實驗一曝光曲線的制作

實驗一曝光曲線的制作第一頁，共六十三頁，2022年，8月28日一、實驗?zāi)康呐c任務(wù)1．掌握常用曝光曲線的制作方法；2．制作某一型號X射線機的曝光曲線。第二頁，共六十三頁，2022年，8月28日二、實驗設(shè)備與器材1．X射線機一臺2．階梯試塊一套3．密度計一臺4．鉛箔增感屏和膠片等若干5．普通坐標紙和對數(shù)坐標紙各一張第三頁，共六十三頁，2022年，8月28日三、實驗原理

選用任意一臺X射線機，采用相同的增感屏、膠片、顯影液、定影液及顯影、定影時間和顯影溫度的情況下，對同一材料的不同厚度工件的透照時，所用的曝光條件（焦距、管電壓、管電流和曝光時間），是不一樣的，如果我們固定其中的一些因素，使透照厚度僅隨其中某一種因素的變化而改變，那么我們就可以獲得一條相關(guān)曲線，這條曲線就是曝光曲線。第四頁，共六十三頁，2022年，8月28日三、實驗原理

曝光曲線是檢測的工具。一臺X射線機在不同的工藝和環(huán)境條件下其曝光曲線是不同的。因此，已經(jīng)制成的曝光曲線只適用于與當時特定條件相同的狀態(tài)，否則應(yīng)制作新的曝光曲線。常用曝光曲線有兩種：1．管電壓——厚度曝光曲線：2．曝光量

——厚度曝光曲線：第五頁，共六十三頁，2022年，8月28日三、實驗原理

1．管電壓——厚度曝光曲線：在X射線機、膠片、增感屏、焦距、暗室處理條件保持不變的情況下，固定曝光量（mA·min）對階梯試塊進行透照。為了使不同厚度部分的黑度值一樣，就必須隨著厚度的變化而改變曝光強度（管電壓KVP），這就是我們在實際生產(chǎn)運用中最常用的基本曲線。第六頁，共六十三頁，2022年，8月28日三、實驗原理

根據(jù)數(shù)學(xué)分析可以知道，管電壓與透照厚度之間不存在簡單的線性關(guān)系，因而得到的不是直線而是一條曲線，但從實驗中可以看出這條曲線的曲率不大，在某些區(qū)域內(nèi)可以近似的看作直線，在實驗中用階梯試塊實現(xiàn)不同厚度d的透照，在同一焦距和曝光量條件下，用不同的管電壓進行多張膠片曝光，經(jīng)暗室處理可得一組底片。第七頁，共六十三頁，2022年，8月28日三、實驗原理

通過這組底片可獲得多條黑度與厚度的曲線（每張底片即是一條黑度——厚度的曲線），當我們選取某一黑度值時，不同管電壓對應(yīng)的不同厚度即有一對應(yīng)點，將選取的各點標注于普通坐標紙上便可得一條曝光曲線，這一曝光曲線，就是管電壓——厚度曝光曲線。第八頁，共六十三頁，2022年，8月28日三、實驗原理第九頁，共六十三頁，2022年，8月28日三、實驗原理

2．曝光量——厚度曝光曲線：同制作管電壓——厚度曝光曲線一樣，在各種條件不變的情況下，固定管電壓（KVP）改變曝光量（mA·min），對階梯試塊進行分次曝光。第十頁，共六十三頁，2022年，8月28日三、實驗原理

在管電壓不變的情況下，d與logIt呈直線關(guān)系。在實驗中用階梯試塊實現(xiàn)不同厚度d的透照，在同一管電壓下用不同的曝光量進行多張膠片曝光，經(jīng)暗室處理可得一組底片。第十一頁，共六十三頁，2022年，8月28日三、實驗原理

通過這組底片可獲得多條黑度——厚度的關(guān)系曲線（每張底片即是一條黑度——厚度的曲線）。我們選取某一黑度值時不同的曝光量對應(yīng)不同的厚度即有一對應(yīng)點。將各實驗點標注于對數(shù)坐標紙上便可得一條曝光曲線，這一曝光曲線就是曝光量——厚度曝光曲線。第十二頁，共六十三頁，2022年，8月28日三、實驗原理

