《射線透照工藝》課件

射線透照工藝2024/11/251本章主要內容透照工藝參數(shù)的選擇—射線源、能量、焦距、曝光量透照幾何條件的選擇—透照方式、透照長度（K值、透照次數(shù)等計算）散射線的控制—來源和控制措施大厚度比試件

安放式接管管座角焊縫射線透照工藝研究管子-管板角焊縫

小徑管

球罐全景曝光2024/11/2524.1透照工藝條件的選擇

什么是透照工藝？例如：給定如右圖的這個容器，要求執(zhí)行JB/T4730-2005標準對A.B類焊縫進行檢測。應該怎樣（參數(shù)、方式等）進行射線透照？這就是射線透照工藝。例如:圖中B3縫簡單的說工藝就是要確定4個方面：透照方式選擇、射線能量選擇、焦距選擇、曝光量選擇。2024/11/2534.1透照工藝條件的選擇

概念指為達到一定要求(標準)而對射線透照過程規(guī)定的方法、程序、技術參數(shù)和技術措施等,也泛指詳細說明上述方法、程序、參數(shù)和措施的書面文件（工藝文件）。內容包括設備器材條件、透照幾何條件、工藝參數(shù)條件和工藝措施條件。2024/11/254一般地說，射線透照工藝規(guī)定的核心內容包括下列主要方面:1）射線照相技術選用的射線膠片類型；2）射線照相的透照參數(shù)，主要是射線能量、透照焦距、曝光量；3）射線照相的透照布置，主要是透照方式、透照方向、一次透照區(qū)；4）射線照相的輔助措施（如增感和各種控制散射線的措施）；5）射線照片影像質量，主要是底片黑度和射線照相靈敏度。2024/11/255

射線照相檢驗技術規(guī)定的基本線索

2024/11/2564.1.1射線源和能量的選擇1.射線源的選擇選擇原則可以大致概括為:1）保證對被檢試件有足夠的穿透能力；2）必須考慮儀器特點和差異。2024/11/2571）保證能穿透被檢試件（被檢工件材質）；對X射線來說,穿透力取決于管電壓。管電壓越高射線的線質越硬,在試件中的衰減系數(shù)越小,能穿透試件的厚度越大（穿透厚度和透照厚度）。對于γ射線來說,穿透力只取決于射源的種類。對工業(yè)射線檢測設備來說,穿透能力是衡量其的重要指標。因此,標準對工業(yè)射線檢測設備的穿透能力有具體要求。P99（由于γ射線能量不可調節(jié),故同時設置上下限）2024/11/2582024/11/259射線源透照厚度W(AB級)mm射線源透照厚度W(AB級)，mmX射線(300kV)≤40Co-6040～200X射線(420kV)≤80X射線(1MeV～4MeV)30～200Se-75≥

10～40X射線(4MeV～12MeV)50～400Ir-192≥20～100X射線(>12MeV)≥80AB級的常用厚度范圍（與JB/T4730-2005一致）2024/11/25102)考慮儀器特點和差異左右射線檢測影像質量（靈敏度）的因素:①對比度；②不清晰度；③顆粒度。從圖中可以看出，透照厚度小于45mm的工件時，用x射線機透照的底片其對比度優(yōu)于用Ir192透照。大于45mm的時，相差不大。Ir192的Ui值比400Kv的X射線還要大，固有不清晰度也會影響到底片靈敏度。γ射線能量高,膠片噪聲（顆粒度）大,干擾小缺陷的顯示。結論:總體來說，γ射線透照的靈敏度要差于X射線透照，尤其是在被檢工件厚度較小時。2024/11/25112024/11/2512X射線機與γ射線機的特點X射線機的特點:①體積較大，以便鞋式、移動式、固定式依次增加；②基本費用和維修費用均較大；③能檢查40mm以上的鋼厚度的大X射線機成本很高，一般為移動式而非便攜式；④X射線能量可改變，因此對各種厚度的試件均可使用最適宜的能量；⑤X射線機可用開關切斷，故較易實施射線防護；⑥曝光時間一般為幾分鐘；⑦所有X射線機均需電源，有些還需水源。2024/11/2513X射線機與γ射線機的特點γ射線設備的特點:①射源尺寸小，可用于X射線機頭無法接近的現(xiàn)場；②不需水源或電源；③運行費用低（與同穿透力的X射線機相比）；④曝光時間長，通常需幾十分鐘，甚至多少小時；⑤對薄鋼件（如5mm以下）只有合適的放射性同位素（如Se75）才能獲得較高的靈敏度。2024/11/2514射線源選取原則的小結（教材P100頁）①對于輕質合金、低密度材料,目前尚無合適的γ射線源,主要是X射線。②厚度小于5mm的鋼及其合金,要選用X射線。③厚度為5mm∽50mm鋼及其合金,選用X射線總可獲得較高的靈敏度,γ射線的選用應根據(jù)具體厚度和所要求的探傷靈敏度,選擇Ir192或Se75,應考濾配合使用的膠片類別。④厚度為50mm∽150mm鋼及其合金,選用X射線和γ射線可得到幾乎相同的像質靈敏度（50mm以下X射線靈敏度比γ射線明顯高）,但裂紋檢出率還是有差異。⑤厚度大于150mm的鋼及其合金,選用兆伏級高能X射線。2024/11/2515⑥對大批量的工件實施射線照相,選用X射線,因為時間短,靈敏度高。⑦對某些條件困難的現(xiàn)場透照,體積龐大的X射線機使用不方便可能成為主要問題。⑧環(huán)焊縫的透照盡量選用圓錐靶周向X射線機作內透中心法垂直全周向曝光,以提高工效和影像質量。對直徑較小的鍋爐聯(lián)箱或其他管道焊縫,也可選用小焦點（0.5mm）的棒陽極X射線管或小焦點（0.5—1.0mm)γ射線源作360?周向曝光。⑨選用平靶周向X射線機對環(huán)焊縫作內透中心法傾斜全周向曝光,必須考慮射線傾斜角度對焊縫中縱向面狀缺陷的檢出影響。2024/11/25162X射線能量的選擇相對于γ射線而言，X射線的一大顯著優(yōu)點是其能量可以通過調節(jié)管電壓改變。這樣，就可以在射線檢測中，根據(jù)不同的參數(shù)條件選擇不同的射線能量，從而達到最佳的射線檢測質量（靈敏度）。能量選擇過高過低會有以下結果:選擇的射線能量過低，穿透力不夠，到達膠片的透射線強度過小，造成底片黑度不足，灰霧增大，曝光時間過份延長，甚至會導致無法操作；隨著射線能量的增加，射線的平均波長變短，線質變硬，在物質中的衰減變小，穿透能力增強。對比度ΔD降低，固有不清晰Ui增大，底片顆粒也將增大，其效果是射線照相靈敏度下降。2024/11/2517ΔD變化？由于射線能量增大，導致線衰減系數(shù)減小，直接導致對比度下降。影響黑度差→最小可見對比度Ui變化？射線源能量大，則Ui大，靈敏度降低影響輪廓的清晰程度顆粒度的變化？隨著射線源能量增大，由于得到同樣黑度所需的光子數(shù)量（即強度、曝光量）減少，顆粒度增大。影響可記錄的最小尺寸因此，射線源能量的選取原則是：在保證足夠穿透力的前提下，盡量選取能量較低的X射線。2024/11/2518選取較低的射線能量可以獲得較高的對比度ΔD，不過較高的ΔD卻意味著較小的透照厚度寬容度L。即很小的透照厚度差將產生很大的底片黑度差，使得底片黑度值超出允許范圍:或是厚度大的部位底片黑度太小，或是厚度小的部分黑度太大。因此，在有（較大的）透照厚度差的情況下，選擇射線能量時還必須考慮能夠得到合適的透照厚度寬容度L。在底片黑度不變的前提下，提高射線能量可以縮短曝光時間，從而可以提高工作效率，但其代價是靈敏度降低。為保證透照質量，標準對透照不同厚度允許使用的最高管電壓進行限制，并要求有適當?shù)钠毓饬浚?5mAmin、20mAmin）。2024/11/2519對截面厚度變化大的工件,在保證靈敏度要求的前提下,允許采用超過規(guī)定的Ｘ射線管電壓。對鋼、銅及銅合金管電壓增量不應超過50kV；對鈦及鈦合金管電壓增量不應超過40kV；對鋁及鋁合金管電壓增量不應超過30kV。2024/11/2520射線源透照厚度W(AB級)mm射線源透照厚度W(AB級)，mmX射線(300kV)≤40Co-6040～200X射線(420kV)≤80X射線(1MeV～4MeV)30～200Se-75≥

