射線透照工藝

射線透照工藝射線透照工藝是指為達(dá)到一定要求而對(duì)射線透照過(guò)程規(guī)定的方法、程序、技術(shù)參數(shù)和技術(shù)措施等，也泛指詳細(xì)說(shuō)明上述方法、程序、參數(shù)、措施的書(shū)面文件。射線透照工藝文件有兩種，一種稱(chēng)通用工藝規(guī)范，依照有關(guān)管理法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本單位具體情況（涉及的產(chǎn)品范圍和現(xiàn)有設(shè)備條件）編制而成。其內(nèi)容除包括從試件準(zhǔn)備直至資料歸檔的射線照相全過(guò)程，還包括對(duì)人員、設(shè)備、材料的要求以及一些基本技術(shù)數(shù)據(jù)，如曝光曲線等圖表。另一種稱(chēng)專(zhuān)用工藝，其內(nèi)容比較簡(jiǎn)明，主要是與透照有關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)，用于指導(dǎo)給定試件的透照工作。因其通常用卡片形式填寫(xiě)，所以有時(shí)稱(chēng)為透照工藝卡。工藝條件是指工藝過(guò)程中的有關(guān)參變量及其組合。射線透照工藝條件包括設(shè)備器材條件，透照幾何條件，工藝參數(shù)條件，工藝措施條件等。本章重點(diǎn)介紹一些主要的工藝條件對(duì)照相質(zhì)量的影響及應(yīng)用選擇原則。4.透1照設(shè)備器材射線源1、射線源分類(lèi)X射線：400KV以下，可通過(guò)調(diào)節(jié)KV選擇能量大小，穿透厚度上限達(dá)70—90mm左右。Y射線：能量不可改變，只能根據(jù)工件厚度選擇源的種類(lèi)。常用Y射線源的特性參數(shù)Y射線源主要能量（）13、41、2平均能量（）半衰期年年天天透照厚度（鋼）價(jià)格高高較低較高高能X射線：由加速器產(chǎn)生，能量1—30MeV,穿透厚度100—300mm,設(shè)備昂貴，適用于厚壁容器制造企業(yè)。2、射線能量（射線源種類(lèi)）的選擇考慮因素：穿透力照相靈敏度設(shè)備特點(diǎn)選擇原則：1）對(duì)于較薄材料（50mm以下）的透照，尤其是鋼板對(duì)接，應(yīng)優(yōu)先選擇X射線，可獲得較好的照相靈敏度。2）厚度50以上的透照，采用X射線、Y射線獲得的照相靈敏度相近，根據(jù)工件及現(xiàn)場(chǎng)情況選擇。3）透照困難的現(xiàn)場(chǎng)，如狹小空間、架空管道等，可考慮采用Y射線。4）環(huán)焊縫X射線透照，焦距滿足要求的情況下，盡量采用錐靶周向X射線機(jī)，一來(lái)可提高工效，二來(lái)可減小缺陷影像的畸變。1、膠片分類(lèi)按現(xiàn)行承壓設(shè)備射線檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)（JB/T4730.2—2005）：□□□□□□GB/T19384.1分為四類(lèi)，即T1、T2、T3和T4類(lèi)。T1為最高類(lèi)別，T4□□□□□□膠片系統(tǒng)包括了膠片、增感屏和沖洗條件。2、膠片選擇選擇原則：1）A級(jí)和AB□□□□□□□□□□T3□□□□□□□□□,B級(jí)射線檢測(cè)□□□□□T2□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□0.3。21采用□射線對(duì)裂紋敏感性大的材料進(jìn)行射線檢測(cè)時(shí)，應(yīng)采用T2類(lèi)或更高類(lèi)別的膠片。采用Y射線允許采用類(lèi)膠片，但靈敏度應(yīng)滿足要求。