展倾向为移动式而非便携式； (4)X射线能量可改变，因此对一定的试件厚度可获得最佳能量； (5)X射线机可用开关切断，故较易实施射线防护； (6)曝光时间一般为几分钟；

(7)所有X射线机均需电源，有些还需有水源。 γ射线源则有以下特点：

(1)射源尺寸小，可用于X射线管头无法接近的现场； (2)不需电源或水源； (3)费用低；

(4)曝光时间长，通常需几十分钟，甚至几小时；

(5)如果要求高的探伤灵敏度，一般无合适的放射性同位素可产生适于检查轻合金或薄钢试件的射线。 综合上述各个因素，可列举出一些选择射线源的原则

(1)对轻合金和低密度材料，目前尚无合适的γ射线源，这方面的适用射线源实际上总是X射线。 (2)同样，要透检厚度小于12mm的铁素体或钢合金，除非允许较低的探伤灵敏度，也要选用X射线； (3)如要作大量的射线照相，还是用X射线为好，因为曝光时间较短。

(4)对厚度大于150mm的铁素体材料，即使用最大的γ射源，曝光时间也是很长的，如工作批量大，宜用兆伏级X射线。

(5)对厚度为50～150mm的铁索体材料，如果使用正确的方法，用X射线和γ射线可得到相同的灵敏度；

(6)对厚度为15～50mm的铁素体材料，用X射线总可获得较高的灵敏度，γ射源的选用则须取决于所要求的探伤灵敏度。

(7)对某些困难的现场透照工作，体积庞大的X射线机使用不方便可能成为主要问题。

(8)只要与容器直径有关的焦距能满足一定的几何不清晰度要求，环形焊缝的透照应尽量选用圆锥靶周向X射线机作内透中心法垂直全周向曝光，以提高工效和影象质量。对直径较小的锅炉联箱管或其他管道环焊缝，也可选用小焦点(0.5mm)的棒阳极X射线管作垂直全周向曝光。

(9)选用平面靶周向X射线机对环焊缝作内透中心法倾斜全周向曝光时，必须考虑射线倾斜角度对焊缝中纵向面状缺陷的检出影响。 2.X射线能量的选择

X射线机的管电压可以根据需要调节，因此用X射线对试件照相，射线能量有多种选择。

选择X射线能量的首要条件应是具有足够的穿透力。随着管电压的升高，X射线的平均波长变短，有效能量增大，线质变硬，在物质中的衰减系数变小，穿透能力增强。如果选择的射线能量过低，穿透力不够，结果是到达胶片的透射射线强度过小，造成底片黑度不足，灰雾增大；曝光时间过份延长，以至无法操作等一系列现象。

但是，过高的射线能量对射线照相灵敏度有不利影响，随着管电压的升高，衰减系数μ减小，对比度△D降低，固有不清晰度Ui增大，底片颗粒度也将增大，其结果是射线照相灵敏度下降。因此，从灵敏度角度考虑X射线能量的选择的原则是：在保证穿透力的前提下，选择能量较低的X射线。

选择能量较低的射线可以获得较高的 对比度，但较高的对比度却意味着较低的透照厚度宽容度，很小的透照厚度差将产生很大的底片黑度差，使得底片黑度值超出允许范围：或是厚度大的部位底片黑度太小，或是厚度小的部位底片黑度太大。因此，在有透照厚度差的情况下，选择射线能量还必须考虑能够得到合适的透照厚度宽容度。

在底片黑度不变的前提下，提高管电压便可以缩短曝光时间，从而可以提高工作效率，但其代价是灵敏度降低。为保照相质量，标准对使用的最高管电压作出限制，并要求有适当的曝光量。图4.2为一些材料的透照厚度对应的允许使用的最高管电压。