10～40X射線(4MeV～12MeV)50～400Ir-192≥20～100X射線(>12MeV)≥80AB級的常用厚度范圍（與JB/T4730-2005一致）2024/11/25212024/11/25224.1.2焦距的選擇在射線檢測中，焦距對靈敏度的影響有兩方面:幾何不清晰度、均勻的透照區(qū)大小。因此可以采用的焦距的最小值受到兩個方面的限制:①所選擇的焦距必須滿足射線照相（標準）對幾何不清晰度的規(guī)定。焦距F越大，Ug值越小，底片上的影像越清晰。焦距對射線照相靈敏度影響主要表現(xiàn)在幾何不清晰度Ug上。(此條實際是確定了焦距的最小值)②所選擇的焦距應給出射線強度比較均勻的適當大小的透照區(qū)。以上兩點前者限制了焦距的最小值，后者指導如何確定實際使用的焦距值。焦距的最小值通常由標準中的諾模圖查出。2024/11/2523焦距對幾何不清晰度的影響:計算公式Ug=dfb/F-b從此式可以推導使用焦距最小值的公式 Fmin=b（1+df/Ug）式中Fmin——焦距最小值；df——射線源焦點尺寸；b——工件至膠片的距離；Ug——幾何不清晰度。2024/11/2524從式Fmin=b（1+df/Ug）可以看到,在確定焦距時應綜合考慮工件至膠片距離、射線源的焦點尺寸和限定的幾何不清晰度。JB/T4730-2005中給出了三者之間的關系。檢測技術等級工件至膠片距離fUg值A級f≥7.5df×b2/3Ug≤2/15b1/3AB級f≥10df×b2/3Ug≤1/10b1/3B級f≥15df×b2/3Ug≤1/15b1/3從公式可以看出Ug是一個變量,它隨工件透照厚度b的增加而有所增加。求解f仍是一個復雜的計算,為了簡便計算而使用工程數(shù)學中的三線式諾模圖（與級別有關）來解決。2024/11/2525諾模圖:2024/11/25262024/11/2527在實際工作中，一般并不采用最小焦距，實際所用的焦距比最小的焦距要大的多（太小會怎樣？）。這是因為透照場的大小與焦距有關，焦距增大后，勻強透照場范圍增大，這樣可以得到較大的有效透照長度，同時影像清晰度也有進一步得提高（Ug減小）注意：標準要求的是最大可容許的Ug。如直縫透照時，有效透照范圍一般為焦距的一半。焦距的選擇有時還與試件的幾何形狀有以及透照方式有關。例如，為獲得較大的一次透照場長度和較小的橫向裂紋檢出角，在采用雙壁單影法透照環(huán)焊縫時，往往選擇較小的焦距，而采用中心內透法時，一般焦距就是筒體的半徑。增大焦點至膠片距離，有利于提高射線照相的照相質量。但同時，根據(jù)平方反比定律，需要增加曝光時間。所以焦距不能無限增大。2024/11/2528對于不同透照方式，焦距的選擇也有所不同:①直縫透照/環(huán)縫單壁外透照/環(huán)縫雙壁雙影的焦距一般按照標準采用值700mm。②環(huán)縫偏心內透（F<R，F(xiàn)>R）的焦距盡量接近環(huán)縫的半徑；這時最小焦距可減小20%。③環(huán)縫中心透照的焦距等于環(huán)縫的半徑；這時最小焦距可減小50%。④環(huán)縫雙壁單影透照的焦距盡量接近環(huán)縫的直徑（外徑）。具體見JB/T4730-2005標準規(guī)定2024/11/25294.1.3曝光量的選擇與修正1曝光量的推薦值曝光量定義:射線透照時曝光時間（透照時間）與射線強度的乘積。對于X射線，采用管電流與曝光時間之積表示曝光量，即 E＝it 式中i——X射線機透照時的管電流，t為曝光時間。對于射線，采用射線源的（即時）放射性活度與曝光時間之積表示曝光量，即 E＝At 式中A——射線源的（即時）放射性活度。2024/11/2530射線檢測中，底片的黑度主要（其他工藝條件固定）取決于膠片感光乳劑吸收的射線量（即曝光量）。若固定各項透照條件（試件尺寸，源、試件、膠片的相對位置，膠片和增感屏，給定的放射源或管電壓），則底片黑度與曝光量有很好的對應關系，通過曝光量可以控制底片黑度。E↑，則D↑，反之亦然。同時曝光量不只是影響底片的黑度，還影響影像的對比度和顆粒度，從而將影響射線照片影像可記錄的細節(jié)最小尺寸。E↑，ΔD↑，σ0↓。所以，為了保證射線照相質量，曝光量應不低于某一最小值。但是，過份要求曝光量會有什么問題？2024/11/2531JB/T4730-2005標準規(guī)定的曝光量的推薦值：曝光量應不低于某一最小值：對于X射線：當焦距為700mm時，曝光量的推薦值為不小于15mA·min（照相質量等級A.AB級）和20mA·min（照相質量等級B級）。若焦距發(fā)生改變，可采用平方反比定律修正。對于射線：總的曝光時間應不小輸送源往返所需時間的十倍（涉及運動不清晰度的問題）。2024/11/25322互易律、平方反比定律和曝光因子（1）互易律:是光化學反應的一個基本定律。它指出，決定光的化學反應產物質量的條件，只與總的曝光量有關。理想狀態(tài)下，底片黑度即只取決于射線強度和曝光時間的乘積，而與輻射強度和曝光時間的單獨大小無關（對于X射線是it，對于射線是At）。即若要保持得到的底片黑度將相同。只需要求總的曝光量相同即可，即E=It=I1t1=I2t2=……而與輻射強度和時間分別作用無關。