射線檢測(cè)技術(shù)(缺陷影像及質(zhì)量評(píng)定與控制)

全國(guó)無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)人員〔3級(jí)〕資格認(rèn)證培訓(xùn)射線檢測(cè)技術(shù)

缺陷影像及質(zhì)量評(píng)定與控制一、焊縫缺陷1、外觀缺陷外觀缺陷通常是指不需要用射線透照直接通過肉眼發(fā)現(xiàn)的外表缺陷，但在評(píng)片時(shí)因?yàn)椴辉诂F(xiàn)場(chǎng)單憑底片不能準(zhǔn)確確定是否是外觀缺陷，需要對(duì)照實(shí)物才能正確評(píng)定。1〕咬邊：咬邊是指沿著焊縫外沿在母材上形成的溝槽，它是焊縫邊沿金屬熔化后沒有得到充分補(bǔ)充而留下的缺口。單面焊在焊縫的上外表和下外表〔根部〕都可能產(chǎn)生咬邊，分別稱為外咬邊和內(nèi)咬邊。由于咬邊處金屬凹陷，所以此處吸收射線較少，底片上沿焊縫邊線呈現(xiàn)黑色不規(guī)那么條紋。2〕焊瘤焊接過程中產(chǎn)生的液態(tài)金屬?gòu)母恳绯觯鋮s后在母材外形成的金屬瘤稱為焊瘤。由于焊瘤處金屬增厚，過多的吸收射線致使底片上的黑度較小，如圖。產(chǎn)生焊瘤時(shí)常常會(huì)同時(shí)產(chǎn)生裂紋、未熔合等缺陷，評(píng)片時(shí)尤其要注意。3〕內(nèi)凹焊縫根部金屬收縮劇烈而造成低于母材局部稱內(nèi)凹，由于厚度減薄所以內(nèi)凹處黑度增大，如圖。4〕未焊滿焊接時(shí)熔化的金屬量缺乏造成焊縫外表下凹稱為未焊滿〔或稱未填滿〕，底片黑度增大，如圖5〕錯(cuò)邊二塊對(duì)接焊接板上下錯(cuò)位而造成的缺陷稱為錯(cuò)邊，底片上錯(cuò)位處的黑度有明顯的區(qū)別，如圖。6〕成形不良焊縫外表有凹凸不平、外表不光滑、焊縫寬度不齊等形狀缺陷，底片顯示黑度不均勻，如圖。7〕燒穿由于焊接電流大、焊速慢等原因造成熔深過大〔甚至穿孔〕的缺陷稱為燒穿，底片上呈現(xiàn)黑度較大的點(diǎn)狀或條狀陰影，如圖。2、內(nèi)部缺陷1〕氣孔氣孔是焊縫形成時(shí)，流動(dòng)金屬中的氣體未在凝固時(shí)逸出金屬，殘存于焊縫中形成的孔洞。氣體可能是從外界吸收的，也可能是焊縫形成過程中生成的，如焊條的潮濕會(huì)帶來水分。氣孔從形狀上分有點(diǎn)狀氣孔、條形氣孔、鏈狀氣孔、羽毛狀氣孔、密集氣孔、分散氣孔等。氣孔內(nèi)的氣體有氫氣、一氧化碳、二氧化碳、氧氣、氮?dú)獾?。氣孔減少了焊縫的有效體積，降低了接頭的強(qiáng)度，也可能引起應(yīng)力集中產(chǎn)生冷裂紋。由于氣孔中的主要成分是氣體，它對(duì)射線的吸收小于母材金屬對(duì)射線的吸收，所以氣孔在底片中的影像特征是：黑度較大，平面形狀多呈圓形、橢圓形，周邊比較圓滑。2〕夾渣焊接過程中殘留在焊縫中的熔渣形成夾渣缺陷。夾渣有金屬夾渣〔夾鎢、夾銅等〕、非金屬夾渣〔焊藥或焊劑殘留于焊縫中的硫化物、氧化物、氮化物等〕。夾渣中的主要成分有比母材金屬輕的非金屬，也有比母材金屬重的重金屬。因此它對(duì)射線的吸收情況各不相同，非金屬對(duì)射線的吸收較小，所以非金屬夾渣在底片中的黑度較母材金屬的黑度大，但比氣孔的黑度小〔圖3-9〕。重金屬〔如鎢〕對(duì)射線的吸收較大，所以重金屬夾渣在底片中的黑度較母材金屬的黑度小，鎢夾渣的黑度幾乎是白色。由于夾渣是實(shí)物而不是氣體所以缺陷形成后有一定的體積和硬度，它的周邊不是圓滑而是有一定的形狀甚至是棱角清楚帶有尖角〔圖3-10〕。3〕裂紋金屬結(jié)構(gòu)遭到破壞形成新的界面而產(chǎn)生的縫隙稱為裂紋。焊接完成產(chǎn)生的裂紋稱為熱裂紋，焊接完成后數(shù)小時(shí)產(chǎn)生的裂紋稱延遲裂紋或冷裂紋。裂紋產(chǎn)生的原因十分復(fù)雜，有焊接過程中產(chǎn)生的、焊接以后假設(shè)干小時(shí)內(nèi)產(chǎn)生的、也有使用過程中產(chǎn)生的。裂紋對(duì)焊接構(gòu)件的危害最大。射線照相法發(fā)現(xiàn)的裂紋通常是按其形態(tài)、位置、走向分類。如弧坑裂紋〔圖3-11〕產(chǎn)生于收弧時(shí)的弧坑位置，與焊縫走向垂直的橫向裂紋〔圖3-13〕，與焊縫走向平行的縱向裂紋〔圖3-14〕，丁字接頭處容易產(chǎn)生的縱向裂紋〔圖3-12〕等。裂紋是面狀缺陷，其縫隙內(nèi)多數(shù)含有氣體，底片上的影像特征是形狀細(xì)長(zhǎng)、鋸齒狀、二頭尖，一般裂紋的黑度較大容易發(fā)現(xiàn)。但也有一些微裂紋目視較難發(fā)現(xiàn)，要借助于放大鏡才能發(fā)現(xiàn)。4〕未焊透對(duì)接焊縫在焊接時(shí)二塊被焊接的金屬板沒有緊密接合，接合處留有機(jī)械加工的縫隙，縫隙處金屬?zèng)]有熔化，焊縫形成后此處仍留有縫隙稱為未焊透。未焊透減少了焊縫的有效體積降低了接頭強(qiáng)度，同時(shí)容易引起應(yīng)力集中而產(chǎn)生疲勞裂紋。由于機(jī)械加工痕跡明顯，未焊透在底片上的特征非常容易識(shí)別，它很直且多數(shù)是等寬的?？