裂紋敏感材料：屈服強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度以上，低合金高強(qiáng)鋼類(lèi)如、、；低合金耐熱鋼類(lèi)如、、；馬氏體不銹鋼類(lèi)如、3）當(dāng)對(duì)公稱(chēng)厚度或透照厚度較薄的工件進(jìn)行Y射線照相時(shí)應(yīng)采用高類(lèi)別的膠片。4）對(duì)可焊性差的材料或RmN540MPa高強(qiáng)鋼，Y射線照相時(shí)應(yīng)選擇T2類(lèi)或更高類(lèi)別的膠片。像質(zhì)計(jì)1、像質(zhì)計(jì)分類(lèi)1）通用型像質(zhì)計(jì)JB/T4730標(biāo)準(zhǔn)引出HB7684—2000增加了小于0.100mm的線徑，即17號(hào)一0.080mm、18號(hào)一0.063mm、19號(hào)一0.050mm,.組成了4組像質(zhì)計(jì)：1—7、6—12、10—16、13—19。2）專(zhuān)用像質(zhì)計(jì)（附錄F）一般由5根等徑金屬絲組成，有特殊要求時(shí)也可為3根。適用于小徑管的透照。2、選用原則1）像質(zhì)計(jì)材料種類(lèi)應(yīng)與被檢工件材料相適應(yīng)（對(duì)射線的吸收特性相似）。特殊情況下，采用與工件材料種類(lèi)不同的像質(zhì)計(jì)時(shí)，以低原子序數(shù)材料制作的像質(zhì)計(jì)可以用于高原子序數(shù)材料制成的工件照相。即鐵（Fe）像質(zhì)計(jì)可以用于鎳（Ni）、銅（Cu）材料的照相，但不能用于鈦（Ti）、鋁（AI）材料的照相。2）應(yīng)根據(jù)檢測(cè)技術(shù)級(jí)別、透照方式和像質(zhì)計(jì)擺放的位置及公稱(chēng)厚度（T）/透照厚度（W）確定像質(zhì)計(jì)靈敏度，從而選用不同組別的像質(zhì)計(jì)。3）小徑管的透照，可選用通用型像質(zhì)計(jì)，也可選用專(zhuān)用像質(zhì)計(jì)。4像2透照方法（方式）透照方法（方式）的分類(lèi)按照檢測(cè)對(duì)象、射線源、被檢工件焊縫和膠片之間的位置關(guān)系，對(duì)接焊縫透照方法可分五大類(lèi)：縱縫單壁透照、環(huán)縫單壁外照、環(huán)縫單壁內(nèi)照、雙壁單影、雙壁雙影細(xì)分又可劃分如下：.外照法中心法F=R單壁透照:內(nèi)照法（偏心法FR環(huán)逢透照《偏心法F<R、雙壁單影直透法雙壁透照<,斜透法“雙壁雙影直透法t斜透法縱縫透照|單壁透照［雙壁透照1、選擇透照方式時(shí)考慮的因素：1）照相靈敏度靈敏度有明顯差異的情況下，應(yīng)選擇靈敏度較高的透照方式。如單壁透照靈敏度明顯高于雙壁透照，在兩種方式均可采用時(shí)，應(yīng)選前者。2）缺陷檢出特點(diǎn)根據(jù)檢出缺陷的要求選擇。如單壁外照法對(duì)容器內(nèi)表面裂紋檢出較為有利，雙壁雙影直透法對(duì)小徑管根部未焊透較為有利。3）透照厚度差和橫向裂紋檢出角較小的透照厚度差和橫向裂紋檢出角有利于提高底片質(zhì)量和裂紋檢出率。焦距和一次透照長(zhǎng)度相同的情況下，單壁內(nèi)照比單壁外照具有更小的透照厚度差和橫向裂紋檢出角。4）一次透照長(zhǎng)度各種透照方式的一次透照長(zhǎng)度不同，選擇選擇一次透照長(zhǎng)度較大的透照方式可有效提高檢測(cè)速度。5）操作方便性采用X射線，透照小型容器，外照更為方便，透照球罐，上半球外照方便，下半球內(nèi)照方便。6）試件和探傷設(shè)備具體情況容器（管道）直徑過(guò)小時(shí)，內(nèi)照可能導(dǎo)致Ug不滿足要求，只能采用外照；移動(dòng)式探傷設(shè)備只能采用外照；周向射線機(jī)或Y源透照，內(nèi)照更能發(fā)揮設(shè)備優(yōu)勢(shì)。2、透照方式選擇原則:（JB/T4730.2—2005）應(yīng)根據(jù)工件特點(diǎn)和技術(shù)條件的要求選擇適宜的透照方式。