由于它指出了射線強度和曝光時間這二個因素具有同等的作用，一個變小可由另一個的相應增大來替代，所以被稱為互易律。2024/11/2533需要注意的是:互易律成立是有條件的。如果存在可見光感光作用，將發(fā)生互易律不正確的情況；當采用熒光增感條件（熒光增感屏+增感型膠片），由于存在熒光的照相作用，互易律不再適用。這種情況下，盡管總的曝光量，隨著i和t的單獨變化，底片黑度也可能會變化，這種現(xiàn)象稱為互易律失效。而采用金屬增感或無增感的條件時，遵守互易定律。通常工業(yè)射線檢測即為后述的情況，可根據(jù)互易律進行相關計算。2024/11/2534（2）平方反比定律平方反比定律:物理光學定律。從一點源發(fā)出的輻射，強度I與距離F的平方成反比，即:I1/I2=（F2/F1）2從這個關系式可以看到，如果離開射線源的距離增加一倍，則射線強度不是降低為原強度的1/2，而是降低為原強度的1/4?？梢?，射線強度隨著與射線源距離的增大將很快減小。原理:垂直于照射方向的任意界面，單位時間通過光量子總數(shù)不變，而截面積成平方正比關系，則單位面積光量子密度成平方反比關系。2024/11/25352024/11/2536（3）曝光因子將平方反比定律和互易律結合在一起，即可得到射線照相中的曝光因子概念。由于X射線強度I僅與管電流有關，則對于X射線，曝光因子可寫為:Ψ=it/F2=i1t1/F12=i2t2/F22；對射線，由于其射線強度僅與（即時）源活度有關，所以曝光因子可寫為:Ψ=At/F2=A1t1/F12=A2t2/F22曝光因子明確了射線強度、曝光時間與焦距之間的關系。從上式中可以方便的確定焦距、曝光時間、管電流（或源活度）中任一個發(fā)生改變時，如何修正其他的量來保證底片黑度不變。2024/11/25373利用曝光因子的曝光量修正計算曝光量修正:實質上就是若底片黑度不變，則曝光因子不變（強度和時間可相互變化）。反之亦然。（例1）采用固定式X射線機透照一鑄件，焦距為700mm、管電流為8mA時，曝光時間為3min，現(xiàn)改用1000mm的焦距，管電流為12mA，求此時所需的曝光時間。解:記i0＝8mA；t0＝3min；F0＝700mm；i＝12mA；F＝1000mm設t為改變透照條件后的曝光時間按曝光因子概念，則應有2024/11/2538代入全部數(shù)值得:t＝8×3×10002/（12×7002）t＝4.1（min）于是有:2024/11/2539（例2）用192Ir射線源，透照直徑1.8m的環(huán)焊縫，曝光時間為30min，若透照直徑為2.4m的相同的環(huán)焊縫，問曝光時間應是多少?解:A為射線源的放射性活度；R0＝（1.8/2）m；t0＝30min；R＝（2.4/2）m設透照第二焊縫的曝光時間為t，則有解之有:t＝53.3（min）2024/11/25404利用膠片特性曲線的曝光量修正計算:①底片黑度改變的曝光量修正根據(jù)膠片特性曲線上黑度的變化與曝光量變化對應的關系ΔlgE=lgE1-lgE2;②膠片類型改變的曝光量調整，利用這兩種膠片特性曲線按達到同一黑度時的曝光量變化ΔlgE=lgEA-lgEB來調整。例題見P106頁2024/11/25414.2透照方式的選擇和一次透照長度的計算4.2.1透照方式的選擇1）常用的透照方式直縫透照：單壁、雙壁；環(huán)縫單壁透照：外透、中心透照、偏心內透（F<R，F(xiàn)>R）；環(huán)縫雙壁透照：雙壁單影（傾斜、垂直）、雙壁雙影（傾斜、垂直）（環(huán)縫透照只有中心法是周向透照，為什么？）2）選擇透照方式時應考慮的因素a.透照靈敏度(單臂好于雙臂)b.缺陷檢出特點（源在外還是在內）c.透照厚度差和橫向裂紋檢出角（環(huán)縫，內好于外）d.一次透照長度（效率與檢出的平衡）e.操作方便性（一般在外較好）f.試件及探傷設備具體情況（現(xiàn)場情況）2024/11/25423）透照方式的一般性選擇原則：依據(jù)工件的結構和技術條件的要求，優(yōu)先選用單壁透照方法；在單壁透照方法不能實施時才允許采用雙壁透照方法；（為何？）雙壁雙影法一般只用于直徑在100mm以下的小徑管的環(huán)焊縫透照。對于環(huán)焊縫的各種透照方式中，源在內中心透照周向曝光法效果最佳。該方法透照厚度均勻（K=0），橫向裂紋檢出角為0°，底片黑度和靈敏度俱佳，檢出率高，且一次可透照整條焊縫，工作效率極高，應盡可能選用。2024/11/25434.2.2一次透照長度的計算一次透照長度，即焊縫射線照相的有效檢驗長度（一般指源側的長度）。為提高檢測工作的效率，我們要求一次透照長度不應過小，但若一次透照長度又存在以下限制:一個是射線的有效照射場的范圍，一次透照長度不可能大于有效照射場的尺寸；另一個是透照厚度比（標準規(guī)定）限制了一次透照長度的大小。一次透照長度以透照厚度比K值進行控制。透照厚度比K定義為，有效透照范圍內最大透照厚度與最小透照厚度之比。透照厚度比K可以表示為K＝T'/T式中T——中心射線束的透照厚度；T'——邊緣射線束的透照厚度。2024/11/2544