p隙內(nèi)是氣體，所以未焊透的黑度較大〔圖〕。嚴(yán)重的未焊透很長(zhǎng)或斷斷續(xù)續(xù)延伸，也有的極細(xì)極短。如果對(duì)接焊板錯(cuò)位，極可能產(chǎn)生單邊未焊透〔圖〕。5〕未熔合焊接時(shí)焊縫金屬〔指由焊條熔化填滿坡口的金屬〕與母材金屬之間沒有熔化結(jié)合、焊縫金屬與焊縫金屬之間〔發(fā)生在層與層之間〕雖然熔化但沒有結(jié)合或在根部發(fā)生的同類情況所形成的缺陷稱為未熔合。以上三種情況分別定義為坡口未熔合、層間未熔合和根部未熔合。未熔合是較薄的體積形缺陷，空腔內(nèi)多數(shù)是氣體，吸收射線較少所以黑度比母材黑度大。未熔合是焊縫缺陷中較難判定的，需要積累評(píng)定經(jīng)驗(yàn)才能更好確實(shí)定這類缺陷。3、偽缺陷：由各種非焊接因素造成底片上存在的疑似

缺陷，稱為偽缺陷。二、鑄件缺陷及影像特征1、鑄件常見缺陷裂紋：鑄件裂紋通常比焊接件裂紋大，也有熱裂紋和冷裂紋之分；氣孔、縮孔：一般呈圓形、橢圓形或枝狀，呈分散和密集分布，縮孔非常細(xì)小。疏松：鑄件形成時(shí)由于澆注溫度不當(dāng)或合金成分不當(dāng)引起的缺陷，底片上呈現(xiàn)為成遍的黑色細(xì)點(diǎn)；夾渣：有非金屬夾渣和金屬夾渣之分，與焊縫中的夾渣相同；冷隔：有二個(gè)以上澆冒口的大型鑄件，兩股金屬流集合在一起時(shí)沒有熔合而形成的缺陷。底片上形成為清晰的黑線或長(zhǎng)度和寬度不等但輪郭光滑清楚的黑色條帶。三、焊接管缺陷及影像特征四、影像質(zhì)量及控制1、影像的質(zhì)量要求1〕射線照相靈敏度靈敏度定義：射線照相底片上能夠發(fā)現(xiàn)沿射線穿透方向的最小缺陷〔或最小細(xì)節(jié)〕的能力稱為靈敏度；絕對(duì)靈敏度：射線照相底片上能夠發(fā)現(xiàn)沿射線穿透方向上的最小缺陷〔或最小細(xì)節(jié)〕的實(shí)際尺寸稱為絕對(duì)靈敏度；相對(duì)靈敏度：射線照相底片上能夠發(fā)現(xiàn)沿射線穿透方向上的最小缺陷〔或最小細(xì)節(jié)〕的實(shí)際尺寸與穿透厚度的百分比稱為相對(duì)靈敏度。相對(duì)靈敏度實(shí)際上表示的是缺陷與工件之間的厚度比，缺陷的厚度常用金屬絲或階梯塊厚度來模擬。像質(zhì)計(jì)：帶有金屬絲或階梯塊的器件稱為像質(zhì)計(jì)或透度計(jì)。2〕影像的黑度概念：底片黑度為什么成為評(píng)定影像質(zhì)量的二個(gè)主要指標(biāo)之一，原因是黑度大小反映了膠片性能的發(fā)揮狀態(tài)。通常情況，膠片應(yīng)當(dāng)工作在膠片特性曲線的直線段，這是膠片的比照度最大區(qū)段。如果底片黑度太小，會(huì)使膠片工作在比照度小于1的區(qū)段，這對(duì)照相質(zhì)量影響很大。底片評(píng)定范圍內(nèi)的黑度D應(yīng)符合以下規(guī)定〔JB4730-2005〕：A級(jí)：1.5≤D≤4.0；AB級(jí)：2.0≤D≤4.0；B級(jí)：2.3≤D≤4.0。用X射線透照小徑管或其他截面厚度變化大的工件時(shí)，AB級(jí)最低黑度允許降至1.5；B級(jí)最低黑度可降至2.0。采用多膠片方法時(shí)，單片觀察的黑度應(yīng)符合以上要求。雙片疊加觀察僅限于A級(jí)，疊加觀察時(shí)，單片的黑度應(yīng)不低于1.3。2、像質(zhì)計(jì)1〕像質(zhì)計(jì)的根本知識(shí)概念：檢驗(yàn)射線檢測(cè)影像質(zhì)量的器件稱為像質(zhì)計(jì)，又稱像質(zhì)指示器或透度計(jì)，簡(jiǎn)寫為IQI。常用的像質(zhì)計(jì)有：金屬絲像質(zhì)計(jì)〔線型像質(zhì)計(jì)〕、平板孔型像質(zhì)計(jì)和槽型像質(zhì)計(jì)。像質(zhì)計(jì)的材料：所使用的像質(zhì)計(jì)的材料應(yīng)與被檢工件的材料相同，因此根據(jù)檢測(cè)對(duì)像確定的像質(zhì)計(jì)材料通常有鐵、銅、鋁等。表5-1不同材料的像質(zhì)計(jì)適用的材料范圍〔JB4730〕像質(zhì)計(jì)材料代號(hào)FeNiTiAlCu像質(zhì)計(jì)材料碳鋼或奧氏體不銹鋼鎳-鉻合金工業(yè)純鈦工業(yè)純鋁3#純銅適用材料范圍碳鋼,低合金鋼,不銹鋼鎳,鎳合金鈦,鈦合金鋁,鋁合金銅,銅合金像質(zhì)計(jì)的功能：像質(zhì)計(jì)主要功能是檢驗(yàn)射線照相工藝質(zhì)量〔設(shè)備、曝光參數(shù)、暗室處理、散射線防護(hù)等〕是否符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，像質(zhì)指數(shù)〔或稱應(yīng)識(shí)別絲號(hào)〕反映了透照靈敏度。像質(zhì)計(jì)所顯示的細(xì)節(jié)并不表示照相法能夠顯示同等大小的缺陷細(xì)節(jié)。