在可以實(shí)施的情況下應(yīng)選用單壁透照方式，在單壁透照不能實(shí)施時(shí)才允許采用雙壁透照方式。透照時(shí)射線束中心一般應(yīng)垂直指向透照區(qū)中心，需要時(shí)也可選用有利于發(fā)現(xiàn)缺陷的方向透照。4.透3照工藝參數(shù)條件射線能量1、射線能量對(duì)照相質(zhì)量的影響選擇射線能量的首要因素是對(duì)被檢工件具有足夠的穿透力。從保證射線照相靈敏度方面考慮，射線能量增高，衰減系數(shù)減小，底片對(duì)比度降低，固有不清晰度增大，底片顆粒度也增大，其結(jié)果射線照相靈敏度（三要素）下降。但是，如果射線能量過(guò)低，穿透力不夠，到達(dá)膠片的透照射線強(qiáng)度過(guò)小，造成底片黑度不足，灰霧度增大。2、射線能量的選擇對(duì)于x射線源，能量選擇即選擇KV,JB/T4730—2005.2中對(duì)不同透照厚度允許采用的最高管電壓上限作出了限定。對(duì)截面厚度變化大的承壓設(shè)備，m曲■敏度要求的出■下，允許采用——-一l過(guò)圖1□□□□□□□□壓祉一I_l_J_L_ULLU_LI口I”」I：]45E1刊川蘇3t4D3口總用廉□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□50kV；嬲就科mm對(duì)鈦及鈦合金材料，管電壓增量不應(yīng)超過(guò)40kV；在IT麴合金,卜壞Ht健始由4T及聆乳對(duì)鋁及鋁合金材料喟壓增呆施勒.―哥翻蠅0kV?理解：□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□關(guān)?！酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢醭雎??！酢酢酢酢酢?以AB級(jí)T3□□□□□□□□□□□□□□□2.0,而較薄部位的黑度大于4.0。對(duì)于Y射線源，穿透力取決于射線源的種類(lèi)。由于射線源發(fā)出的射線能量不可改變，而用高能射線透照薄工件時(shí)，會(huì)出現(xiàn)靈敏度下降的現(xiàn)象。因此，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于源的選擇不僅規(guī)定了透照厚度的上限，且也規(guī)定了透照厚度的下限。表41射線源褫JtlMeV以上X射線段備的選照厚度范國(guó)州不錯(cuò)瞅鐐合金墓轍蹴黃照厚度叫mir.A軌AB級(jí)J為75S：1Q~44)>14-40>20-90Co-60孕崎、200△60750X射線(IhfeV-JMeV)皋加300鼻50-180采用嗓內(nèi)中心透照方踞八1加四：在保證像質(zhì)計(jì)靈敏度達(dá)到、匆4.11.3要求的前提下，舲射線最小透口厚度愧（＞1加4□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□4.11.3□□□□□□,□□□□□□□,A級(jí)、AB級(jí)技術(shù)的Ir-192源的最小透口厚TOC\o"1-5"\h\z度可降至10mm,Se-75□□□□□□□□□□□5mm。?關(guān)于Se-75源：主要由四種線譜（能量）組成，0.13/0.27/0.281/0.405，平均能量0.226，半衰期120天，價(jià)格較Ir-192□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□X□□□□□□□□□□□□□□□□□,Ir-192源最小透照厚度難于滿足要求）□通常情況下，射線能量的選擇原則：在保證穿透的前提下，選擇能量較低的射線，以保證射線照相靈敏度。選擇能量較低的射線可以獲得較高的對(duì)比度，卻意味著較低的透照厚度寬容度。對(duì)于透照厚度差較大的工件將產(chǎn)生很大的底片黑度差，底片黑度值超出允許范圍。因此，在透照厚度差較大的工件時(shí)，選擇射線能量還必須考慮得到合適的透照厚度寬容度，即適當(dāng)選擇較高一點(diǎn)射線能量。1、焦距對(duì)射線照相質(zhì)量的影響焦距（F、f）對(duì)照相靈敏度的影響主要表現(xiàn)磯何不清晰度上。由幾何不清晰度定義（定義式：U=^b-（或U=出）可知，焦距F越大，U值越小，底g（F■b）gfg-