射線照相的基本透照布置示意

1—射線源2—中心束3—工件4—膠片5—像質計T’2024/11/2545為何要對透照厚度比K加以限制？①透照厚度比過大，會導致底片上不同區(qū)域的黑度差過大，容易超出寬容度。②透照厚度比過大，會導致射線透照強度變化過大大（即黑度不均勻，靈敏度不均勻）；③透照厚度比過大,同時意味著橫向裂紋檢出角θ角過大，嚴重影響橫向裂紋檢出率。實踐證明：θ=15°時橫向裂紋檢出率為50%θ=10°時檢出率為70%縱向焊接接頭：A級,AB級：K≤1.03；θ=13.9°B級：K≤1.01；θ=8.07°2024/11/2546JB/T4730-2005標準對K值的規(guī)定1）射線檢測技術級別A級和AB級縱向焊接接頭K≤1.03環(huán)向焊接接頭K≤1.12）射線檢測技術級別B級縱向焊接接頭K≤1.01環(huán)向焊接接頭K≤1.06對100mm＜Do≤400mm的環(huán)向對接焊接接頭（包括曲率相同的曲面焊接接頭）,A級、AB級允許采K≤1.2。2024/11/2547一次透照長度對照相質量和工作效率同時產生影響。（雙壁雙影的一次透照長度一般不需要進行計算，一次透照有效檢出范圍由其他因素決定，如寬容度。）除此以外的各種透照方式均需計算。幾個參數(shù):搭接長度:一張底片與相鄰底片重疊部分的長度,ΔL表示。有效評定長度:一次透照檢驗長度在底片上的投影長度，Leff表示。2024/11/25481直縫透照布置透照布置就是確定射源、工件和膠片之間的相對位置，以得到合格的底片。直縫透照布置的主要內容是：確定射線源至工件表面的距離f、一次透照長度L3.和有效評定長度Leff。（1）射線源至工件表面的距離f的確定確定方法：公式計算和查圖。（2）一次透照長度L3的確定一次透照長度L3指焊縫射線照相的有效檢驗長度，即在分段透照時射線源表面分段透照長度。主要取決于透照厚度比K。2024/11/2549T’L3LefffTbθK＝T’/T=1/cosθθ=cos-1(1/K)L3=2ftanθ對A級、AB級:K≤1.03，則θ≤13.6°,L3≤0.5f對B級:K≤1.01，則θ≤8.07°,L3≤0.3f2024/11/2550實際透照時，如果搭接標記放在射源側，則底片上搭接標記之間長度即為有效評定長度Leff。如搭接標記放在膠片側（雙臂單影透照縱焊縫），則底片上搭接標記以外還附加△L長度才是有效評定范圍（如縱縫雙壁透照時）。即:a.單壁透照:有效評定長度Leff=L3+△L。搭接長度△L=2×b(L3/2)/f=bL3/f一次透照長度L3=2ftanθb.雙臂單影透照縱焊縫為避免漏檢，應在底片上搭接標記兩端各加上ΔL/2作為有效評定長度Leff（整個加上ΔL）。有效評定長度Leff=ΔL/2+L3’+ΔL/2L3’為膠片側焊縫的等分長度2024/11/2551直縫雙壁透照2024/11/25522024/11/25532查表確定環(huán)縫透照次數(shù):環(huán)縫的透照方法分為內透法(圖a)和外透法(圖b,c,d)內透法是指射線源位于圓管內，膠片位于圓管外，對圓管透照的方法。它又分為中心透照法和偏心透照法。外透法是指射源位于圓管之外，膠片置于圓管之內的透照方法。2024/11/2554對于Do>100mm環(huán)焊縫100%透照，最簡易的辦法是通過查圖標的方法確定最少透照次數(shù)，然后計算出一次透照長度L3以及相關參數(shù)。（1）透照次數(shù)曲線圖：通過查圖表只可查出最少透照次數(shù)，一次透照長度等其他參數(shù)仍需計算確定。由于最少透照次數(shù)與透照厚度比K有關，所以根據(jù)標準要求，只需按照每個透照厚度比各制作一張透照次數(shù)曲線圖即可，一共六張。即：源在外單臂，K=1.06.1.1、1.2偏心內投和雙臂單影，K=1.06.1.1、1.22024/11/2555使用方法:首先計算出T/D0，D0/f，在橫坐標找到T/D0值對應的點，過此點畫垂直于橫坐標的直線，在縱坐標上找到D0/f所對應的點，過此點畫以垂直于縱坐標的直線，兩直線交點所在的區(qū)域即可確定所需的最少透照次數(shù)N；當處于分界線上時，應取較大數(shù)值。2024/11/25562024/11/2557（2）其他參數(shù)計算:根據(jù)最少透照次數(shù)，可對一次透照長度等其他參數(shù)進行計算。外等分長度L3=πD0/f；內等分長度L3’=πDi/fLeff:源在外:Leff=L3’+△L；源在內:Leff=L3+△L△L:源在外:△L最大源在內:F≥R時，可不考慮F≤R時，可精確計算，也可近似取源在外透照的數(shù)值源在外，根據(jù)公式△L=2Ttanθ計算其中θ=cos-1(1/K)2024/11/25583計算法確定環(huán)縫單壁外透法各項參數(shù)2024/11/2559最少曝光次數(shù)N的計算

