定向x射線機射線檢測寬容度的探討

定向x射線機射線檢測寬容度的探討

1管靶固有結(jié)構(gòu)的動態(tài)調(diào)作為一種重要的損傷檢測組成部分，輻射檢測具有無法替代的多樣性。廣泛應用于石油化工設備、管道安裝、鍋爐壓力容器制造中。定向X射線機是射線檢測的主要設備之一,由于其射線發(fā)生器的管靶固有的傾斜結(jié)構(gòu)特點,使其成為用于一些特殊位置、獲得不同質(zhì)量要求的重要機具。常規(guī)射線透照工藝允許工件有一定的厚度差異,但如果工件的厚度差過大,則會對射線檢測質(zhì)量產(chǎn)生不利影響,此時應考慮采用特殊的工藝或技術(shù)措施以減小這種影響。根據(jù)現(xiàn)場應用經(jīng)驗,本文試圖探討透照不等板厚的對接環(huán)焊縫時,采用中心偏移、適當提高管電壓、采用厚度補償?shù)葞追N方法,來增加射線檢測厚度寬容度,從而有效地保證檢測靈敏度。2底片黑度檢測射線檢測寬容度是指膠片密度范圍相對應的曝光范圍,或者稱反映系統(tǒng)透照多層次厚度范圍的能力。它與射線的線質(zhì)、膠片特性、曝光時間等諸多因素有關(guān)。實際檢測中,常常遇到不等板厚及變徑管的對接焊縫的檢測問題,實際上就是解決寬容度問題。目前,普遍采用的JB4730標準規(guī)定了必須滿足的底片有效評定區(qū)黑度范圍(包括焊縫及熱影響區(qū))和靈敏度要求。影響底片黑度的主要因素是:工件的厚度、厚度差、透射線的線質(zhì)以及輻射場的強度分布。在等厚件射線檢測中,一般是使射線束中心線對準被檢焊縫中心并與工件表面垂直,按此時的最大穿透厚度來選擇透照參數(shù),以兼顧遠端焊縫和中心母材的黑度要求。如果對接焊縫兩側(cè)的母材厚度差較大,引起透過射線的強度差異增大,使射線底片上薄板側(cè)熱影響區(qū)和焊縫的黑度較高,致使黑度值超出標準要求;反之,若考慮薄板側(cè)的黑度因素,選擇較小的透照參數(shù),則造成厚板側(cè)熱影響區(qū)和焊縫的黑度較低,因此,采用普通的方法透照焊接接頭,厚薄區(qū)的黑度和靈敏度是難以兼顧,有可能造成缺陷漏檢。3底片黑度評定基于上述問題的分析,為增大射線照相厚度寬容度,使底片上應評定區(qū)的黑度差不致過大,從而保證不等厚對接接頭中的缺陷被有效地檢出,此處討論在實踐中采用過的三種措施。3.1x-ct射線輻射場的分布特點定向X射線機射線管陽極靶具有傾斜結(jié)構(gòu),其陽極靶與射線管軸線方向呈20°的夾角,因此發(fā)射的X射線束有40°左右的立體角,X射線的強度隨角度的不同有一定的差異,陰極側(cè)輻射強度高,陰極側(cè)輻射強度低。研究證實,射線強度的分布具有圖1的特點(見圖1)。根據(jù)這一原理,使X射線機向厚度側(cè)偏移,應用射線輻射場的分布特點,使兩側(cè)射線對不同厚度的環(huán)焊縫進行透照,管子陰極側(cè)射向厚板,并保證θ角≤9.5°范圍內(nèi),如圖2。從射線理論知,在X射線輻射場內(nèi),偏離射束中心10°時陽極側(cè)的輻射強度約降低20%。因此在照相布置時考慮這個因素,使射線從厚度經(jīng)焊縫到薄板的射線束偏離中心的角度逐漸增大,從而使到達膠片的射線強度比垂直透照得到較均勻的分布,使不同厚度母材處的底片黑度差控制在較小的范圍內(nèi),提高了底片的質(zhì)量,提高熱影響區(qū)缺陷的檢出率。3.2透照參數(shù)的選取及透照厚度的提高適當提高管電壓也是透照大厚度比工件的常用的、簡便的方法。隨著管電壓的提高,底片上不同部位的黑度差將減小,這樣,在規(guī)定的黑度范圍內(nèi),可以容許更大的工件厚度變化范圍,即可獲得更大的透照厚度寬容度。此外,對厚度變化較大的工件進行透照時,提高管電壓還可以減少散射比,降低邊蝕效應。但是管電壓提高后,衰減系數(shù)μ將減小,從而導致對比度減小,對射線照相靈敏度不利。因此管電壓不能任意提高,必須依據(jù)具體的透照工藝進行選擇。提高管電壓,一般射線檢測時透照參數(shù)的選取,按最大穿透厚度TA在曝光曲線上查出。對于不同厚度的環(huán)焊縫,曝光參數(shù)的選取應按新的透照幾何布置,考慮厚板與薄板的差值、焦點中心的偏移距離和實際透照焦距等因素的影響,適當提高管電壓,以增加射線強度,使底片的黑度效果達到最佳。表1列出了一部分經(jīng)驗參數(shù)。3.3變質(zhì)線的構(gòu)成使用較厚的鉛箔增感屏與較高γ值的射線膠片組合,適當提高管電壓,會使射線的線質(zhì)變硬。為不降低底片對比度△D,除加強防止散射線影響的措施外,還應選取較厚鉛箔增感屏(前屏0.05mm,后屏0.10mm)與具有較高γ值的X射線膠片進行組合,以達到濾波和提高對比度的效果。3.4膠片使用部位不同透照厚度小、各保采用在一只暗盒中放置兩張膠片同時透照的檢測技術(shù)。在暗盒放置兩張感光度不同的膠片,其中感光度較大膠片使用于透照厚度較大部位的觀察評定,而感光度較小的膠片使用于透照厚度較小部位的觀察評定。另一種評定方法是對厚度較小部位,將雙片重疊觀察評定,對厚度較大部位用單片評定。3.5補償泥等填充材料對底片黑度的影響厚度補償技術(shù)是指用補償塊、補償泥等填補工件較薄部分,使透照厚度差減小,從而使射線底片的黑度分布均勻。4透照工藝和技術(shù)措施的確定由于施工現(xiàn)場的復雜多樣化,不同厚度工件、焊縫的射線檢測問題隨時存在。只有根據(jù)實際情況,選用合適的透照工藝和技術(shù)措施,才能保證射線檢測質(zhì)量,提高無損檢測的