新射線檢測(cè)第三、四、章

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射線檢測(cè)培訓(xùn)第三章射線照相質(zhì)量的影響因素

23.1射線照相靈敏度影響因素3.1.1、概述1、靈敏度概念：靈敏度是評(píng)價(jià)射線照相質(zhì)量的重要指標(biāo)。1）.靈敏度:是指射線底片上識(shí)別小缺陷或小細(xì)節(jié)影象的難易程度或者說(shuō)是指射線底片上可識(shí)別出的最小缺陷或最小細(xì)節(jié)的尺寸。2）.絕對(duì)靈敏度和相對(duì)靈敏度

①.絕對(duì)靈敏度:是指射線底片上可以發(fā)現(xiàn)的沿射線穿透方向上最小缺陷尺寸；②.相對(duì)靈敏度:是指射線底片上可以發(fā)現(xiàn)的沿射線穿透方向上的最小缺陷尺寸與射線透照度之比。32、靈敏度的評(píng)價(jià)方法：射線照相靈敏度用象質(zhì)計(jì)評(píng)價(jià)。1)、象質(zhì)計(jì)（IQI）:與被檢試件厚度有一定百分比關(guān)系的結(jié)構(gòu)，如絲、孔、槽等組成的試件。我國(guó)主要使用絲型象質(zhì)計(jì)。2)、評(píng)價(jià)靈敏度的方法有相對(duì)靈敏度法和絕對(duì)靈敏度法。

①.相對(duì)靈敏度法：是指底片上可識(shí)別的最小金屬絲直徑與射線透照厚度百分比，即S=d/T(%)。其中d--絲徑，T--射線穿透厚度。②.絕對(duì)靈敏度法:是用底片上可識(shí)別的最小金屬絲編號(hào)來(lái)表示靈敏度。

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3)、需要注意的是：﹡象質(zhì)計(jì)是用來(lái)評(píng)價(jià)底片影像質(zhì)量的，并不代表射線照相可檢出的最小缺陷尺。﹡例如2%靈敏度并不意味著工件中尺寸為工件厚度2%的缺陷一定能檢測(cè)出來(lái)。特別是對(duì)裂紋之類方向性很強(qiáng)的缺陷,由于其取向和密閉程度的不同，即使底片上顯示的象質(zhì)計(jì)靈敏度很高，有時(shí)也有難于檢出甚至完全不能檢出的情況。53、靈敏度的影響因素

影響射線照相靈敏度的因素主要有三種:1).射線照相對(duì)比度2).射線照相不清晰度3).射線照相顆粒度。射線照相靈敏度是這三種因素的綜合結(jié)果。673.1.2、射線照相對(duì)比度1、對(duì)比度概念：射線照相對(duì)比度是指射線底片上某一小區(qū)域和相鄰區(qū)域的黑度差，即底片上影象的黑白分明程度，又叫底片的反差。一般說(shuō)來(lái)，對(duì)比度越高，缺陷影象越容易識(shí)別。2、對(duì)比度公式及推導(dǎo)

Δ=0.434γμ△T/(1+n)

81）、主因?qū)Ρ榷仍O(shè)有一束強(qiáng)度為I0的射線穿過(guò)含有缺陷的試件，試件厚度為T，吸收系數(shù)為μ，缺陷厚度為ΔT，吸收系數(shù)為μ′，(μ′相比可忽略不計(jì))。設(shè)穿過(guò)試件完好部位的一次射線強(qiáng)度為IP，穿過(guò)有缺陷部位的射線強(qiáng)度為IP′,穿過(guò)試件的射線總強(qiáng)度為I,試件散射比為n。則由射線衰減律可知：910

ΔI/I即稱為主因?qū)Ρ榷?，它反映透過(guò)試件完好部位與有缺陷部位的射線強(qiáng)度的相差程度。由公式（6）可以看出，影響主因?qū)Ρ榷鹊囊蛩赜性嚰障禂?shù)、散射比和試件厚度差。2）、膠片對(duì)比度：由膠片特性曲可知，膠片對(duì)比度：

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3）、射線照相對(duì)比度：

由膠片對(duì)比度公式得：

123、射線照相對(duì)比度影響因素1）、主因?qū)Ρ榷裙ぜ牧衔障禂?shù)μ＊射線能量ε＊試件密度ρ＊工件材料原子系數(shù)Z透照厚度差散射比n2）、膠片對(duì)比度γ膠片類型（梯度G）；顯影條件（配方、時(shí)間、溫度、活度）；底片黑度D。133.1.3、射線照相清晰度1、射線照相清晰度概念射線照相清晰度是指射線底片上影象邊緣輪廓的鮮明程度。當(dāng)一束射線穿過(guò)厚度不均勻的試件而在底片上形成影象時(shí)，厚度變化處的黑度不是突變的，而是存在一個(gè)黑度過(guò)渡區(qū)，因而影象輪廓不很鮮明，存在一定程度的模糊，這種情況作“不清晰度”。

不清晰度由兩個(gè)因素構(gòu)成，即幾何不清晰度和固有不清晰度。

142、射線照相清晰度影響因素1）、幾何不清晰度Ug：

幾何不清晰度也稱半影，是由射源尺寸、缺陷位置和射源、工件和膠片相對(duì)位置等幾何尺寸造成的。由于射源都有一定的幾何尺寸，源上每一點(diǎn)都在缺陷邊緣形成自己的影象，因而在缺陷影象輪廓處形成了一個(gè)影象重疊的模糊區(qū)域，稱為半影或叫幾何不清晰度。