曝光量——厚度曝光曲線在對數(shù)坐標紙上是一條直線，這是因為：

I=Iot－μd

（1-1）

通過推論可得：

log

（1-2）第十三頁，共六十三頁，2022年，8月28日三、實驗原理

第十四頁，共六十三頁，2022年，8月28日四、實驗方法與步驟1．階梯試塊的準備加工階梯試塊，其材質(zhì)與被檢工件相同或相似。形狀、尺寸如圖1-1所示。階梯厚度梯按極差為2mm的等差數(shù)列變化，從2mm～20mm，另外再制備厚度為10mm和20mm的平板試塊各一塊，如加在階梯試塊下面，可擴大制作曲線的厚度范圍。第十五頁，共六十三頁，2022年，8月28日四、實驗方法與步驟第十六頁，共六十三頁，2022年，8月28日四、實驗方法與步驟2．制作管電壓——厚度曝光曲線（鋼鐵材料）管電壓——材料厚度曝光曲線是常用的一種曲線，實驗時要求：（1）按階梯試塊大小切好四張膠片（300×80mm），膠片用0.03毫米的鉛箔增感，放入暗袋中；第十七頁，共六十三頁，2022年，8月28日四、實驗方法與步驟（2）按表1-1所給定的條件逐張分別進行曝光，曝光時應(yīng)固定焦距，曝光量及暗室處理條件，放置識別標記等；（3）將曝光后的膠片進行暗室處理；（4）暗室處理后的底片用黑度計測量每一厚度對應(yīng)的黑度值，并填入表1-1中；第十八頁，共六十三頁，2022年，8月28日四、實驗方法與步驟（5）根據(jù)表1-1的數(shù)據(jù)，在普通坐標紙上作出不同管電壓時，材料厚度——黑度的關(guān)系曲線，縱坐標為黑度D，橫坐標為材料厚度d(mm)；（6）選黑度D=2.5時，作橫坐標的平行線，與每根D——d曲線相交，并讀取交點處的管電壓和厚度值并填入表1-2；（7）根據(jù)表1-2的數(shù)據(jù)，在普通坐標紙上繪制管電壓——材料厚度的曝光曲線，縱坐標為KVP，橫坐標為d(mm)。第十九頁，共六十三頁，2022年，8月28日五、數(shù)據(jù)處理1．從表1-4得到一組離散數(shù)據(jù)，由于d與Log之間存在線性關(guān)系，這是因為：（1-1）（1-2）第二十頁，共六十三頁，2022年，8月28日五、數(shù)據(jù)處理因此，這些點可以連成一條直線，但是在實驗過程中由于各種因素的影響而產(chǎn)生誤差，這些點都可能偏離直線，利用實驗所取得的數(shù)據(jù)求出直線方程，就是數(shù)據(jù)處理的主要任務(wù)，求解直線方程的方法很多，在此我們采用一元回歸方程：

y=bx+a

（1-3）通過一元回歸方程，求出（1-3）式中系數(shù)a和b。回歸直線方程也就得到了。第二十一頁，共六十三頁，2022年，8月28日五、數(shù)據(jù)處理設(shè)有一組實驗數(shù)據(jù)，自變量為x，應(yīng)變量為y，在求回歸方程時，首先按表1-5，將xi和yi值填入，并計算出xiyi，xi2以及它們的和，然后按下式計算系數(shù)b和d。

（1-4）（1-5）第二十二頁，共六十三頁，2022年，8月28日五、數(shù)據(jù)處理根據(jù)求得的b和a值即可得一條直線，這條直線稱為y對x的回歸直線，（1-3）式y(tǒng)對

x的回歸方程，b

為回歸系數(shù)，a為一常數(shù)。這個回歸方程所代表的直線，是平面XOY上一切直線中與已知觀測值最靠近的一條直線。曝光量——厚度曝光曲線的Logit與d之間已從數(shù)學(xué)表達式（1-2）知道具有線性關(guān)系，因此可用一元回歸法求此直線方程。第二十三頁，共六十三頁，2022年，8月28日六、實驗討論與分析