片上的影象越清晰。2、焦距的選擇為保證射線照相的清晰度（控制幾何不清晰度在允許范圍），標(biāo)準(zhǔn)對(duì)透照距離的最小值作出了限制。JB/T4730.2-2005規(guī)定透照距離f與焦點(diǎn)d和工件表面b應(yīng)滿足以下關(guān)系：檢測(cè)技術(shù)等級(jí)A級(jí)檢測(cè)技術(shù)等級(jí)A級(jí)f口AB級(jí)刊B級(jí)f口透照距離L17.5dib2/310dib2/315dib2/3□□□□□□U□UD2/15bi/3UD1/10bi/3UgD1/15b21/3由于焦距F=f+b，所以上述關(guān)系式也就限制了F的最小值。f可通過(guò)上列關(guān)系式計(jì)算（有效焦點(diǎn)尺寸d隨機(jī)提供，b已知），也可利用標(biāo)準(zhǔn)中的諾模圖查出。■O.■O.實(shí)際透照時(shí)一般并不采用最小焦距值，所用的焦距比最小焦距要大得多。這是因?yàn)橥刚請(qǐng)龅拇笮∨c焦距相關(guān)。焦距增大后，勻強(qiáng)透照?qǐng)龇秶龃?，這樣可以得到較大的有效透照長(zhǎng)度同時(shí)影象清晰度也進(jìn)一步提高。但是焦距也不能太大，因?yàn)榻咕嘣龃蠛螅丛瓉?lái)的曝光參數(shù)透照得到的底片其黑度將變小。若保持底片黑度不變，就必須在增大焦距的同時(shí)增加曝光量

或提高管電壓，而前者降低了工作效率，后者將對(duì)靈敏度產(chǎn)生不利的影響。影響焦距選擇的因素：檢測(cè)技術(shù)級(jí)別、焦點(diǎn)尺寸、工件厚度（透照方式）焦距的選擇有時(shí)也與試件的幾何形狀以及透照方式有關(guān)。例如，為得到較大一次透照長(zhǎng)度和較小的橫裂檢出角，在雙壁單影法透照環(huán)縫時(shí)，往往選擇較小的焦距，極限情況下，焦距就是筒體的外徑。采用源在內(nèi)中心透照方式周向曝光時(shí)，度）和采用源在內(nèi)中心透照方式周向曝光時(shí)，度）和4.11.3（像質(zhì)計(jì)靈敏度）的要求，定值的50%。采用源在內(nèi)單壁透照方式時(shí)，只要得到的底片質(zhì)量符合的要求，f□□□□□,□□□□□□□□□□□□只要得到的底片質(zhì)量符合4.11.2(黑f□□□□□,□□□□□□□□□4.11.2和4.11.320%。在幾何布置中，除考慮焦星屋的最小要求外，同時(shí)也要考慮到分段曝光時(shí)一次透照長(zhǎng)度，即焊逢的透照厚度比母長(zhǎng)=TT/]，K值與橫向裂紋檢出粕關(guān)系6=Cos-[（1/K）環(huán)焊逢的A級(jí)和AB級(jí)的K值不大于1.1，B級(jí)的K值不大于1.06；縱焊逢的A級(jí)和AB級(jí)的K值不大于1.03，B級(jí)的K值不大于1.01。例：透照一縱焊逢，透照厚度為6mm，一次透照長(zhǎng)度為300mm，選擇射線源焦點(diǎn)尺寸為3mm，檢測(cè)技術(shù)等級(jí)為AB級(jí)，求焦距最小應(yīng)為多少？已知：T=26mmL3=300mmd=3mmK=1.03求：F=f+b解：滿足Ug要求f三10db2/3=263mm滿足AB級(jí)要求K=T'/T=1/Cos6f=L3/0.4936f三608mmF三f+b=608+26=634mm答：焦距最小應(yīng)為634mm。■■■1、概述曝光量可定義為射線源發(fā)出的射線強(qiáng)度與照射時(shí)間的乘積（E=I?t）。對(duì)于X射線來(lái)說(shuō)，曝光量是指管電流i與照射時(shí)間t的乘積（E=Lt）；對(duì)于y射線來(lái)說(shuō)，曝光量是指放射源活度A與照射時(shí)間t的乘積（E=A?t）。