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幾何不清晰度Ug可從圖中的三角形關(guān)系推：幾何不清晰度大小取決于：射源尺寸、焦距F缺陷至膠片距離b。焦點(diǎn)尺寸越小、焦距越大、缺陷至膠片距離越小，幾何不清晰度越小。16

例題：用焦點(diǎn)3mm的X射線機(jī)透照厚度為30mm的平板對(duì)接焊縫，焦距600mm,求幾何不清晰度。解：已知d=3mm,b=30mm,F=600mm代入公式：

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若以L1表示源到缺陷距離，L2表示缺陷到膠片距離，幾不清晰度也可表示為：182）、固有不清晰度Ui

固有不清晰度是由于照射到膠片上的射線在乳劑層中激發(fā)出的電子的散射產(chǎn)生的。當(dāng)光子穿過(guò)乳劑層時(shí)，與乳劑相互作用發(fā)生光電效應(yīng)、康吳效應(yīng)以及電子對(duì)效應(yīng)，在乳劑中激發(fā)出電子。這些電子向各向散射，使乳劑中的鹵化銀晶粒感光，形成潛影。膠片顯影后，使影象輪廓模糊。固有不清晰度的大小主要取決于射線的能量，能量越大，固有不清晰度就越大。使用增感屏也會(huì)使固有不清晰度增大，特別是屏—片接觸不良時(shí)更為顯著。193）、散射線的影響

散射線對(duì)射線照相清晰度有顯著影響。來(lái)自工件中的散射線（即“前散射”）使工件中的結(jié)構(gòu)和缺陷以及工件輪廓影象模糊；來(lái)自側(cè)面的散射線（即“側(cè)散射”）使工件輪廓影象發(fā)生“邊蝕”而模糊不清；來(lái)自膠片后面的散射線（即“背散射”）使整個(gè)底片影象模糊不清。

203.1.4、射線照相顆粒度1、顆粒度概念顆粒性是指均勻曝光的底片上，影象黑度分布不均勻的視覺(jué)印象。而顆粒度則是用測(cè)微光度計(jì)測(cè)出的數(shù)據(jù)，按一定方法求出的所謂底片黑度漲落值。顆粒性印象并非由單個(gè)顯影的感光銀粒所形成，而是由許多銀粒交互重疊組成的銀團(tuán)產(chǎn)生的。顆粒度限制了影象能記錄的細(xì)節(jié)的最小尺寸。一個(gè)尺寸很小的細(xì)節(jié)，在顆粒度較大的影象中

21，或者不能形成自己的影象，或者其影象將被黑度的起伏所淹沒(méi)而無(wú)法識(shí)別。2、顆粒度的大小受下列因素的影響

膠片類型：膠片感光速度越快、顆粒度就越大。射線能量：射線能量越高，顆粒度越大顯影條件：包括顯影時(shí)間、顯影溫度、顯影配方。增感屏影響：使用熒光屏?xí)龃箢w粒度

223.1.5、影響射線照相靈敏度的因素歸納3.2靈敏度和缺陷檢出的有關(guān)研究3.2.1最小可見(jiàn)對(duì)比度?Dmin

1、最小可見(jiàn)對(duì)比度?Dmin最小可見(jiàn)對(duì)比度又稱為識(shí)別界限對(duì)比度，其定義為在底片上能夠辨認(rèn)的某一尺寸影像的最小黑度差。

?Dmin和?D是兩個(gè)不同的概念。?D是底片上客觀存在的量值，而?Dmin反映的是在不同條件，人眼對(duì)底片影像黑度差的辨別能力，即識(shí)別靈敏度。

?Dmin的數(shù)值越小意味著人眼對(duì)底片影像的辨別能力越強(qiáng)，對(duì)缺陷影像的識(shí)別靈敏度越高。

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?D和?Dmin關(guān)系是：當(dāng)?D≥?Dmin時(shí)，影像能識(shí)別，反之，則不能識(shí)別。?Dmin在很大程度上取決于觀片燈的亮度，在合適的觀片條件下，?Dmin數(shù)值較小，而觀片條件變差時(shí)，?Dmin會(huì)變大。

在觀片是適當(dāng)?shù)暮凸潭ǖ那闆r下，?Dmin的大小與影像大小、底片黑度、顆粒度和人眼的敏銳度等因系有關(guān)。

2、?Dmin與底片黑度、顆粒度、金屬絲影像寬度的關(guān)系

24⑴、?Dmin隨底片黑度的增大而增大，且金屬絲寬度越小，其增大越顯著。25⑵、?Dmin與影像寬度的關(guān)系是：在影像寬度較大時(shí)，?Dmin不隨影像寬度而變化；但在影像寬度較小時(shí)，?Dmin隨寬度的減小而增大，且當(dāng)?shù)灼诙仍礁邥r(shí)，增大越顯著。26

⑶、顆粒度對(duì)?Dmin的影響是：對(duì)寬度相同的金屬絲影像來(lái)說(shuō)，顆粒較細(xì)的膠片與增感屏組合得到的?Dmin比顆粒度粗的膠片要小。273.2.2射線底片黑度與靈敏度