1．簡述兩種曝光曲線的作用；2．列出實驗數(shù)據(jù)，畫好曝光曲線，并作簡要分析。

第二十四頁，共六十三頁，2022年，8月28日六、實驗討論與分析

表1-1-3機型透照規(guī)范焦距：mm，曝光量：mA·t管電壓（KVP）底片黑度測量值dDdDdDdD第二十五頁，共六十三頁，2022年，8月28日六、實驗討論與分析

2.5時厚度d(mm)管電壓（KVP）表1-2（D=2.5時）第二十六頁，共六十三頁，2022年，8月28日六、實驗討論與分析

厚度d(mm)mA·tLogit表1-4第二十七頁，共六十三頁，2022年，8月28日四、實驗方法與步驟注：1．機型和透照規(guī)范實驗前由現(xiàn)場提供；2．實驗結(jié)束后將本頁剪下附于實驗報告內(nèi)。第二十八頁，共六十三頁，2022年，8月28日實驗二焊縫的射線探傷檢測

一、實驗?zāi)康模赫莆绽肵射線機對金屬結(jié)構(gòu)焊縫進行無損檢測的方法。第二十九頁，共六十三頁，2022年，8月28日實驗二焊縫的射線探傷檢測

二、實驗器材：1．X射線機一臺2．焊縫試板一件3．R16系列像質(zhì)計一套4．膠片、鉛箔增感屏、暗袋和鉛字若干5．密度計一臺6．觀片燈一個7．《JB/T4730-2005》標準一本第三十頁，共六十三頁，2022年，8月28日實驗二焊縫的射線探傷檢測

三、實驗原理：1．X射線和射線具有穿透物質(zhì)的特性，在穿透物質(zhì)過程中，會被物質(zhì)所吸收，使透過的射線強度減弱，我們稱其為衰減作用，這種物質(zhì)對射線的衰減作用具有一定的衰減規(guī)律，其衰減規(guī)律可用下列公式表示：第三十一頁，共六十三頁，2022年，8月28日實驗二焊縫的射線探傷檢測

式中：I——通過物體后的射線強度；

Io——通過物體前的射線強度；

μ——物質(zhì)的衰減系數(shù)；

d——物體的厚度。第三十二頁，共六十三頁，2022年，8月28日實驗二焊縫的射線探傷檢測

不同的物質(zhì)對射線的吸收和衰減系數(shù)是不一樣的，測量其變化就可以探測物體內(nèi)部有無缺陷，如圖所示：

第三十三頁，共六十三頁，2022年，8月28日實驗二焊縫的射線探傷檢測透照布置

1基本透照布置射線照相的基本透照布置如圖所示，考慮透照布置的基本原則是使透照區(qū)的透照厚度小，從而使射線照相能更有效地對缺陷進行檢驗。在具體進行透照布置時主要應(yīng)考慮的方面有：圖射線照相的基本透照布置

1—射線源2—中心束

3—工件4—膠片5—像質(zhì)計第三十四頁，共六十三頁，2022年，8月28日實驗二焊縫的射線探傷檢測

1）射線源、工件、膠片的相對位置；2）射線中心束的方向；3）有效透照區(qū)（一次透照區(qū)）。此外，還包括防散射措施、像質(zhì)計和標記系的使用等方面的內(nèi)容。第三十五頁，共六十三頁，2022年，8月28日實驗二焊縫的射線探傷檢測

設(shè)：為射線透過無缺陷部位強度，則：

I1=Ioe－μd

（2-2）設(shè)：為射線透過有缺陷部位強度，則：

I2=Ioe－μ（d－x）（2-3）如果缺陷部位含有雜質(zhì)或夾有其它物質(zhì)，則：膠片I2=Ioe－μ（d－x）－μ′x=Ioe－μd＋（μ－μ′）x

（2-4）

第三十六頁，共六十三頁，2022年，8月28日實驗二焊縫的射線探傷檢測

透過有缺陷部位和無缺陷部位后的射線強度比為：

I2

/I1=Ioe－μ（d－x）－μ′x/Ioe－μd

=Ioe－μd＋（μ－μ′）x/Ioe－μd

=e（μ－μ′）x(2-5)第三十七頁，共六十三頁，2022年，8月28日實驗二焊縫的射線探傷檢測

由2-5式可知，被透照物質(zhì)吸收系數(shù)與缺陷部位吸收系數(shù)差越大，則透過有缺陷部位與無缺陷部位的射線強度差越大，從而反映在底片上的黑度差越大。這樣就可以通過X或射線透照，來判斷缺陷的種類，數(shù)量和大小。第三十八頁，共六十三頁，2022年，8月28日實驗二焊縫的射線探傷檢測