L3=πD0/N,其中

N=180/α,

α=θ-η,

η=sin-1[DOsinθ/（DO+2L1）]。

θ=cos-1{[1+（K2-1）T/DO]/K}(據(jù)ΔOAC)

α——與AB/2對應的圓心角；

θ——有效最大失真角；

η——有效半輻射角；

K——透照厚度比；

T——工件厚度；

D0——容器外徑。

2024/11/2560其中:一次透照長度L3=πD0/N膠片側焊縫的等分長度L3’=πDi/N有效評定長度Leff=L3+△L環(huán)縫外透法中的幾何參數(shù)變化特點:①當透照距離L1減小時，若透照長度L3不變，則K值、θ角增大；若K值、θ角不變，則一次透照長度L3縮短，最少透照次數(shù)增加。②當透照距離L1增大時，情況相反，當L1趨向無窮大時，透照弧長所對應的圓心角即與壁厚度無關(?)，其極限等于影像最大失真角θ的2倍(而θ與T總是有關的)。若當Do>>T時，θ≈cos-1K-1；當K=1.1時，θ=24.62°，則環(huán)縫至少應攝片8張，用數(shù)式表示即:N=180/α=180/θ=180/24.62=7.31。2024/11/25614內透中心法這種透照布置透照厚度K=1,橫向裂紋檢出角θ≈0°,一次透照長度L3=整條環(huán)縫長度。最少曝光次數(shù)為1次(要求片子之間有重疊,避免漏檢)。一般為周向X射線機對環(huán)縫周向曝光或者對環(huán)縫周向曝光和球罐全景曝光2024/11/25625計算內透偏心法（Ｆ＜Ｒ）各項參數(shù)2024/11/2563環(huán)縫偏心內透照（F<R）L3的計算（最少曝光次數(shù)）:L3=πDi/N，其中N=180/α，最少曝光次數(shù)；α=η-θ，η=sin-1[Disinθ/（DO-2F）]。θ=cos-1{[1-（K2-1）T/Di]/K}，α——與AB/2對應的圓心角；θ——有效最大失真角；η——有效半輻射角；K——透照厚度比；T——工件厚度；Di——容器內徑;Do——容器外徑。2024/11/2564其中:一次透照長度L3=πD0/N膠片側焊縫的等分長度L3’=πDi/N有效評定長度Leff=L3+△L環(huán)縫偏心內透照（F<R）幾何參數(shù)變化特點:①當透照焦距減小時，若透照長度L3不變，則K值、θ角增大；若K值、θ角不變，則一次透照長度L3縮短，最少曝光次數(shù)增加。②當透照焦距增大時，情況相反，當焦距趨向圓心時，透照弧長所對應的圓心角即與壁厚度無關，其極限透照厚度比K=1，橫向裂紋檢出角θ≈0o,一次透照長度L3=整條環(huán)縫長度。最少曝光次數(shù)為1次。2024/11/25656計算確定內透偏心法（Ｆ＞Ｒ）有關參數(shù)2024/11/2566環(huán)縫偏心內透照（F>R）L3的計算（最少曝光次數(shù)）:L3=πDi/N，其中N=180/α，最少曝光次數(shù)；α=η+θ，η=sin-1[Disinθ/（2L1-Di）]。θ=cos-1{[1-（K2-1）T/Di]/K}，α——與AB/2對應的圓心角；θ——有效最大失真角；η——有效半輻射角；K——透照厚度比；T——工件厚度；Di——容器內徑;Do——容器外徑。2024/11/2567其中:一次透照長度L3=πD0/N膠片側焊縫的等分長度L3’=πDi/N有效評定長度Leff=L3+△L環(huán)縫偏心內透照（F>R）幾何參數(shù)變化特點:①當透照焦距減小時（即向圓心靠攏），若透照長度L3不變，則K值、θ角減小；若K值、θ角不變，則一次透照長度L3增大，當焦距趨向圓心時，透照弧長所對應的圓心角即與壁厚度無關，其極限透照厚度比K=1，橫向裂紋檢出角θ≈0o,一次透照長度L3=整條環(huán)縫長度。最少曝光次數(shù)為1次。②當透照焦距增加時，若透照長度L3不變，則K值、θ角增大；若K值、θ角不變，則一次透照長度L3減小，當焦距趨向直徑時，此時α=2θ；若當Do>>T時，θ≈cos-1K-1；當K=1.1時，θ=24.62°，則環(huán)縫至少應攝片4張，用數(shù)式表示即:N=180/α=180/2θ=180/（2×24.62）=3.66。2024/11/2568環(huán)縫內透照特別說明:不管是F＜R、F=R或F＞R的偏心法，如果使用普通的定向機照射，一次可檢范圍往往取決于X射線機的有效照射范場圍。偏心法中由計算求出的η角，必須服從于實際最大可用半輻射角的限制。2024/11/25697雙壁單影法