1、底片黑度D、?D和?Dmin的關(guān)系

非增感膠片的G值隨黑度D值的增大而增大，G增大時(shí)，?D增大，因此，D增大時(shí)，?D也

增大。

另一方面，在低黑度范圍，?Dmin大致是一定的，但在高黑度范圍，?Dmin也隨黑度增大而增大。線徑d對(duì)應(yīng)的?D只有在大于相應(yīng)的?Dmin時(shí)才能被識(shí)別。28

2、平板試件透照的最佳黑度

若以?D/?Dmin達(dá)到最大值的黑度為最佳黑度，即圖中l(wèi)g?D-lg?Dmin的最大值對(duì)應(yīng)的黑度為最佳黑度。即將?D曲線下移，?Dmin曲線上移后，兩曲線的切點(diǎn)對(duì)應(yīng)的黑度即為最佳黑度。由于?Dmin的數(shù)值隨線徑d的變化而變化，所以對(duì)不同的線徑d，最佳黑度也有所不同。29

由射線照相對(duì)比度公式和d與?Dmin的關(guān)系，結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)出以下曲線。可以看出，對(duì)于各種能量、材質(zhì)和散射比的變化，可識(shí)別的最小線徑d的黑度值大致在2.5左右，此黑度稱為平板試件透照的最佳黑度。303、有余高焊縫試件透照的最佳黑度

有余高的焊縫試件透照時(shí)，若選擇焊縫中心的黑度為2.5，則母材部位黑度大于焊縫中心，母材部位可識(shí)別線徑將大于焊縫部位可識(shí)別線徑，即兩個(gè)部位照相靈敏度不等。

為使焊縫部位和母材部位靈敏度相等，就需要以最佳黑度為基準(zhǔn)調(diào)節(jié)才黑度和焊縫黑度，使母材黑度略大于2.5，焊縫黑度略小于2.5.

黑度是通過(guò)改變射線能量從而改變?chǔ)毯蚽來(lái)實(shí)現(xiàn)的。黑度的具體數(shù)值與射線能量和焊縫余高等條件有關(guān)，以此時(shí)的黑度稱為有余高焊縫試件透照的最佳黑度，而所用的射線能量稱為有余高焊縫試件透照的最佳能量。31右圖為某試驗(yàn)條件下射線能量、可識(shí)別最小線徑和最佳黑度隨焊縫余高變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系。32第四章射線透照工藝33344.1透照工藝條件的選擇

（參照J(rèn)B/T4730.2-2005)透照工藝條件的選擇包括：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

354.1.1射線源和能量的選擇1、射線源的選擇

⑴、選擇射線源的首要因素是所選擇射線源發(fā)出的射線對(duì)被檢試件有足夠的穿透力；⑵、對(duì)X射線來(lái)說(shuō)，穿透力取決于管電壓，管電壓越高則射線能量越大，在試件中的衰減素?cái)?shù)越小，穿透厚度越大；⑶、對(duì)γ射線來(lái)說(shuō)，穿透力取決于放射源的種類，不同的源發(fā)出的射線能量不同，對(duì)被檢試件的穿透厚度不同。

362、射線能量的選擇

⑴、射線能量越高，穿透力越大。射線能量過(guò)高，對(duì)射線照相對(duì)比度和顆粒度都有不利影響.

⑵、選擇射線能量的原則是：首先有足夠的透力，能穿透被檢工件，在此前提下盡量采用較低的能量。

⑶、各種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范都以一定方式對(duì)射線能量進(jìn)行了限制。如JB4730和GB3323標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了X射線透照時(shí)不同厚度的各種材料允許使用的最高管電壓以及γ射線透照時(shí)各種γ射線源可透照的厚度范圍。37JB/T4730.2-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：①.X射線照相應(yīng)盡量選用較低的管電壓。在采用較高管電壓時(shí)，應(yīng)保證適當(dāng)?shù)钠毓饬?。圖1規(guī)定了不同材料、不同透照厚度允許采用的最高Ｘ射線管電壓。對(duì)截面厚度變化大的工件，在保證靈敏度要求的前提下，允許采用超過(guò)圖1規(guī)定的Ｘ射線管電壓。對(duì)鋼、銅及銅合金管電壓增量不應(yīng)超過(guò)50kV；對(duì)鈦及鈦合金管電壓增量不應(yīng)超過(guò)40kV；對(duì)鋁及鋁合金管電壓增量不應(yīng)超過(guò)30kV。3839

②.對(duì)鋼、銅、鎳合金γ射線源和能量1MeV以上Ｘ射線設(shè)備的透照厚度范圍采用源在內(nèi)中心透照方式，在保證像質(zhì)計(jì)靈敏度要求的前提下，允許γ射線最小透照厚度取表中下限值的二分之一。采用其他透照方式，在采取有效補(bǔ)償措施并保證像質(zhì)計(jì)靈敏度要求的前提下，經(jīng)合同各方同意，Ir-192源的最小透照厚度可降至10mm，Se-75源的最小透照厚度可降至5mm。

404.1.2、焦距的選擇1、焦距選擇的一般原則：選擇焦距的原則是滿足規(guī)定的幾何不清晰度的要求:由于：如幾何不清晰度以表示，41JB/T4730.2-2004標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：a.所選用的射線源至工件表面的距離f應(yīng)滿足下式的要求：A級(jí)：f≥7.5d·b

2/3AB級(jí)：f≥10d·b2/3B級(jí)：f≥15d·b2/3b.采用源在內(nèi)中心透照方式周向曝光時(shí)，只要得到的底片質(zhì)量符合要求，f值可以減小，但減小值最多不應(yīng)超過(guò)規(guī)定值的50%。c.采用源在內(nèi)單壁透照方式時(shí)，只要得到的底片質(zhì)量要求，f值可以減小，但減小值最多不應(yīng)超過(guò)規(guī)定值的20%。424.1.3、曝光量的選擇和修正1、曝光量定義：射線強(qiáng)度與曝光時(shí)間的乘積X射線：E=itγ射線：E=ct.