2．X或射線對某些物質(zhì)可以產(chǎn)生光化學(xué)作用，利用光化學(xué)作用，可以采用熒光顯示攝像或感光膠片攝像，將上述過程進行顯示和記錄，即我們通常所說的X或射線適時成像和X或射線照像技術(shù)。第三十九頁，共六十三頁，2022年，8月28日實驗二焊縫的射線探傷檢測

四、實驗步驟：1．根據(jù)焊縫試塊厚度及形狀，制定工藝卡，選擇適當?shù)墓に囈?guī)范。2．將膠片置于試塊下面，在試塊上放好中心標記、搭接標記、試件編號、檢驗日期、檢驗者代號等標記，垂直于焊縫，距焊縫邊緣5mm以上。在膠片三分之一處外側(cè)放置與工件厚度相應(yīng)的像質(zhì)計，像質(zhì)計的金屬絲與焊縫垂直相交跨越放置，細絲朝外。如圖2-2。

第四十頁，共六十三頁，2022年，8月28日實驗二焊縫的射線探傷檢測

搭接標記中心標記搭接標記

焊縫母材像質(zhì)計鉛字鉛字

圖2-2識別標記擺放示意圖第四十一頁，共六十三頁，2022年，8月28日實驗二焊縫的射線探傷檢測

3．按照選擇的工藝規(guī)范進行曝光。4．暗室處理及水洗和干燥

第四十二頁，共六十三頁，2022年，8月28日實驗二焊縫的射線探傷檢測

五、實驗結(jié)果分析與討論：1．如何提高射線探傷靈敏度。第四十三頁，共六十三頁，2022年，8月28日實驗二小徑管的透照工藝一、實驗?zāi)康模和鈴紻o≤100mm的管子稱為小徑管，一般采用雙壁雙影法透照其對接環(huán)縫。使被檢焊縫在底片上的影像特征，分橢圓成像和重疊成像兩種方法。第四十四頁，共六十三頁，2022年，8月28日小徑管的透照工藝同時滿足下列兩條件，即T（壁厚）≤8mm；g（焊縫寬度）≤Do／4時，采用傾斜透照方式橢圓成像。不滿足上述條件，或橢圓成像有困難，或為適應(yīng)特殊需要（如特意要檢出焊縫根部的面狀缺陷）時，可采用垂直透照方式重疊成像。第四十五頁，共六十三頁，2022年，8月28日實驗二焊縫的射線探傷檢測

二、實驗器材：1．X射線機一臺2．焊縫試件一件3．像質(zhì)計一套4．膠片、鉛箔增感屏、暗袋和鉛字若干5．密度計一臺6．觀片燈一個7．《JB/T4730-2005》標準一本第四十六頁，共六十三頁，2022年，8月28日小徑管的透照工藝2．透照布置對小直徑管對接接頭，其透照布置主要是橢圓成像透照布置和垂直透照布置，透照布置的示意圖。橢圓成像透照布置是源在外雙壁透照的方式，但這時候射線穿過焊縫后在膠片上將形成整個環(huán)焊縫的影像，所得到的影像應(yīng)呈現(xiàn)為橢圓形狀，故稱為橢圓成像透照，也稱為雙壁雙影透照布置。采用橢圓成像透照的條件是：D0≤100mm；W（焊縫寬度）≤D0/4；T＜8mm。第四十七頁，共六十三頁，2022年，8月28日小徑管的透照工藝橢圓成像透照布置的基本要求是射線源布置在偏離焊縫中心面適當距離的位置；中心射線束一般指向環(huán)焊縫的中心。射線源偏移的距離應(yīng)保證源側(cè)焊縫和膠片側(cè)焊縫的影像不互相重疊，并應(yīng)具有適當?shù)拈g距，以保證熱影響區(qū)的射線照相影像不被干擾。兩側(cè)焊縫影像的間距（橢圓影像的短軸方向距離）常稱為（橢圓影像）開口寬度，一般規(guī)定其值為1倍焊縫寬度。第四十八頁，共六十三頁，2022年，8月28日小徑管的透照工藝開口寬度不能過大，否則將影響對周向裂紋性缺陷的檢驗，如根部未焊透。在不干擾熱影響區(qū)影像的條件下應(yīng)盡量取較小的值。依據(jù)開口寬度值可以計算射線源應(yīng)偏移的距離。第四十九頁，共六十三頁，2022年，8月28日焦距的選擇1．選擇焦距的一般規(guī)則焦距是射線源與膠片之間的距離，通常以F記號表示。焦距是射線照相另一個基本透照參數(shù)，確定焦距時必須考慮的是：