雙壁單投影法是指射源與膠片均位于圓管之外,射線穿透雙層壁厚,因為焦距較?。ㄉ踔罼射線管緊貼管壁）,上焊縫成像模糊,僅使膠片側工件成像在底片上的透照方法。雙壁單投影一般用于透照直徑大于89mm的圓管。雙壁單投影法透照厚度大,射線能量高,散射影響大,因此,底片的清晰度、對比度和靈敏度都降低。2024/11/2570F

T

T′

環(huán)焊縫源在外雙壁單影透照示意圖η

α

θ

2024/11/25712024/11/2572雙臂單影L3的計算（最少曝光次數(shù)）:L3=πD0/N，其中N=180/α，最少曝光次數(shù)；α=η+θ，η=sin-1[D0sinθ/（2F-D0）]。θ=cos-1{[1+（K2-1）T/D0]/K}，α——與AB/2對應的圓心角；θ——有效最大失真角；η——有效半輻射角；K——透照厚度比；T——工件厚度；Do——容器外徑。2024/11/2573其中:一次透照長度L3=πD0/N雙壁單影透照幾何參數(shù)變化特點:①為使透照范圍盡可能大，可是焦距等于管外徑。當焦距等于管子外徑而T/Do甚小的情況，則最大透照長度L3所對應的圓心角2α與壁厚度無關，等于影象失真角θ的4倍，即（2α）max=4θ；若當Do>>T時，θ≈cos-1K-1；當K=1.1時，θ=24.62°，因N=180/α=180/2θ=180/（2×24.62）=3.66。則環(huán)縫至少應攝片4張。②當焦距無限大時，最小透照有效長度L3所對應的圓心角2α就與管子形狀無關，等于失真角θ的2倍，即2αmax=2θ；若當Do>>T時，θ≈cos-1K-1；當K=1.1時，θ=24.62°，則環(huán)縫至少應攝片8張，用數(shù)式表示即:N=180/α=180/θ=180/24.62=7.31。2024/11/25748雙壁雙影法計算相關參數(shù)雙壁雙影法一般只用于直徑在100mm以下的小徑管的環(huán)焊縫透照。L3=πDo/N，其中N由相應的探傷標準確定，無須計算。但理論計算完全能計算出來。JB4730-2005規(guī)定:①傾斜透照橢圓成像T/Do≤0.12,最少曝光次數(shù)N=2;②傾斜透照橢圓成像T/Do>0.12或垂直透照重疊成像時，最少曝光次數(shù)N=3。③結構原因不能進行多次透照時，可采用橢圓成像或重疊成像方式透照一次，由于透照一次不能100%檢測焊縫全長，此時應采取有效措施擴大缺陷可檢出范圍，并保證底片評定范圍內黑度和靈敏度滿足要求。2024/11/25752024/11/2576實際工作中按下面順序確定有效透照長度、照射角和焦距：1）依據(jù)T/D.K計算出橫向裂紋檢驗角-θ；2）按產品特點選定F或f（L1），用得出的θ值計算出照射角η；3）用η、θ之值，計算出透照次數(shù)N；4）根據(jù)透照次數(shù)N計算出有效透照長度L3。2024/11/2577例題1.2：P131例題3雙壁單影透照φ400×3mm的液化氣鋼瓶環(huán)焊縫，采用AB級檢測技術。加強高為2mm，焦點尺寸為3×3mm，K≤1.1，求透照焦距F、最少曝光次數(shù)N和一次透照長度L3。解：由已知得：D=400mm，T=3mm，h=2mm，b=T+h=5mm,d=3mm,K≤1.1。（1）求透照焦距FAB級射線檢測技術：f≥10d·b2/3=10×3×52/3=88mm考慮到D=400mm，這里取f=550mm（一般X射線機焦點至窗口的距離為150mm左右），則：F=f+b=550+5=555mm2024/11/2578（2）求最少曝光次數(shù)N2024/11/2579(3)一次透照長度L32024/11/25804.3曝光曲線的制作及應用曝光曲線—表示工件（材質、厚度）與工藝規(guī)范（管電壓、管電流、曝光時間、焦距、暗室處理條件等）之間相關性的曲線圖示。但通常只選擇工件厚度、管電壓和曝光量作為可變參數(shù),其他條件必須相對固定。曝光曲線必須通過實驗制作,且每臺X射線機的曝光曲線各不相同,不能通用,因為即使管電壓、管電流相同,如果不是一臺X射線機,其線質和照射率是不同的。曝光曲線可幫助檢測人員迅速查找出不同厚度工件所需采用的管電壓和曝光量,得到合格的照片。為了保證足夠的透照靈敏度,取焦距為700mm時,一般曝光量原則上不低于15mA.min（平方反比定律）。2024/11/25814.3.1曝光曲線的構成和使用條件第一種類型曝光曲線,縱坐標是曝光量,單位是毫安·分（mA·min）,采用對數(shù)刻度尺,橫坐標是透照厚度,常用毫米（mm）為單位,采用算術刻度尺。（E-T）第二種類型曝光曲線,縱坐標是透照電壓,單位名稱為千伏,單位符號為kV,采用算術刻度尺；橫坐標是透照厚度,單位常用毫米（mm）,采用算術刻度尺。(KV-T)2024/11/2582以曝光量為參數(shù)的（E-T）X射線曝光曲線（固定黑度）2024/11/2583