曝光量的大小決定底片的黑度。由膠片特性曲線知道，底片黑度與曝光量有著很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在一定的條件下，為了得到合適的黑度、對(duì)比度、顆粒度和信噪比，必須有足夠的曝光量。許多射線探傷標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了允許的最小曝光量，其目的在于防止采用過(guò)高的管電壓而降低射線照相對(duì)比度。43JB/T4730.2-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：a.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)不小于15mA·min；B級(jí)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。b.γ射線源透照總的曝光時(shí)間至少應(yīng)不小于輸送源往返所需時(shí)間的10倍。442、曝光量的修正和計(jì)算a.互易律(強(qiáng)度—時(shí)間關(guān)系)互易律是光化學(xué)反應(yīng)的一條基本定律,即決定光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量的條件,僅取決于輻射強(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)可引伸為底片黑度只與總的曝光量有關(guān),而與輻射強(qiáng)度和時(shí)間分別作用無(wú)關(guān).可用下列公式表示:X射線:γ射線:互易律適用于不使用增感屏或使用金屬增感屏的埸合,使用熒光屏?xí)r失效。45當(dāng)管電流或曝光時(shí)間變化時(shí)，可利用互易律計(jì)算和修正。例題1:用管電流5mA、曝光10min可得到滿意的射線底片。若曝光時(shí)間改為5min,其它條件不變，為得到同樣黑度的底片，管電流應(yīng)變?yōu)槎嗌?？解：已知：根?jù)互易律

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例題2：用80Ci銥192源對(duì)某工件進(jìn)行透照，曝光4小時(shí)可得到滿意的射線底片，75天后，用該源對(duì)同一工件進(jìn)行透照，其它條件不變，為得到相同的底片，曝光時(shí)間應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?/p>

解：已知t1=4;c1=80根據(jù)互易律47

例題2：用80Ci銥192源對(duì)某工件進(jìn)行透照，曝光4小時(shí)可得到滿意的射線底片，75天后，用該源對(duì)同一工件進(jìn)行透照，其它條件不變，為得到相同的底片，曝光時(shí)間應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?/p>

解：已知t1=4;c1=80根據(jù)互易律48

例題2：用80Ci銥192源對(duì)某工件進(jìn)行透照，曝光4小時(shí)可得到滿意的射線底片，75天后，用該源對(duì)同一工件進(jìn)行透照，其它條件不變，為得到相同的底片，曝光時(shí)間應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?/p>

解：已知t1=4;c1=80根據(jù)互易律49

例題2：用80Ci銥192源對(duì)某工件進(jìn)行透照，曝光4小時(shí)可得到滿意的射線底片，75天后，用該源對(duì)同一工件進(jìn)行透照，其它條件不變，為得到相同的底片，曝光時(shí)間應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?/p>

解：已知t1=4;c1=80根據(jù)互易律50

b.平方反比定律(距離—曝光量關(guān)系)射線源都可看作點(diǎn)源，按照物理光學(xué)定律，從點(diǎn)源發(fā)出的輻射，其強(qiáng)度I與距離F的平方成反比，即：由互易律E=IT

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例題3：焦距600mm時(shí)，曝光量15mAmin可得到滿意的射線底片，若焦距變?yōu)?200mm，為得到同樣的底片，曝光量應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?/p>

解：已知E1=15；F1=600；F2=1200由公式得：52

c.綜合變化修正由互易律知E1=i1t1,E2=i2t2,代入平方反比公式：由該式可進(jìn)行綜合變化計(jì)算和修正例題4：用焦距500mm、管電壓70kV、管電流6mA、曝光40s透照某鋁合金鑄件可得到滿意的底片。若焦距增加到1000mm、管電流增加到8mA、為得到相同的底片黑度，曝光時(shí)間應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?3

解：將已知數(shù)據(jù)代入公式d.利用膠特性曲線修正曝光量膠片特性曲線反映了底片黑度和曝光量之間的關(guān)系，因此，利用膠片特性曲線可在黑度變化或膠片變化時(shí)對(duì)曝光量進(jìn)行修正。54a).黑度變化時(shí)的修正設(shè)膠片特性曲線上黑度D1和D2對(duì)應(yīng)的曝光量對(duì)數(shù)分別為L(zhǎng)gE1和LgE2,由故黑度D1和D2對(duì)應(yīng)的曝光量之比為55