像質(zhì)計(jì)的擺放：像質(zhì)計(jì)一般應(yīng)放置在工件源側(cè)外表焊接接頭的一端〔在被檢區(qū)長(zhǎng)度的1/4左右位置〕，金屬絲應(yīng)橫跨焊縫，細(xì)絲置于外側(cè)。當(dāng)一張膠片上同時(shí)透照多條焊接接頭時(shí)，像質(zhì)計(jì)應(yīng)放置在透照區(qū)最邊緣的焊縫處。在實(shí)際應(yīng)用中，像質(zhì)計(jì)的擺放應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)要求為準(zhǔn)。單壁透照規(guī)定像質(zhì)計(jì)放置在源側(cè)。雙壁單影透照規(guī)定像質(zhì)計(jì)放置在膠片側(cè)。雙壁雙影透照像質(zhì)計(jì)可放置在源側(cè)，也可放置在膠片側(cè)。單壁透照中，如果像質(zhì)計(jì)無(wú)法放置在源側(cè)，允許放置在膠片側(cè)。單壁透照中像質(zhì)計(jì)放置在膠片側(cè)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行比照試驗(yàn)。比照試驗(yàn)方法是在射源側(cè)和膠片側(cè)各放一個(gè)像質(zhì)計(jì)，用與工件相同的條件透照，測(cè)定出像質(zhì)計(jì)放置在源側(cè)和膠片側(cè)的靈敏度差異，并以此修正。當(dāng)像質(zhì)計(jì)放置在膠片側(cè)時(shí)，應(yīng)在像質(zhì)計(jì)上適當(dāng)位置放置鉛字“F〞作為標(biāo)記，F(xiàn)標(biāo)記的影像應(yīng)與像質(zhì)計(jì)的標(biāo)記同時(shí)出現(xiàn)在底片上，且應(yīng)在檢測(cè)報(bào)告中注明。原那么上每張底片上都應(yīng)有像質(zhì)計(jì)的影像。當(dāng)一次曝光完成多張膠片照相時(shí)，使用的像質(zhì)計(jì)數(shù)量允許減少但應(yīng)符合以下要求：A、環(huán)形對(duì)接焊接接頭采用源置于中心周向曝光時(shí)，至少在圓周上等間隔地放置3個(gè)像質(zhì)計(jì)。B、球罐對(duì)接焊接接頭采用源置于球心全景曝光時(shí)，至少在北極區(qū)、赤道區(qū)、南極區(qū)附近的焊縫上沿緯度等間隔地各放置3個(gè)像質(zhì)計(jì)，在南、北極的極板拼縫上各放置1個(gè)像質(zhì)計(jì)。C、一次曝光連續(xù)排列的多張膠片時(shí)，至少在第一張、中間一張和最后一張膠片處各放置一個(gè)像質(zhì)計(jì)。小徑管可選用通用線型像質(zhì)計(jì)或?qū)Ｓ谩驳葟浇饘俳z〕像質(zhì)計(jì)，金屬絲應(yīng)橫跨焊縫放置。如底片黑度均勻部位〔一般是鄰近焊縫的母材金屬區(qū)〕能夠清晰地看到長(zhǎng)度不小于10mm的連續(xù)的金屬絲影像時(shí)，那么該絲認(rèn)為是可識(shí)別的。專用像質(zhì)計(jì)至少應(yīng)能識(shí)別兩根金屬絲。2〕線型像質(zhì)計(jì)線型像質(zhì)計(jì)的根本樣式如圖所示，它采用與被透照工件材料相同或相近的材料制做的金屬絲，按照直徑大小的順序平行排列、封裝在透明材料中。線徑為3.20mm～0.05mm；編號(hào)分別為1～19號(hào)〔如下表〕。圖是中國(guó)的絲型像質(zhì)計(jì)，圖右是美國(guó)ASTM絲型像質(zhì)計(jì)。金屬絲像質(zhì)計(jì)靈敏度可用下式計(jì)算：式中：d為金屬絲直徑；T為工件厚度。金屬絲像質(zhì)計(jì)的直徑與編號(hào)〔gb3323-2005〕像質(zhì)指數(shù)（應(yīng)識(shí)別絲號(hào)）直徑

mm允許偏差mm像質(zhì)指數(shù)（應(yīng)識(shí)別絲號(hào)）直徑

mm允許偏差mm13.20±0.0390.50±0.0122.50100.4032.00120.2541.60±0.02130.2051.25140.1661.00150.125±0.0570.80160.10080.63170.080180.063190.0503〕平板孔型像質(zhì)計(jì)平板孔型像質(zhì)計(jì)是在均勻厚度的平板上鉆上三個(gè)通孔，如果像質(zhì)計(jì)的厚度為T，那么三個(gè)孔的直徑分別為1T、2T、4T。1T孔位于中間。板厚應(yīng)選為透照厚度的1%、2%或4%，板的材料應(yīng)與被透照工件的材料相同或相近。平板孔型像質(zhì)計(jì)的典型樣式如圖3-23所示，圖3-24是該像質(zhì)計(jì)的實(shí)物照美國(guó)ASTME142-68標(biāo)準(zhǔn)提出，由三塊平板組成分別記為a、b、c。a：T=0.005″--0.05″;b:T=0.060″--0.160″;c：T=0.180″平板孔型像質(zhì)計(jì)以下面的方式規(guī)定靈敏度級(jí)別：N1—N2T其中N1、N2為二個(gè)數(shù)字，N1是以透照物體厚度的百分?jǐn)?shù)表示的像質(zhì)計(jì)板厚，N2T是應(yīng)識(shí)別的最小孔徑的尺寸，它是T的N2倍。