以透照電壓為參數(shù)（Kv-T）的X射線曝光曲線（固定D）

2024/11/25842024/11/2585使用曝光曲線時必須固定的參數(shù):a.X射線機(型號）b.焦距（常取600~800mm)c.膠片類型d.增感方式（增感屏的類型和前后屏的厚度）e.沖洗條件（顯影配方、顯影溫度和時間）f.基準黑度（一般取2.0或2.5）且上述參數(shù)條件均應在曝光曲線上注明。實際工況與其不一致時，必須進行修正2024/11/25864.3.2曝光曲線的制作步驟:1制作階梯試塊階梯試塊應選用與被透照物體材料相同或相近的材料制做,應具有一定的平面尺寸,例如300×100mm,每個階梯的厚度差常取為2mm,階梯應具有適當?shù)膶挾?如20mm。為適應透照厚度范圍,常還需要制做幾塊補充試塊,補充試塊是一平板試塊,其尺寸一般取為210×100×5mm。利用階梯試塊和補充試塊就可以構成較大的厚度范圍。2曝光試驗固定管電壓,按下表改變曝光時間,逐次曝光,得到一組管電壓一定曝光量不同的曝光膠片。2024/11/2587繪制曝光曲線數(shù)據(jù)表——透照厚度（單位:mm）管電壓/kV100120140160－5mA·min10mA·min15mA·min20mA·min25mA·min－射線機型號和編號：膠片：焦距：增感屏：暗室處理條件：底片黑度：2024/11/25883繪制曝光曲線縱坐標表示管電壓，橫坐標表示工件厚度，根據(jù)上表的數(shù)據(jù)描點繪出T-Kv曝光曲線。并在圖中注明固定的條件，如:X射線機的型號、膠片、增感屏、焦距、黑度、顯影溫度和顯影時間。2024/11/25892024/11/25904.3.3曝光曲線的使用一般從E-T曝光曲線上求取給定厚度所需的曝光量（D一定），一般采用“一點法”，即按射線束中心穿透厚度確定與某一KV值相對應的E。若有余高，如何處理？此處需考慮射線檢測的寬容度問題若曝光曲線基準黑度D≥3.0，則以母材為透照厚度查表更合適，以保證焊縫部位黑度不至于過低；若曝光曲線基準黑度D≤2.5，則以焊縫部分（母材+余高）為透照厚度查表更合適，以保證母材部分黑度不至于過高。2024/11/25914.4散射線的控制4.4.1散射線的來源和分類射線入射到物體后，由于射線量子與物質發(fā)生相互作用，一部分被吸收，一部分被散射（康普頓效應等），一部分沿直線穿透物體。因此，在透射射線中總包括下列的成分:①從射線源發(fā)出沿直線穿透物體透射的一次射線；②射線與物體相互作用中產生的次級射線，即散射線；散射線的能量通常低于一次射線，方向一般都不同于一次射線，有時也稱它為二次射線。2024/11/2592產生散射線的物體稱作散射源,在射線透照時,凡是被射線照射到的物體,例如試件、暗盒、桌面、墻壁、地面,甚至空氣都會成為散射源。其中最大的散射源往往是試件本身。2024/11/2593按散射的方向分類:前散射:來自暗盒正面的散射。背散射:來自暗盒背面的散射。邊蝕散射:指試件周圍的射線向試件背后的膠片的散射，或試件中的較薄部位的射線向較厚部位散射。危害:底片清晰度、對比度、靈敏度下降。嚴重時完全淹沒缺陷影像，使底片一團漆黑。2024/11/25944.4.2散射比的影響因素散射比:散射線強度Is與一次射線強度Ip（直接穿透工件的射線強度），即n=Is/Ip。影響因素:照射場大小對散射比的影響；焦距對散射比的影響；射線能量和板厚對散射比的影響；焊縫余高高度和寬度對散射比的影響；背散射強度與射線能量對散射比的影響。2024/11/2595結論:照射場大小對散射比幾乎沒有影響。除非是用極小的照射場透照，散射比隨照射場的增大而增大，當照射場的直徑超過50mm后，既使照射場繼續(xù)增大，散射比也基本保持不變。照射場大小對散射比的影響；2024/11/2596焦距對散射比的影響結論:在實際使用的焦距范圍內，焦距得變化對散射比幾乎沒有影響。2024/11/2597線質和試件厚度的影響（僅限平板試件透照）結論1:在工業(yè)射線照相應用范圍內,散射比隨射線能量增大而變?。ㄉ⑸鋸姸入S射線能量的增大而增大）。結論2:在相同射線能量下,散射比隨被檢工件厚度增大而增大。2024/11/2598焊縫余高對散射比的影響