例題5：用Ⅲ型膠片透照某工件，曝光量10mAmin時(shí)得到的底片黑度為1.0。為使底片黑度達(dá)到2.5,曝光量應(yīng)變?yōu)槎嗌?？（已知膠片特性曲線上Lg1.0=2.23,Lg2.5=2.62）。解：56b).膠片變化時(shí)的修正設(shè)黑度為D時(shí)，膠片1和膠片2對(duì)應(yīng)的曝光量對(duì)數(shù)分別為L(zhǎng)gE1和LgE2,則對(duì)于黑度D，兩種膠片的曝光量之比為

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例題6：用III型膠片透照某工件，曝光量35mAmin時(shí)，得到的底片黑度為2.5，若換用II型膠片，為使底片黑度仍為2.5，需要的曝光量為少？（已知黑度2.5時(shí)，III型膠片和II型膠片對(duì)應(yīng)的曝光量對(duì)數(shù)分別LgE1=2.62,LgE2=2.02）。解：58e.綜合練習(xí)用焦距500mm、管電壓200KV、管電流5mA、曝光4min透照某工件，得到的底片黑度為1.0，現(xiàn)改用焦距750mm、管電流15mA、管電壓不變，欲使底片黑度提高到1.5，則曝光時(shí)間應(yīng)變?yōu)槎嗌伲浚ㄒ阎z片特性曲線上，LgE1.0=1.8,LgE1.5=2.1）。59解：設(shè)黑度不變，焦距和管電流變化時(shí)，當(dāng)黑度由1,8變?yōu)?.1時(shí)，曝光時(shí)間應(yīng)變?yōu)椋?/p>

602、透照方式的選擇和一次透照長(zhǎng)度的計(jì)算1）、透照方式的選擇①.典型的透照方式有八種：圖C.1～圖C.8給出了常用的典型透照方式示意圖,可供確定透照布置時(shí)參考。圖中d表示射線源，F(xiàn)表示焦距，b表示工件至膠片距離，f表示射線源至工件距離，T表示公稱厚度，Do表示管子外徑。6162636465

②.各種透照法優(yōu)劣從提高射線照相靈敏度、減小透照厚度比和橫向裂紋檢出角以及保證一次透照長(zhǎng)度的角度考慮，單壁透照法優(yōu)于雙壁透照法，雙壁單影法優(yōu)于雙壁雙影法，內(nèi)透法優(yōu)于外透法，中心法又優(yōu)于偏心法。

③.選擇原則在可以實(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。

662）、一次透照長(zhǎng)度以及透照厚度比K控制①.透照厚度比K和橫向裂紋檢出角a.透照厚度比K：等于邊緣射線束斜向穿透的母材厚度T`與母材厚度T之比，即K=T`/T。67

b.橫向裂紋檢出角

橫向裂紋檢出角是邊緣射線束與中心射線束的夾角。K越大，θ越大，橫向裂紋檢出率越低。c.控制K值的目的減小橫向裂紋檢出角，提高橫向裂紋檢出率，同時(shí)使底片黑度變化控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。

68

②.一次透照長(zhǎng)度L3：

L3與K和θ有關(guān)，L3越大，θ和K越大，L3的選擇是為了滿足透照厚比K值的要求。允許的透照厚度比K（JB/T4730.2-2005）69

a.一次透照長(zhǎng)度L3的確定a).縱焊縫計(jì)算由圖中的三角形關(guān)系可知L3=2L1tgθ,θ=cos-1(1/K)對(duì)于AB級(jí)照相，K=1.03，θ=13.86L3=2L1tgθ=2L1tg13.86≈L1/2底片有效評(píng)定長(zhǎng)度LeffLeff=L3+ΔLΔL=2L2tgθ=2L2tg18.36≈L2/2Leff=(L1+L2)/22023/2/770b).環(huán)焊縫外照法環(huán)焊縫100%外照時(shí)，最少曝光次數(shù)N可由下式確定

71

例題（Ｐ27第456題）：用XY3010X射線機(jī)外透法透照外徑1592mm，板厚46mm的鍋筒環(huán)焊縫，若焦點(diǎn)至工件表面的距離L1為700mm,則100%檢查時(shí)滿足ΔT/T=10%的最少透照次數(shù)N和一次透照長(zhǎng)度L3各為多少？72▲環(huán)焊縫外照法的極限情況環(huán)焊縫單壁外照時(shí)，焦距越小，一次透照長(zhǎng)度越小，透照次數(shù)越多；焦距越大，一次透照長(zhǎng)度越大，透照次數(shù)越少。

7374c).內(nèi)透中心法中心法透照時(shí)，一次透照長(zhǎng)度為整條環(huán)縫，此時(shí)，透照厚度比K=1，裂紋檢出角θ=0O

d).內(nèi)透偏心法（F<R）

75e).內(nèi)透偏心法（F>R）▲內(nèi)透法當(dāng)0.3D≤F≤0.7D時(shí)，N=176f).雙壁單影法77

▲雙壁單影法透照時(shí)，焦距越大，一次透照長(zhǎng)度越小，透照次數(shù)越多；焦距越小，一次透照長(zhǎng)度越大，透照次數(shù)越少?！p壁單影法的極限情況：當(dāng)F→D時(shí)，α→2θ取θ=150或θ=180