例如：4-2T。這個(gè)靈敏度級(jí)別表示，所使用的像質(zhì)計(jì)厚度T應(yīng)是透照厚度的4%〔即，N1＝4〕，至少應(yīng)能識(shí)別像質(zhì)計(jì)上直徑為像質(zhì)計(jì)板厚2倍的孔〔即2T孔，N2＝2〕。平板孔型像質(zhì)計(jì)的靈敏度不是直接通過厚度差表達(dá)，其靈敏度定義為“等效透度計(jì)靈敏度〞。等效透度計(jì)靈敏度可按下式計(jì)算式中，t為透照厚度，T為平板孔型像質(zhì)計(jì)的厚度，h為可識(shí)別的平板孔型像質(zhì)計(jì)上的最小孔徑，單位為例1、工件厚度為4.5″，要求質(zhì)量等級(jí)為4-4T，求：像質(zhì)計(jì)厚度T和靈敏度K。解：T=4.5×4%=0.18″選用C型像質(zhì)計(jì)；例2、求質(zhì)量等級(jí)為4-2T的像質(zhì)計(jì)靈敏度K。解：工件厚度未知，可在公式中設(shè)置未知數(shù)t,那么T=0.04t;h=2T=2×0.04t應(yīng)該注意的是等效透度計(jì)靈敏度不等于線型像質(zhì)計(jì)靈敏度。平板像質(zhì)計(jì)各靈敏度級(jí)別的等效透度計(jì)靈敏度4〕階梯孔型像質(zhì)計(jì)像質(zhì)計(jì)構(gòu)成梯塊上鉆有直徑等于階梯厚度的通孔。常用的階梯形狀有矩形和正六邊形。靈敏度計(jì)算2、比照度比照度是影響影像質(zhì)量的重要參數(shù)，以黑白為例當(dāng)白的愈白、黑的愈黑時(shí)即其黑白清楚，可謂比照度很高或反差很大。射線底片是黑白的負(fù)片，相鄰處黑度差愈大那么比照度愈高。我們將相鄰處的黑度差定義為射線照相比照度。實(shí)際上，射線照相法還涉及到與工件有關(guān)的主因比照度和與膠片有關(guān)的膠片比照度，它們之間有著非常重要的關(guān)聯(lián)。1〕射線照相比照度：射線照相底片上相鄰兩區(qū)域的黑度差△D稱為射線照相比照度〔或稱為射線照相襯度〕。射線照相比照度愈大底片上的缺陷影像就愈容易發(fā)現(xiàn)。2〕主因比照度：如圖，I和I′是穿過工件無(wú)缺陷和有缺陷處的射線強(qiáng)度，可用二種方式定義主因比照度。⑴GB12604-90.(2.54)中定義“穿過被檢體被選定的一些局部后射線強(qiáng)度之比〔或此比的對(duì)數(shù)〕〞為主因比照度。⑵主因比照度的另一種定義：穿過被檢體相鄰局部后射線強(qiáng)度差與無(wú)缺陷處的射線強(qiáng)度之比稱為主因比照度。以上表達(dá)式是通過級(jí)數(shù)展開、工程忽略和散射線修正后得到的。3〕膠片比照度在前面已經(jīng)介紹了膠片比照度的定義與表達(dá)4〕三個(gè)比照度的相互關(guān)聯(lián)膠片比照度表達(dá)式略加變化就可得到由上可這，射線照相比照度可以表達(dá)為：射線照相比照度=膠片比照度γ×主因比照度上式清楚地說明：要得到較大的射線照相比照度，必須有盡可能大的主因比照度和合理的膠片比照度。我們對(duì)此進(jìn)行深入的討論可以得到非常重要的結(jié)論。⑴如何得到盡可能大的主因比照度所以，要得到較高的主因比照度必須采用波長(zhǎng)較長(zhǎng)、能量較低的射線。⑵如何得到合理的膠片比照度在前面已經(jīng)已經(jīng)強(qiáng)調(diào)了正確使用膠片的二個(gè)重要原那么：必須選用比照度大的膠片；必須使膠片的工作區(qū)在直線段〔即γ值大于1的區(qū)段〕。在“射線照相比照度=膠片比照度γ×主因比照度〞中，可以看出，假定通過各種工藝優(yōu)化已經(jīng)取得了盡可能高的主因比照度。那么，γ的取值就有三種可能：第一種可能：γ=1那么：射線照相比照度=主因比照度；第二種可能：γ＞1那么：射線照相比照度＞主因比照度，射線照相比照度可能成倍的增加；第三種可能：γ＜1那么：射線照相比照度＜主因比照度，顯然工藝優(yōu)化的效果被降低。曝光量較大時(shí)，膠片作用在直線段，γ＞1曝光量較小時(shí)，膠片作用在弧線段，γ＜1DlogE上述分析說明射線照相比照度實(shí)際上就是被放大了的主因比照度，而膠片比照度γ就是主因比照度的放大系數(shù)。不過，在使用中要注意曝光量的選擇，防止過低曝光量使γ＜1，這就是合理選擇和使用膠片比照度的關(guān)鍵所在。射線照相比照度的修正考慮到幾何投影關(guān)系和散射線的影響，射線照相比照度尚需作以下修正：3、清晰度定義：工件〔缺陷〕邊界在射線底片上的清晰程度稱為射線照相清晰度。為了度量方便；清晰度常用不清晰度來說明，即：工件〔缺陷〕邊界在射線底片上的不清晰程度稱為射線照相的不清晰度。由于幾何投影關(guān)系和射線能量對(duì)膠片乳劑的激發(fā)作用，使得工件〔缺陷〕邊界在底片上變得模糊而不清晰，前者稱為幾何不清晰度，后者稱為固有不清晰度。幾何不清晰度：如下圖，由射線源焦點(diǎn)的幾何尺寸、焦距和工件厚度的影響，造成工件〔缺陷〕邊界產(chǎn)生幾何不清晰度(Ug)。