1）所選取的焦距必須滿足射線照相對幾何不清晰度的規(guī)定；

2）所選取的焦距應(yīng)給出射線強度比較均勻的適當大小的透照區(qū)。第五十頁，共六十三頁，2022年，8月28日焦距的選擇

前者限定了焦距的最小值，后者指導(dǎo)如何確定實際使用的焦距值。在實際的射線照相檢驗中所使用的射線源，總是具有一定的尺寸，因而必然要產(chǎn)生一定的幾何不清晰度。在討論影像質(zhì)量時曾給出幾何不清晰度的計算公式

第五十一頁，共六十三頁，2022年，8月28日焦距的選擇從此式可以得到計算焦距最小值的公式；式中

Fmin——焦距最小值；

d——射線源焦點尺寸；

T——物體的透照厚度；

Ug——幾何不清晰度。第五十二頁，共六十三頁，2022年，8月28日焦距的選擇焦距直接關(guān)系到射線照相的幾何不清晰度，并影響其他透照參數(shù)的確定，對射線照相得到的影像質(zhì)量，也就是對射線照相靈敏度具有重要影響。從此式可以看到，在確定焦距時應(yīng)同時考慮物體的透照厚度、射線源的焦點尺寸、限定的幾何不清晰度。近年來我國和國外的許多標準，對鋼鐵材料焊縫射線照相關(guān)于焦距選取，都直接規(guī)定焦距最小值與射線源焦點尺寸和透照厚度之間關(guān)系，主要的規(guī)定如下：第五十三頁，共六十三頁，2022年，8月28日焦距的選擇

為保證射線照相的清晰度，標準對透照距離的最小值有限制。在我國現(xiàn)行標準中，規(guī)定透照距離f(L1)與焦點尺寸df和透照厚度b(L2)應(yīng)滿足以下關(guān)系：象質(zhì)等級透照距離L1Ug值

2/31/3A級L1≥7.5dfL2

；Ug≤1/15L22/31/3AB級L1≥10dfL2

；Ug≤1/10L22/31/3B級L1≥15dfL2

；Ug≤1/15L2

第五十四頁，共六十三頁，2022年，8月28日焦距的選擇

由于焦距F=f+b(或Ll+L2)，所以上述關(guān)系式也就限制了F的最小值。在實際工作中，焦距的最小值通常由諾模圖查出?，F(xiàn)行JB\T4730-2005標準的諾模圖見附錄I。諾模圖的使用方法如下：在df線和b(L2)線上分別找到焦點尺寸和透照厚度對應(yīng)的點，用直線連接這兩個點，直線與f(L1)的交點即為透照距離f(L1)的最小值，而焦距最小值即為Fmin=f+b(L1+L2)。第五十五頁，共六十三頁，2022年，8月28日焦距的選擇可見，這些規(guī)定還是限定幾何不清晰度，但是它對幾何不清晰度的具體限定是隨著透照厚度連續(xù)改變的，而不是一固定值，也不是按照透照厚度分段規(guī)定，這是明顯的改進。在實際的射線照相檢驗工作中，確定焦距最小值常采用諾模圖。諾模圖是一種計算用的列線圖，確定焦距最小值的三線諾模圖是把計算焦距最小值的一些關(guān)系，利用梯形上底與下底之和等于2倍中線的幾何關(guān)系，畫出的三線計算圖