當(dāng)F→∞時(shí)，α→θ取θ=150或θ=180783、曝光曲線的制作及應(yīng)用1)、曝光曲線及其用途①.曝光曲線曝光曲線是表示工件（材質(zhì)、厚度）和透照工藝參數(shù)之相互關(guān)系的曲線。②.曝光曲線的用途曝光曲線是用來(lái)確定工件的曝光條件的。根據(jù)工件的材質(zhì)和厚度，利用曝光曲線可方便地確定工件的曝光條件（管電壓、管電流、曝光時(shí)間、焦距等）79③.曝光曲線的類型和使用條件a.雙變量曝光曲線：反映工件厚度和管電壓之間的關(guān)系。固定條件包括工件材質(zhì)、X射線機(jī)、焦距、曝光量（管電流、管電壓）、膠片、增感屏、暗窒處理?xiàng)l件（顯影配方、顯影溫度、顯影時(shí)間和攪動(dòng)等），主要用于管電流較小的攜帶式X射線機(jī)。

b.三變量曝光曲線：反映工件厚度、管電壓、曝光量三者之間的關(guān)系。其它條件如工件材質(zhì)、X射線機(jī)、膠片、增感屏、焦距、暗窒處理?xiàng)l件等都是固定的。用于管電流較大的固定式或移動(dòng)式X射線機(jī)80

使用曝光曲線確定曝光條件時(shí)，必須遵守曲線中所注明的固定條件。2）、曝光曲線的制作方法

①.雙變量曲線的制作（1）.制作準(zhǔn)備：a．階梯塊：材質(zhì)與被檢工件相同，階梯厚度：鋼—2-2.5mm,鋁—5-6mm。b．平板試塊：墊在階梯塊下擴(kuò)大厚度范圍，厚度視制作范圍而定。c．膠片和增感屏：與工件透照工藝相同。81（2）.固定條件：a．工件材質(zhì)；b．X射線機(jī)；c．膠片型號(hào)；d．增感屏類型及厚度；e．焦距；f．曝光量；g．底片黑度；h．顯影條件（顯影配方、顯影時(shí)間、顯影溫度）；i．過(guò)濾器（使用時(shí)）。82

（3）.制作步驟：a．選取幾個(gè)不同的KV值對(duì)階梯塊進(jìn)行若干次曝光，如200KVP射線機(jī)可選取80、120、160、200KV。b．按固定條件對(duì)膠片進(jìn)行處理。c．測(cè)量每條底片上各階梯的黑度值，列表整理數(shù)據(jù)：

83

d.按數(shù)據(jù)繪制T-D關(guān)系曲線。e.過(guò)黑度2.0作水平線與各KV線相交，由交點(diǎn)得出一組KV和T的對(duì)應(yīng)值。

84以橫座標(biāo)為T，縱座標(biāo)為KV作曲線便可得到雙變量曝光曲線，85②.三變量曲線的繪制方法（1）制作準(zhǔn)備:同雙變量曲線。（2）固定條件：除曝光量外，其它與雙變量曲線相同。（3）制作步驟：a.繪制D—T曲線選一千伏值如200KV和若干不同的曝光量如10、15、20、25mA.min對(duì)階梯塊進(jìn)行若干次曝光，得到一組底片，測(cè)量黑度值并將數(shù)據(jù)整理列表。86由表中數(shù)據(jù)繪制D—T曲線如右圖所示。87過(guò)黑度2.0作水平線與曝光量線相交，得對(duì)應(yīng)的T和E值。b.繪制T—E曲線以T為縱座標(biāo)，E為橫座標(biāo)，用上表中的數(shù)據(jù)便可繪出200KV線。按同樣方法可繪出其它的千伏線如150、250、300KV等線。883)、曝光曲線的應(yīng)用（1）、選擇曝光條件曝光曲線主要是用來(lái)選擇曝光條件的，選擇條件有兩種方法。a．一點(diǎn)法所謂“一點(diǎn)法”，就是從曲線上直接查出與工件厚度相對(duì)應(yīng)的KV值和曝光量E的值，這種方法主要用于厚度均勻的工件。89

b．兩點(diǎn)法對(duì)于厚度不均勻的工件，用一點(diǎn)法確定曝光條件時(shí)，以某一厚度選取的條件可能使其它截面下的黑度超出規(guī)定的范圍，因此需采用所謂的“兩點(diǎn)法”來(lái)選取曝光條件。

90“兩點(diǎn)法”的要點(diǎn)：查出工件的最小厚度T1和最大厚度T2；從兩厚度點(diǎn)作垂線分別與一千伏線相交；從交點(diǎn)作橫軸平行線分別與縱相交于E1和E2，計(jì)算曝光量之比；由所用膠片的特性曲線求出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大黑度與最小黑度所對(duì)應(yīng)的曝光量的比值；比較與的大小，若，則T1或T2所對(duì)應(yīng)的KV和E均可選取。若＞，則應(yīng)提高千伏值，使。91（2）.材料改變時(shí)曝光曲線的應(yīng)用a．射線照相等效系數(shù)：所謂射線照相等效系數(shù)是指在一定的管電壓下，達(dá)到相同吸收效果的基準(zhǔn)材料厚度與被檢材料厚度之比，即

一般以鋼作為基準(zhǔn)材料（），然后給出各種材料在不同的射線能量下相對(duì)于鋼的射線照相等效系數(shù)。

92

b．材料等效厚度的計(jì)算知道了材料的射線照相等效系數(shù)，就可以計(jì)算出在一定的射線能量下與這種材料相當(dāng)?shù)匿摰暮穸取?/p>