固有不清晰度：如下圖，由于射線能量對(duì)膠片乳劑的激發(fā)作用，造成工件〔缺陷〕邊界形成的半影〔Ui〕即是固有不清晰度?？偟牟磺逦?、底片質(zhì)量的判斷合格底片的質(zhì)量要求。底片作為對(duì)檢測(cè)工件質(zhì)量評(píng)定的唯一依據(jù)，它必須是符合標(biāo)準(zhǔn)要求的。根據(jù)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)對(duì)合格底片有以下質(zhì)量要求：顯示的像質(zhì)計(jì)靈敏度〔像質(zhì)指數(shù)或應(yīng)識(shí)別絲號(hào)〕符合標(biāo)準(zhǔn)要求；有效評(píng)定區(qū)內(nèi)底片黑度范圍符合標(biāo)準(zhǔn)要求；底片上各類標(biāo)記擺放符合標(biāo)準(zhǔn)要求；底片上不能有偽缺陷；背散射檢查：為檢測(cè)來自地面的散射線對(duì)膠片的影響，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定膠片底面必須放鉛字“B〞，根據(jù)“B〞的顯示情況判斷背散射的影響程度。典型的不合格底片無(wú)像質(zhì)計(jì)；底片黑度太低；偽缺陷；無(wú)搭接標(biāo)記、無(wú)中心標(biāo)記。5、提高影像質(zhì)量的措施提高射線照相比照度正確選擇射線能量正確選擇膠片正確使用膠片提高底片清晰度控制幾何不清晰度控制固有不清晰度暗室條件控制消除散射線工件散射線防止膠片底面散射線防止工件周圍物體散射線防止軟射線過濾第六專題膠片的正確使用一、前言照相法通過膠片經(jīng)過曝光、暗室處理后形成的底片影像顯示工件內(nèi)部狀態(tài)，膠片的正確使用對(duì)影像的質(zhì)量有很大的影響。但是我們?cè)趯?shí)際工作中，對(duì)膠片的重要作用并沒有深刻的認(rèn)識(shí)和理解。由于使用的隨意性很大，所以由錯(cuò)誤使用膠片造成影像質(zhì)量的下降我們甚至并不知情。在１、２級(jí)教材中雖然對(duì)膠片的性能、使用原那么有過介紹，但都不夠詳細(xì)與深刻。本章是要通過深入的理論分析，讓大家對(duì)膠片的重要性有透徹的了解，從而真正的做到合理使用膠片，讓膠片發(fā)揮最大功能。二、詳解膠片特性曲線1、膠片特性曲線的含義：理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，底片攝影密度〔習(xí)慣上稱為“黑度〞〕與管電壓、曝光量〔射線強(qiáng)度×曝光時(shí)間≈管電流×曝光時(shí)間〕及暗室處理〔顯影液和定影液配方、溫度、時(shí)間〕有關(guān)。黑度大小對(duì)影像質(zhì)量有很大的影響，因此掌控黑度變化是射線照相法中一項(xiàng)重要工作。從外表看對(duì)底片黑度的掌控似乎可以從三方面著手：1〕固定曝光量和暗室處理?xiàng)l件，調(diào)節(jié)管電壓掌控底片黑度。但是由于管電壓調(diào)節(jié)受標(biāo)準(zhǔn)中最高管壓的限制，標(biāo)準(zhǔn)限制最高管壓的原因是管電壓愈高，比照度愈差影像質(zhì)量愈差。而管電壓太小那么可能不能穿透工件，所以管電壓可以調(diào)節(jié)的范圍很小。2〕固定管電壓和曝光量，調(diào)節(jié)暗室處理?xiàng)l件掌控底片黑度。實(shí)際上各種牌號(hào)的膠片，制造廠都規(guī)定了該牌號(hào)的最正確處理?xiàng)l件。例如，原天津Ⅲ膠片在每盒膠片中都附有一張說明書，這張說明書上有顯、定影的配方和洗片、干片的液體溫度及時(shí)間。有人會(huì)說，用天津Ⅲ膠片不用該廠提供的配方藥水，不控制說明書提供的溫度、時(shí)間范圍，難道就不能洗出片子來嗎？可以洗出片子，但洗出的片子不是最好的。為什么？道理非常簡(jiǎn)單，每個(gè)膠片生產(chǎn)廠的乳劑配方和生產(chǎn)工藝雖然有大同但也存小異，因此必須用與該配方相匹配或適應(yīng)的顯定影液和溫度、時(shí)間才能洗出最好的片子。如果嚴(yán)格按說明書操作，那么溫度和時(shí)間的可調(diào)范圍并不很大。如天津Ⅲ膠片顯、定影液溫度控制２０℃±２℃，顯影時(shí)間５～７分鐘，定影時(shí)間＞１５分鐘。超出上述數(shù)據(jù)范圍〔注意：每種膠片都有它自身的處理?xiàng)l件〕試圖用暗室處理來調(diào)節(jié)底片黑度，這種做法是錯(cuò)誤的。3〕固定管電壓和暗室處理?xiàng)l件，調(diào)節(jié)曝光量掌控底片黑度。這是調(diào)節(jié)底片黑度的最正確途徑，因?yàn)樵谄毓饬繀?shù)中有二個(gè)可調(diào)因素〔管電流和曝光時(shí)間〕。曝光量的改變不會(huì)直接影響底片的比照度和清晰度。綜上所述，底片黑度D和曝光量之間存在一定關(guān)系，是什么關(guān)系？