曝光量是射線透照工藝中的一項(xiàng)重要參數(shù)。射線照相影象的黑度取決于膠片感光乳劑吸收的射線量，在透照時(shí)，如果固定試件尺寸，源、試件、膠片的相對(duì)位置，給定膠片、增感屏、放射源種類(lèi)或管電壓，貝底片黑度與曝光量有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此可以通過(guò)改變曝光量來(lái)控制底片黑度。2、曝光量的選擇曝光量不只影響影象底片的黑度，也影響影象的對(duì)比度和顆粒度以及信噪比。從而影響底片上可記錄的最小細(xì)節(jié)尺寸，即影響射線照相靈敏度。為保證照相質(zhì)量，曝光量應(yīng)不低某一個(gè)最小值，以防止用短焦距和高電壓所引起不良影響?！酢酢酢酢?□□□□700mm□,□□□□□□□□：A級(jí)和AB級(jí)射線檢□□□□□□15mA口min；B□□□□□□□□□□20mA口min。當(dāng)焦距改變時(shí)可按平方反比定律對(duì)曝光量的推薦值進(jìn)行換算。采用Y□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□10倍。曝光量通常是通過(guò)曝光曲線查得。3、曝光量的修正（1）互易律互易律（是光化學(xué)反應(yīng)的一條基本定律）：決定光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量的條件，只與總的曝光量相關(guān)，即取決于輻射強(qiáng)度和時(shí)間的乘積，而與這兩個(gè)因素的單獨(dú)作用無(wú)關(guān)?；ヒ茁煽梢鞛榈灼暮诙戎慌c總的曝光量相關(guān)，而與輻射強(qiáng)度和時(shí)間分別作用無(wú)關(guān)。在射線照相中，采用鉛箔或無(wú)增感的條件時(shí)，遵守互易定律。而當(dāng)采用熒光增感條件時(shí)，互易定律失效。互易律表達(dá)式：E=I?t=I1?t1=I2?t2=（）（2）平方反比定律平方反比定律（是物理學(xué)的一條基本定律）：從一點(diǎn)源發(fā)出的輻射，強(qiáng)度I與距離F的平方成反比，即存在以下關(guān)系I1/I2=F22/F12其原理為：在源的照射方向上任意立體角內(nèi)取任意垂直截面，單位時(shí)間通過(guò)的光量子總數(shù)是不變的，但由于截面積與到點(diǎn)源的距離平方成正比，所以單位面積的光量子密度，即輻射強(qiáng)度與距離平方成反比。（示意圖）（3）曝光因子互易律給出了在底片黑度不變前提下，射線強(qiáng)度與曝光時(shí)間相互變化的關(guān)系；平方反比定律給出了射線強(qiáng)度與距離之間的關(guān)系，將以上兩個(gè)定律結(jié)合起來(lái)：X射線管輻射強(qiáng)度I=KiZVI=（KZV）iI=ki據(jù)平方反比定律，輻射場(chǎng)任一點(diǎn)強(qiáng)度I=ki/F2據(jù)互易律E=It可以得到曝光因子的表達(dá)式ItItIt——■-1-^■2^F2F2F212AtAtAt■■22F2F2F212（4）曝光量的修正應(yīng)用利用曝光因子焦距改變時(shí)例：用某匕192r射線源透照直徑2米的環(huán)焊縫，曝光時(shí)間為30min得到的底片黑度恰好滿足要求，一月后仍用該源透照同樣厚度的直徑為3米的環(huán)焊逢，問(wèn)曝光時(shí)間應(yīng)為多少？已知：t1=30minF1=1000mmF2=1500mmIri92的半衰期取75天，一個(gè)月后源放射強(qiáng)度之比：A2/A1=（1/2）n，n=30/75=0.4A2/A1=（1/2）0.4=0.758解：由A1tl/F12=A2t2/F22得t=A■F22-=89.1minA2F12答：曝光時(shí)間