例題:已知鋁的射線照相等效系數(shù)=0.08，則50mm厚的鋁相當(dāng)于鋼的厚度為=500.08=4(mm)

c.確定曝光條件:計(jì)算出材料相當(dāng)于鋼的厚度,就可用鋼的曝光曲線確定材料的曝光條件。例如,由上面的計(jì)算知道50mm的鋁相當(dāng)于4mm的鋼,則用4mm鋼的曝光條件便可對(duì)50mm厚的鋁件進(jìn)行透照。93（3）、曝光曲線的特殊用途a.求平均半價(jià)層和平均吸收系數(shù)要確定某一管電壓下的平均半價(jià)層，可在曝光曲線上選取兩個(gè)曝光量E1和E2，使E2=2E1。從曲線上求出E1和E2對(duì)應(yīng)的厚度值T1和T2，則平均半價(jià)層：平均吸收系數(shù)94

b.大致確定底片黑度范圍透照截面厚度不均勻的工件時(shí)，往往按照某一截面來(lái)選擇曝光條件，在這種情況下，底片上其它截面的黑度可利用曝光曲線和膠片特性曲線大致確定。例如，透照母材厚度為8mm、余高為5mm的焊縫，我們往往用焊縫厚度選取曝光參數(shù)，如果曝光曲線確定的底片黑度為1.8，哪么母材處的黑度是否會(huì)超過(guò)3.5呢？設(shè)所用曝光曲線和膠片特性曲線如下圖所示。95

由曝光曲線可知母材與焊縫的曝光量之比Ψ=25/10=2.5；由膠片特性曲線可知，黑度1.8與3.5的曝光量之比96母材下的黑度也可大致估算出來(lái)，設(shè)對(duì)應(yīng)的相對(duì)曝光量對(duì)數(shù)為x，則由以上計(jì)算由膠片特性曲線上查得，LgE=4.07，對(duì)應(yīng)的黑度D為3.9。母材下底片黑度大約為3.9。974、散射線及其控制1）、散射線來(lái)源及分類射線穿透物質(zhì)時(shí)，會(huì)與物質(zhì)相互作用而發(fā)生吸收和散射，其中散射主要是由康吳效應(yīng)造成的。與一次射線相比，散射線能量變低、波長(zhǎng)變長(zhǎng)、方向改變。因此，射線透照時(shí)，凡是受到射線照射的物體都是散射源,例如試件、暗盒、墻壁、地板、甚至空氣都是散射源，其中試件自身往往是最大的散射源。98按散射線的方向，散射線分三類：a.“前散射”--來(lái)自暗盒前方的散射，主要來(lái)自工件；b.“背散射”--來(lái)自暗盒背面的散射，是由暗盒后面的地板或墻壁產(chǎn)生的，它使整個(gè)底片影象模糊；c.“側(cè)散射”--來(lái)自試件周圍的物體，如墻壁等，或是試件厚薄交界處較薄部位的射線向較厚部位的散射。“側(cè)散射”會(huì)使底片產(chǎn)生所謂的“邊蝕”，使影象輪廓模糊不清。

99100

2）、影響散射線的因素散射線的大小主要受下列因素的影響：（1）.照射場(chǎng)的大小—照射場(chǎng)較小時(shí)，散射線隨照射場(chǎng)的增大而增大；照射場(chǎng)較大時(shí)，其大小對(duì)散射線幾乎沒(méi)有影響。（2）.射線能量—在工業(yè)射線照相應(yīng)用范圍內(nèi)，散射線隨能量增大而減小，但背散射隨能量增大而增大。（3）.試件厚度—散射線隨試件厚度增大而增大。1013）、散射線控制措施受射線照射的物體都產(chǎn)生散射線，所以散射線無(wú)法消除，只能通過(guò)一定的措施加以控制，以減小散射線的影響。常用的控制散射線的措施主要有以下幾種：

（1）.鉛罩和光闌—在射線管窗口加鉛罩或光闌，以減小照射場(chǎng)的面積。（2）.使用遮蔽物—用鉛板遮蓋試件邊緣曝露的暗盒，以減小側(cè)散射的影響。（3）.背防護(hù)鉛板—在暗盒背面墊鉛板或使用較厚的鉛增感后屏，以減少背散射的影響。

102

（4）.濾板—在射線管窗口加一定厚度的黃銅、鉛或鋼濾板以吸收能量較低的軟射線，提高射線有效能量，從而減少散射線的影響，但這種方法往往會(huì)降低射線照相對(duì)比度。（5）.厚度補(bǔ)償物—對(duì)厚度差較大的試件，可使用厚度補(bǔ)償塊或流質(zhì)補(bǔ)償物（如流質(zhì)吸收劑或金屬粉末）補(bǔ)償，以減少散射線的影響。（6）.選擇合適的射線能量—對(duì)于小管之類的試件，可適當(dāng)提高射線能量、減少曝光時(shí)間來(lái)減少散射線的影響。1035、射線檢測(cè)工藝規(guī)程