結論1:散射比隨焊縫余高寬度的增大而減小。此外，余高形狀不同，散射比也不同。結論2:焊縫中心散射比高于同厚度平板中的散射比，隨著能量的增大，兩者數(shù)量逐漸接近。散射比隨焊縫余高高度的增加而增大。2024/11/25994.4.3散射線的控制措施散射線會使射線底片的灰霧黑度增大，影象對比度降低，對射線相質量是有害的。但由于受射線照射的一切物體都是散射源，所以實際上散射線是無法消除的，只能盡量設法減少。散射線的控制措施包括:（1）選擇合適的射線能量:對厚度差較大的工件,例如余高較高的焊縫或小徑管透照時,散射比隨射線能量的增大而減小,因此可以通過提高射線能量的方法來減少散射線。但射線能量值只能適當提高,以免對主因對比度和固有不清晰度產生明顯不利的影響。2024/11/25100（2）使用鉛箔增感屏:鉛箔增感屏除了具有增感作用外,還具有吸收低能散射線的作用,使用增感屏是減少散射線最方便、最經濟,也是最常用的方法。選擇較厚的鉛箔減少散射線的效果較好,但會使增感效率降低,因此鉛箔厚度也不能過大。實際使用的鉛箔厚度與射線能量有關,且后屏的厚度一般大于前屏。專門的控制措施:（1）背防護鉛板:當暗盒背后近距離內如有金屬或非金屬材料物體,例如鋼平臺、木頭桌面、水泥地面等。（2）鉛罩與光闌:使用鉛罩和鉛光闌可以減小照射場范圍,從而在一定程度上減少散射線。（3）厚度補償物:在對厚度差較大的工件透照時,可采用厚度補償措施來減少散射線。焊縫照相可使用厚度補償塊。2024/11/25101（4）濾板：在對厚度差較大的工件透照時,可以在射線窗口處加一金屬薄板,稱為濾板,濾板可將X射線束中波長較長的軟射線吸收掉,使透過射線波長均勻化,有效能量提高,從而減少邊蝕散射。濾板可用黃銅、鉛或鋼制作。（5）遮蔽物：當被透照的試件小于膠片時,應使用遮蔽物對直接處于射線照射的那部分膠片進行遮蔽,以減少邊蝕散射。（6）修磨試件：通過修整,打磨的方法減小工件厚度差也可以視為減少散射線的一項措施。例如,檢查重要的焊縫時,將焊縫余高磨平后透照,可明顯減小散射比,獲得更佳的照相質量。另外，對散射線的控制應進行背散射防護檢查，在暗盒背面貼附“B”鉛字標記。（怎樣合格？）2024/11/251022024/11/251034.5焊縫透照常規(guī)工藝4.5.1概述4.5.2透照工藝的分類和內容通用工藝規(guī)程專用工藝卡2024/11/251041通用工藝規(guī)程通用工藝規(guī)程是根據(jù)本單位所有應檢產品的結構特點和射線檢測器材的現(xiàn)有條件，按法規(guī)、標準要求指定的技術規(guī)程或通則。通用工藝規(guī)程應有一定的覆蓋性、通用性和可選擇性。主要內容應包括:（1）適用范圍（2）引用標準（3）人員要求（4）外觀質量要求（5）設備、器材選擇原則:機型、焦點尺寸、膠片、增感屏、像質計、觀片燈、黑度計等。（6）透照布置及選擇原則（7）畫線、編號方法2024/11/25105（8）像質計擺放規(guī)定、標記、標識的規(guī)定（9）工藝基礎數(shù)據(jù):一次透照長度、最少透照次數(shù)的數(shù)據(jù)表（10）防止散射線的措施（11）暗室處理的有關規(guī)定（12）底片像質的要求:不允許的偽缺陷、像質計靈敏度、黑度范圍（13）記錄、報告及存檔的規(guī)定（14）編制、審核、批準及資格的規(guī)定2024/11/251062射線探傷工藝卡射線探傷工藝卡是針對某一具體產品或產品上的某一部件某一部位，依據(jù)通用工藝規(guī)程和圖樣要求，所特意制定的有關透照技術的細節(jié)和具體參數(shù)條件，此卡應包括以下四方面內容：（1）必須要交代的內容（A）工件情況，包括產品名稱、材質、規(guī)格、壁厚、焊接種類、坡口型式、檢查比例、執(zhí)行標準、技術等級、合格級別等（B）透照條件、參數(shù)，應包括機型、焦點尺寸df、透照方式、焦距F、一次透照長度L3.環(huán)縫分段透照次數(shù)n管電壓、管電流、膠片種類、規(guī)格、增感屏種類、厚度、像質要求（黑度范圍、像質計型號、應顯示的最小鋼絲線徑、像質計位置）等。2024/11/25107（C）注意點或輔助措施（如消除“邊蝕”、防背散射、補厚、濾波、雙膠片技術）。（2）必須繪出的示意圖（A）布片位置圖（B）特殊的透照布置，透照方向示意圖（如T形接頭、封頭拼縫等）（3）探傷時機（4）必須簽署的人員:工藝卡編制人員及資格，審核人員及資格、日期。2024/11/25108一般縱縫、環(huán)縫的RT工藝編制要點選定正確的透照方式；當確定透照方式后,焦距較小時關注是否滿足最小焦距要求；正確計算透照壁厚；所選用的射線設備曝光曲線的正確使用（設備可承受的電壓最大值、雙壁單影的電壓確定）；焦距變化時的曝光時間的確定；像質計指數(shù)的確定；根據(jù)膠片規(guī)格正確計算劃線分段數(shù)量；計算一次透照長度;總的攝片張數(shù)。2024/11/251094.6射線透照技術和工藝研究4.6.1大厚度比試件的透照技術由于被檢工件厚度存在一定的差異,造成底片上顯示黑度也有差異。在底片上所能顯示的符合標準規(guī)定的黑度上下限值范圍的厚度,稱為射線照相厚度寬容度。若工件厚度差過大,會導致黑度超出范圍,甚至失效。當變截面的厚度比大于1.4時,可以為屬于大厚度比試件。實際工作中的大厚度比試件包括余高較高的薄板對接焊縫試件、小口徑管試件、角焊縫試件,以及不等厚板對接。2024/11/25110大厚度比試件對射線照相不利的方面有二:（1）底片黑度差過大。某部位的黑度過高或過低都影響靈敏度。（2）時間厚度變化劇烈，導致散射比增大，邊蝕效應明顯?？刹扇∫韵麓胧?（1）適當提高管電壓技術。尤其是厚度變化比較小,且連續(xù)變化的對接焊縫。n減小，邊蝕效應減弱。小徑管，提高靈敏度同時可擴大一次透照范圍對余高高的焊縫，可使是中心部分n大幅減小但是:電壓提高，ΔD（μ）下降,Ui增加。2024/11/251112.采用雙膠片技術（異速、同速疊加）。異速雙片:暗盒中放置兩張感光速度不同的膠片。感光度大的用于厚度大的部分評定，感光度小的用于厚度小的部分評定。為什么？同速雙片：暗盒中放置兩張兩張感光速度相同的膠片。對黑度較小的地方，將雙片疊加觀察評定；在黑度較大的地方，用單片觀察評定。選用異速雙片時,應注意在有效黑度范圍內,兩片的曝光量應有足夠的重疊。3.補償技術。補償技術是指用補償塊、補償粉、補償泥、補償液等填補工作較薄部分。2024/11/251124.6.3小徑薄壁管的透照技術與工藝JB/T4730-2005標準規(guī)定:外直徑小于或等于100mm的管子稱為小徑管。小徑管的透照方式分為:傾斜橢圓成像法和垂直重疊成像法。傾斜橢圓成像法:膠片暗袋平放，射線源焦點偏離焊縫中心平面一定距離（偏心距），以射線束中心部分或邊緣部分透照被檢焊縫。偏心距應適當，可計算。垂直重疊成像法:膠片暗袋彎曲貼合焊縫表面，以盡可能減少缺陷到膠片的距離，提高檢測靈敏度。射線