γ射線曝光曲線的制作及應(yīng)用

濮陽市方正工程技術(shù)服務(wù)有限公司 張長征

γ射線曝光曲線的制作及應(yīng)用

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工業(yè)探傷常用的射線有γ射線和X射線。其方法是把膠片放在適當(dāng)?shù)奈恢茫@種射線使其感光，經(jīng)暗室處理后得到底片。底片上各點(diǎn)的黑化程度取決于射線照射量，由于缺陷部位和完好部位的投射強(qiáng)度不同，底片上相應(yīng)部位就會出現(xiàn)黑度差異。底片上相鄰區(qū)域黑度定義為“對比度”。把底片放在觀片燈屏上借助光線觀察，可以看到由對比度構(gòu)成的不同形狀的影像，評片人員據(jù)此判斷缺陷情況并評價(jià)試件質(zhì)量。

一、γ射線探傷的特點(diǎn)

1.透照厚度大，穿透力強(qiáng)。例如Co60射線探傷機(jī)可穿透200 mm的鋼工件。

2.質(zhì)量輕、體積小、不需電源。γ射線適用于野外、高空作業(yè)及在用設(shè)備檢測。

3.效率高。γ射線對環(huán)向焊縫和球罐可進(jìn)行周向曝光和全景曝光。比X射線效率更高。

4.γ射線可以連續(xù)運(yùn)行，且不受溫度、壓力、磁場等外界條件影響。

5.該設(shè)備故障率低，不易損壞部件。

6.該探傷儀與同等穿透能力的射線探傷儀相比價(jià)格較低。

因此，對于野外、高空、在用及厚度大的工件，γ射線比X射線更具有優(yōu)勢。

二、曝光曲線

在射線探傷工作中，通常根據(jù)工件的材質(zhì)與厚度來選擇射線能量、曝光量以及焦距等工藝參數(shù)。參數(shù)的確定一般是通過查曝光曲線。曝光曲線是射線檢測人員正確選擇曝光參數(shù)以獲得標(biāo)準(zhǔn)黑度和像質(zhì)底片的有效工具。γ射線曝光曲線是表示工件（材質(zhì)、厚度）與工藝規(guī)范（曝光量、焦距、暗室處理?xiàng)l件等）之間相關(guān)性的曲線圖示。

三、制作γ射線曝光曲線的特定條件

制作γ射線曝光曲線的特定條件如下。

1.使用的γ源種類。

2.一定的膠片類型。

3.一定的增感屏（屏型及前后屏厚度）。

4.所使用的沖洗條件（顯影配方、溫度、時(shí)間）。

5.基準(zhǔn)黑度。某一特定條件發(fā)生改變時(shí)，曝光曲線就不能真實(shí)反映出所需要的參數(shù)，就不能達(dá)到預(yù)期的效果。當(dāng)特定條件發(fā)生改變時(shí)，需要對原曝光曲線修正或重新制作。

四、γ射線曝光曲線的制作過程

在上述特定條件下，通過改變曝光參數(shù)和焦距透照不同厚度組成的鋼階梯試塊，來求得焦距F、曝光量E、透照厚度T這3者之間的關(guān)系。

1.階梯試塊的要求。為了避免散射線的影響，每層階梯試塊面積不可太小，其最小尺寸應(yīng)為階梯試塊厚度的5倍，階梯試塊尺寸應(yīng)大于膠片尺寸，階梯試塊遞增等級為2 mm，厚度范圍應(yīng)覆蓋檢測透照厚度要求，曝光階梯試塊如圖1所示。

圖 1 曝光用階梯試塊

2.透照階梯試塊。采用較小曝光量，不同焦距拍攝階梯試塊，獲得第一組底片；再采用較大曝光量不同焦距拍攝階梯試塊，獲得第二組底片；用黑度計(jì)測定獲得透照厚度與對應(yīng)黑度的兩組數(shù)據(jù)。

3.繪制D-T曲線和E-T曝光曲線。根據(jù)所得到兩組數(shù)據(jù)繪制出D-T曲線，選定一基準(zhǔn)黑度值（例如基準(zhǔn)黑度值為D=3.0），從兩個(gè)D-T曲線中查出某一焦距下對應(yīng)于該黑度的透照厚度值。在E-T圖上標(biāo)出這2點(diǎn)，并以直線連線既得該焦距的曝光曲線，曝光曲線如圖2所示。（1 in=25 mm）

圖2 曝光曲線

六、曝光曲線的應(yīng)用

1.在實(shí)際工作中可以通過制作焦距F等于10 in.γ源的曝光曲線，當(dāng)焦距改變時(shí)可利用曝光因子A1t1/F12=A2t2/F22求出對應(yīng)的曝光量，并制定出常用規(guī)格工件的曝光量卡片。

2.當(dāng)改變膠片類型時(shí)，可根據(jù)兩種膠片特性曲線按達(dá)到同一黑度時(shí)的曝光量之比來修正曝光量，表達(dá)式為E’A/E’B=EA/EB。

在沙特RABIGH煉廠施工中，本文，筆者繪制了Ir-192的曝光曲線，依據(jù)曝光曲線透照不同規(guī)格管道焊縫，采用自動洗片機(jī)洗片，底片一次合格率達(dá)到99.6%。由于γ射線與X射線相比，源活度已知，且γ源幾何尺寸小，對焦距影像不大，因此，γ射線曝光曲線比X射線曝光曲線更具有適用性，更宜采用自動洗片技術(shù)，進(jìn)而保證了底片質(zhì)量，提高了缺陷檢出率，降低了人工消耗。