射線檢測(cè)工藝規(guī)程包括：通用工藝規(guī)程工藝卡（1）射線檢測(cè)通用工藝規(guī)程的編制a、射線檢測(cè)通用工藝規(guī)程應(yīng)根據(jù)相關(guān)法規(guī)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)的技術(shù)文件和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，并針對(duì)本音位的特點(diǎn)和檢測(cè)能力進(jìn)行編制。射線檢測(cè)通用工藝規(guī)程應(yīng)涵蓋本單位（制造、安裝或檢測(cè)單位）產(chǎn)品的檢測(cè)范圍。

104

b、射線檢測(cè)通用工藝規(guī)程至少應(yīng)包括以下內(nèi)容：a）適用范圍；b）引用標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)；c）檢測(cè)人員資格；d）檢測(cè)設(shè)備、器材和材料；e）檢測(cè)表面制備；f）檢測(cè)時(shí)機(jī)；g）檢測(cè)工藝和檢測(cè)技術(shù)；h）檢測(cè)結(jié)果的評(píng)定和質(zhì)量等級(jí)分類；i）檢測(cè)記錄、報(bào)告和資料存檔。j）編制（級(jí)別）、審核（級(jí)別）和批準(zhǔn)人；k）制定日期。105（2）射線檢測(cè)工藝卡的編制a、射線檢測(cè)工藝卡應(yīng)根據(jù)無(wú)損檢測(cè)通用工藝規(guī)程、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)的技術(shù)文件和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求編制。b、工藝卡一般應(yīng)包括以下內(nèi)容：a）工藝卡編號(hào)；b）產(chǎn)品名稱，產(chǎn)品編號(hào)，制造、安裝或檢驗(yàn)編號(hào)，鍋爐、壓力容器及壓力管道的類別、規(guī)格尺寸、材料牌號(hào)、材質(zhì)、熱處理狀態(tài)及表面狀態(tài)；c）檢測(cè)設(shè)備與器材：設(shè)備種類、型號(hào)、規(guī)格尺寸、檢測(cè)附件和檢測(cè)材料；

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d）檢測(cè)工藝參數(shù)：檢測(cè)方法、檢測(cè)比例、檢測(cè)部位、標(biāo)準(zhǔn)試塊或標(biāo)準(zhǔn)試樣（片）；e）檢測(cè)技術(shù)要求：執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)收級(jí)別；f）檢測(cè)程序；g）檢測(cè)部位示意圖；h）編制（級(jí)別）和審核（級(jí)別）人；i）制定日期。1076、特殊工件透照工藝1）、大厚度比試件透照技術(shù)a.大厚度比試件的特點(diǎn)試件厚度差較大導(dǎo)致底片黑度差較大，超出標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍試件厚度變化導(dǎo)致散射比增大，產(chǎn)生邊蝕效應(yīng)。b.大厚度比試件透照技術(shù)適當(dāng)提高管電壓，增大寬容度，降低對(duì)比度雙膠片技術(shù)。補(bǔ)償技術(shù)。108

2）、小口徑管環(huán)縫透照（1）.小口徑管及其特點(diǎn)：小口徑管一般是指D0≤100的管子。小口徑管透照的特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：a．透照厚度變化大。最小厚度為壁厚兩倍（2T），最大厚度為射線束與內(nèi)圓相切時(shí)的射線行程（），故透照厚度比為：

因此透照時(shí)黑度變化大，橫裂檢出角大。109

b．散射線影響大。由于管子與暗盒線接觸，兩側(cè)“邊蝕”現(xiàn)象嚴(yán)重。（2）、透照工藝技術(shù)a.小徑管采用雙壁雙影透照，當(dāng)同時(shí)滿足下列兩條件時(shí)應(yīng)采用傾斜透照方式橢圓成像：T（壁厚）≤8mm；g（焊縫寬度）≤Do/4橢圓成像時(shí)，應(yīng)控制影像的開(kāi)口寬度（上下焊縫投影最大間距）在1倍焊縫寬度左右。b.不滿足上述條件或橢圓成像困難時(shí)可采用垂直透照方式重疊成像。110

c.透照次數(shù)小徑管對(duì)接接頭100%檢測(cè)的透照次數(shù)：采用傾斜透照橢圓成像：T/Do≤0.12,相隔90°透照2次。T/Do＞0.12,相隔120°或60°透照3次。垂直透照重疊成像：一般應(yīng)相隔120°或60°透照3次。由于結(jié)構(gòu)原因不能進(jìn)行多次透照時(shí)，經(jīng)合同各方同意，可不按100%檢測(cè)的透照次數(shù)要求，允許采用橢圓成像或重疊成像方式透照一次，此時(shí)應(yīng)采取有效措施擴(kuò)大缺陷可檢出范圍，并保證底片評(píng)定范圍內(nèi)黑度和靈敏度滿足要求。111

d．象質(zhì)計(jì)及其放置小徑管可選用通用線型像質(zhì)計(jì)或?qū)Ｓ茫ǖ葟浇饘俳z）像質(zhì)計(jì)，金屬絲應(yīng)橫跨焊縫放置。像質(zhì)計(jì)應(yīng)置于源側(cè)，當(dāng)無(wú)法放置在源側(cè)時(shí)，可將像質(zhì)計(jì)置于膠片側(cè)。e．透照技術(shù)﹡橢圓控制：為形成橢圓，一般需將X射線管焦點(diǎn)從環(huán)縫中心沿管軸線偏移一定距離：式中：L1--焦點(diǎn)到管表面距離；