從以上三點(diǎn)分析，D與入射線的強(qiáng)度I、射線波長(zhǎng)λ〔射線能量〕、曝光時(shí)間t、膠片因素γ〔包括暗室處理〕等存在函數(shù)關(guān)系：D=F〔I、λ、t、γ〕假設(shè)λ與γ一定，那么D可寫為：D=kItp由于p值的不確定，所以D與It之間也無(wú)法得出明確的變化規(guī)律，唯一方法是通過實(shí)驗(yàn)確定二者之間的關(guān)聯(lián)。膠片特性曲線的含義：膠片特性曲線是描述曝光量和黑度之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)曲線。如果用普通坐標(biāo)畫這條實(shí)驗(yàn)曲線將是一條彎曲的曲線。但如果用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)〔即橫坐標(biāo)是曝光量的常用對(duì)數(shù)logE、縱坐標(biāo)是普通坐標(biāo)D〕畫這條曲線，那么這條曲線中有一段將是直線或接近直線，如上圖所示。2、膠片特性曲線的構(gòu)成1〕AB段：曝光量為零時(shí)，底片已經(jīng)有黑度值A(chǔ)，這是膠片的本底灰霧〔膠片灰霧度，與膠片質(zhì)量有關(guān)〕。曝光量從A增加到B時(shí)，雖有曝光量的增值但沒有黑度的增值。曲線的這一段稱為曝光遲鈍區(qū)，B稱為曝光量的閾值。2〕BC段：曝光量從B點(diǎn)增加到C點(diǎn)〔E1〕，底片黑度從本地灰霧增加到D1。這時(shí)曝光量增加，底片黑度增加緩慢，稱為曝光缺乏區(qū)。3〕CD段：曝光量增加黑度增加，之間呈近似的直線關(guān)系，該區(qū)稱曝光正常區(qū)，也是膠片的工作區(qū)。4〕DE段：曝光量增加黑度緩慢增加到黑度極大值，這段稱過度曝光區(qū)。5〕EF段：曝光量增加黑度反而降低，這段稱為負(fù)感區(qū)。非增感型膠片沒有負(fù)感區(qū)。3、膠片特性曲線的特征參數(shù)1〕膠片襯度：圖中直線段DC及其延長(zhǎng)線與橫坐標(biāo)相交生成夾角θ，定義θ的正切〔即直線段的斜率〕為該膠片的襯度〔或襯度系數(shù)〕γ，又稱為膠片的比照度：從圖中可以看出，膠片特性曲線有直線段和非直線段，它們的襯度并不相同，對(duì)此加以討論：⑴直線段的γ值：該線段的斜率就是它的襯度，如公式；⑵非直線段的γ值：非直線段二個(gè)端點(diǎn)連線的斜率就是它的襯度，用類似的公式計(jì)算；⑶曲線上某一點(diǎn)的γ值：該點(diǎn)切線的斜率就是它的襯度；⑷通常用膠片特性曲線直線段的γ值定義為膠片的襯度；⑸由于特性曲線上每一個(gè)線段或每一點(diǎn)的襯度都不相同，因此要關(guān)注該值的大小。在圖中，顯然DC段的襯度大于1，而CB段和ED段都是小于1的；⑹γ值的大小說明了膠片上當(dāng)曝光量改變時(shí)，其黑度D改變的快慢。2〕膠片的感光度：一定強(qiáng)度的射線使膠片感光并到達(dá)一定黑度所需的時(shí)間稱為感光度〔需要的時(shí)間長(zhǎng)感光度小，或感光速度慢〕。圖3-1中，DC延長(zhǎng)線與橫坐標(biāo)交于i點(diǎn)，該點(diǎn)的曝光量為Ei,Ei的倒數(shù)稱為膠片的感光度s：式中k是與曝光條件有關(guān)的系數(shù)。三、膠片特性曲線的作用1、確保主因比照度得到放大在1、2級(jí)教材的節(jié)中詳細(xì)闡述了射線照相比照度與膠片比照度、主因比照度之間的關(guān)系〔射線照相比照度=膠片比照度γ×主因比照度〕。提出了一個(gè)新的說法：膠片比照度是主因比照度的放大系數(shù)。如何利用這個(gè)放大系數(shù)非常重要，在那一節(jié)中說到γ值有三種可能〔指的是直線段的γ值〕：1〕第一種可能：γ=1那么：射線照相比照度=主因比照度。膠片對(duì)主因比照度沒有提高也沒有降低。事實(shí)上直線段γ=1的膠片是不存在的，因?yàn)檫@樣的膠片是沒有人用的。2〕第二種可能：γ＞1那么：射線照相比照度＞主因比照度，射線照相比照度可能成倍的增加。直線段γ＞1是膠片生產(chǎn)的根本要求，但不同廠家生產(chǎn)的膠片在γ值上可能會(huì)相差很多。我們?cè)?jīng)做過試驗(yàn)測(cè)試過多種膠片的γ值，低的約3～4，高的約8～9。我們?cè)谶x用膠片時(shí)應(yīng)該選擇γ值大的膠片〔不考慮寬容度要求〕。3〕第三種可能：γ＜1那么：射線照相比照度＜主因比照度，顯然工藝優(yōu)化的效果被降低。事實(shí)上直線段γ＜1的膠片也是不存在的。但是，在膠片的實(shí)際使用中常常會(huì)跌入γ＜1線段里，什么時(shí)候會(huì)產(chǎn)生這種情況：當(dāng)曝光量很小的時(shí)候，膠片使用時(shí)的實(shí)際γ值會(huì)＜1。觀察曲線圖，如果曝光量小膠片工作在特性曲線的CB段，那么γ＜1。所以，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了曝光量的最低要求值15～20mAmin。另一種可能是膠片工作在特性曲線的ED段。

用簡(jiǎn)要的話總結(jié)：買γ值大的膠片用，用時(shí)曝光量必須大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值2、利用膠片特性曲線對(duì)曝光量進(jìn)行修正1〕相對(duì)曝光量對(duì)數(shù)在用膠片特性曲線對(duì)曝光量進(jìn)行修正時(shí)常用“相對(duì)曝光量對(duì)數(shù)〞對(duì)曲線的橫坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定，利用標(biāo)定的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算十分方便。以某一曝光量值為基準(zhǔn)，其余各值與其相比得出相對(duì)值。對(duì)基準(zhǔn)值而言，該相對(duì)值為1，其對(duì)數(shù)那么為0，依次得出：圖中，上排logE0是曲線直線段的起點(diǎn)，以它作基準(zhǔn)得出下排坐標(biāo)的0點(diǎn)、1、2、3…和-1、-2…2〕同一膠片不同黑度時(shí)的曝光量修正2〕同一膠片不同黑度時(shí)的曝光量修正例：有一膠片特性曲線如圖3-3，曝光量為10mAmin時(shí)黑度為1.2，在其他條件不變的情況下。底片黑度提高到2.0，曝光量應(yīng)為多少？解：如圖可查得答：黑度為2.0時(shí)，曝光量應(yīng)為39.8mAmin。1.10.53〕保持黑度不變，改變膠片時(shí)的曝光量修正例：有A、B二種膠片，用A膠片獲得D=2時(shí)所需曝光量為EA=15mAmin，現(xiàn)改用B膠片到達(dá)D=2時(shí)所需曝光量應(yīng)為多少？解：如圖可查得答：使用膠片B，D=2.0時(shí)曝光量為47.4mAmin。1.61.14〕在不同的膠片特性曲線上查詢同一曝光量時(shí)的黑度例：如圖，使用B型膠片曝光量為47.4mAmin時(shí)黑度為2.0，現(xiàn)改為使用膠片A用同樣的曝光量照相，獲得的黑度是多大？解：如圖，在縱坐標(biāo)黑度D=2處作橫坐標(biāo)的平行線交B曲線于G點(diǎn)，連接橫坐標(biāo)1.6到G并延長(zhǎng)與A曲線相交于H，過H作橫坐標(biāo)的平行線與總坐標(biāo)相交，讀出D=3.2。答：改用A膠片，黑度D=3.2。GH第七專題作業(yè)指導(dǎo)書與工藝規(guī)程的編寫一、透照工藝確實(shí)定1、透照工藝參數(shù)確實(shí)定〔1〕射線源和能量的選擇1〕射線源選擇：能夠用于工業(yè)檢測(cè)的射線源有X射線、γ射線和中子射線，無(wú)損檢測(cè)常用X射線和γ射線源。選擇射線源的原那么有三個(gè)：第一是穿透力，第二是靈敏度，第三是便捷性。除高能X射線外，一般情況下γ射線的穿透力大于X射線的穿透力，因此厚度大的工件通常用γ射線檢測(cè)。X射線的檢測(cè)靈敏度一般情況下高于γ射線的靈敏度，因此對(duì)重要工件盡可能采用X射線檢測(cè)。在役檢測(cè)的環(huán)境條件各異，許多情況下X射線裝置體積大而重使用不便，故常用γ射線檢測(cè)。透照厚度、照相級(jí)別與射線源選擇射線源透照厚度W

，mmA級(jí),AB級(jí)B級(jí)Se-75≥10～40≥14～40Ir-192≥20～100≥20～90Co-60≥40～200≥60～150Ｘ射線（1MeV～4MeV）≥30～200≥50～180Ｘ射線（＞4MeV～12MeV）≥50≥80Ｘ射線（＞12MeV）≥80≥100

JB4730-2005根據(jù)工件厚度和檢測(cè)質(zhì)量等級(jí)對(duì)射線源選擇提出以下推薦表。2〕射線能量的選擇射線能量選擇有二個(gè)原那么：第一是穿透力，第二是比照度。從理論上講較軟射線的比照度高，因此底片影像清晰，所以在能穿透工件的前提下盡可能選用較低能量的射線源。JB4730標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同材料〔圖27中：1-銅及銅合金；2-鋼；3-鈦及鈦合金；4-鋁及鋁合金〕、不同透照厚度允許采用的最高Ｘ射線管電壓?！?〕焦距的選擇焦距在射線檢測(cè)中直接影響幾何不清晰度，因此直接影響影像質(zhì)量。焦距大幾何不清晰度小影像清晰，反之焦距小幾何不清晰度大影像清晰度差。但是它間接的影響射線能量的選擇，例如為了減小幾何不清晰度而提高焦距，但焦距增大需要提高能量〔或強(qiáng)度〕，能量提高會(huì)降低比照度反而降低了影像質(zhì)量。曝光量〔強(qiáng)度〕增加回延長(zhǎng)作業(yè)時(shí)間，降低檢測(cè)效率。所以焦距的選擇要綜合考慮利弊關(guān)系，目前習(xí)慣上選擇的焦距值在600-900mm范圍?！?〕幾何不清晰度的控制〔最小焦距選擇〕幾何不清晰度的控制各個(gè)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定都不相同，我國(guó)GB3323和JB4730標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，幾何不清晰度控制

值隨檢測(cè)級(jí)別和工件厚度改變〔膠片照相法通?？刂圃?%左右〕，具體表達(dá)在最小焦距的選擇。按標(biāo)準(zhǔn)所附的諾膜圖選擇最小焦距，即控制了幾何不清晰度?！?〕曝光量的選擇和修正1〕曝光量的選擇：曝光量的選擇原那么是確保底片黑度到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，但也必須考慮檢測(cè)效率。曝光量從曝光曲線中選定。2〕曝光量的最低值：為防止短焦距和高電壓，確保底片的黑度。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定X射線曝光量不得低于15mA·min。3〕曝光量的修正：當(dāng)曝光條件或參數(shù)〔如焦距、管電壓、膠片類型等〕與曝光曲線上規(guī)定的曝光條件或參數(shù)有所變化時(shí)，必須對(duì)曝光量進(jìn)行修正。焦距改變時(shí)用平方正比律修正，管電壓改變時(shí)用曝光曲線修正，膠片類型改變時(shí)用膠片特性曲線修正〔參考3級(jí)教材〕。2、作業(yè)指導(dǎo)書編制或工藝卡填寫〔1〕概念：為使用方便常以文件形式表示射線照相工藝參數(shù)的技術(shù)文件稱為作業(yè)指導(dǎo)書，或以表格形式表示射線照相工藝參數(shù)的技術(shù)文件稱為工藝卡?！?〕性質(zhì)：作業(yè)指導(dǎo)書或工藝卡是由Ⅱ級(jí)或Ⅱ級(jí)以上人員根據(jù)工藝規(guī)程及檢測(cè)對(duì)象編制，并由無(wú)損檢測(cè)責(zé)任人員批準(zhǔn)在本單位執(zhí)行的帶有強(qiáng)制性的技術(shù)文件，有資質(zhì)的射線檢測(cè)人員必須按作業(yè)指導(dǎo)書或工藝卡操作?！?〕責(zé)任：操作人員按作業(yè)指導(dǎo)書或工藝卡操作發(fā)生的技術(shù)質(zhì)量事故由作業(yè)指導(dǎo)書或工藝卡編制人員負(fù)責(zé)，操作人員不按作業(yè)指導(dǎo)書或工藝卡操作發(fā)生的技術(shù)質(zhì)量事故由操作人員負(fù)責(zé)。3、實(shí)例1：“冷凝器內(nèi)套筒〞射線檢測(cè)工藝參數(shù)確實(shí)定〔1〕技術(shù)參數(shù)確實(shí)定1〕冷凝器內(nèi)套筒技術(shù)參數(shù)：如圖，冷凝器內(nèi)套筒一件，1、2、3為環(huán)縫。4、5為縱縫。制訂環(huán)縫和縱縫的射線檢測(cè)工藝，并編寫作業(yè)指導(dǎo)書或?qū)⒂嘘P(guān)參數(shù)填入工藝卡內(nèi)。：壁厚T=25mm,余高2mm，雙面焊，外徑φ=960mm。2〕確定檢測(cè)技術(shù)：A〕確定檢測(cè)技術(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮的因素：提高靈敏度；降低不清晰度；考慮環(huán)境容許與否；提高工作效率；符合標(biāo)準(zhǔn)與否。B〕環(huán)縫：如下圖，環(huán)縫1、2、3的較好檢測(cè)技術(shù)為：源內(nèi)中心法。理由是：有人孔，設(shè)備可以方便進(jìn)入；單壁透照靈敏度高；可以周向曝光工作效率高。如果工件的內(nèi)半徑太大〔如大于800mm以上〕，那么不宜采用中心法。C〕縱縫：如下圖，縱縫4、5的較好檢測(cè)技術(shù)為：縱縫外透法。理由是：?jiǎn)伪谕刚侦`敏度高；源在外可以適當(dāng)通過焦距調(diào)節(jié)，提高一次透照長(zhǎng)度，提高工作效率。如果采用源在內(nèi)單壁透照，焦距應(yīng)該大于內(nèi)半徑，否那么因焦距太小而降低了清晰度。如果內(nèi)半徑比較大的筒體的縱縫采用源在內(nèi)大于內(nèi)半徑技術(shù)也是適宜的。3〕確定環(huán)縫透照工藝參數(shù)A〕管電壓射線透過工件的實(shí)際厚度為TA=29mm〔壁厚+2個(gè)焊縫余高，近似值30mm〕，在曝光曲線圖中，有220kv～300kv五個(gè)管電壓可供選擇，選擇哪個(gè)電壓適宜用逐個(gè)排除法確定。300kV不容許，因?yàn)槌^了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大管電壓容許值；采用240、260、280kV也不容許，因?yàn)樵谟眠@幾個(gè)電壓時(shí)曝光量均小于15mA?min。而在JB/T4730-2005標(biāo)準(zhǔn)中有“Ｘ射線照相，當(dāng)焦距為700mm時(shí)，曝光量的推薦值為：A級(jí)和AB級(jí)射線檢測(cè)技術(shù)不小于15mA?min；B級(jí)射線檢測(cè)技術(shù)不小于20mA?min。當(dāng)焦距改變時(shí)可按平方反比定律對(duì)曝光量進(jìn)行換算。〞的規(guī)定。所以選擇220kv是適宜的，曝光量到達(dá)30mA?min；用200kv也不適宜，曝光量太大降低了工作效率〔實(shí)際上這就是所謂的“穿不透〞〕。B〕曝光量根據(jù)曝光曲線確定