球罐射線(xiàn)檢測(cè)底片質(zhì)量控制淺析1

沈陽(yáng)三洋球罐有限公司 沈陽(yáng) 110122

摘要：本文介紹了球罐全景曝光射線(xiàn)檢測(cè)中底片質(zhì)量的影響因素和控制方法，主要從最基本的靈敏度的三個(gè)方面：對(duì)比度、不清晰度、顆粒度進(jìn)行分析，最后結(jié)合實(shí)際分析影響底片質(zhì)量的因素和原因，找到提高底片質(zhì)量的方法和措施。

關(guān)鍵詞：全景曝光；顆粒度；Ir192

射線(xiàn)檢測(cè)（radiographic testing 簡(jiǎn)稱(chēng)RT）目前是無(wú)損檢測(cè)中比較常用的檢測(cè)方法之一，主要是是針對(duì)材料或焊縫的內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)，射線(xiàn)檢測(cè)以底片做為記錄介質(zhì)，可以比較直觀、真實(shí)的反應(yīng)缺陷的實(shí)際情況，對(duì)夾渣和氣孔之類(lèi)的體積型缺陷有很高的檢出率，對(duì)薄工件的檢出比較容易，對(duì)厚工件檢測(cè)主要是受檢測(cè)設(shè)備的透照能力的影響，此外射線(xiàn)檢測(cè)也不受材質(zhì)的影響，適合各種材料的檢測(cè)，適用性廣。不足在于該檢測(cè)屬于放射性檢測(cè)，無(wú)論是對(duì)人和環(huán)境都有一定影響，為避免照射，操作時(shí)對(duì)周?chē)h(huán)境要求較高，需要控制檢測(cè)時(shí)的安全范圍，此外相對(duì)超聲檢測(cè)等方法，射線(xiàn)檢測(cè)對(duì)裂紋的檢測(cè)率受透照角度影響，對(duì)垂直于透照方向的薄層缺陷不易檢出。

射線(xiàn)檢測(cè)使用的一般分為X射線(xiàn)和γ射線(xiàn)。X射線(xiàn)是高速電子轟擊陽(yáng)極靶產(chǎn)生的，其光譜譜線(xiàn)，分為連續(xù)譜和標(biāo)識(shí)譜，連續(xù)譜是一個(gè)波長(zhǎng)連續(xù)變化的譜線(xiàn)，這與外加電壓有關(guān)，而標(biāo)識(shí)譜可能出現(xiàn)也可能不出現(xiàn)這與被轟擊的陽(yáng)極靶本身材質(zhì)有關(guān)；γ射線(xiàn)是原子核內(nèi)部能級(jí)間的躍遷產(chǎn)生的，主要是原子由不穩(wěn)定態(tài)變?yōu)榉€(wěn)定態(tài)的過(guò)程，同時(shí)放出射線(xiàn)，是一個(gè)自發(fā)的過(guò)程，γ射線(xiàn)根據(jù)衰變的元素不同放出不同波長(zhǎng)的能量，其能譜為線(xiàn)狀譜，其強(qiáng)度衰減有自己固有的時(shí)間周期。由于射線(xiàn)的產(chǎn)生方式和性質(zhì)的不同，X射線(xiàn)和γ射線(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用中也有所區(qū)別。對(duì)于γ射線(xiàn)來(lái)說(shuō)與普通射線(xiàn)機(jī)相比穿透力比較強(qiáng)，能檢測(cè)更厚的工件；不需要水電等資源跟適合野外作業(yè)；而且γ源屬于點(diǎn)源可以進(jìn)行全景曝光，效率高；但不足在于γ射線(xiàn)強(qiáng)度不可控，半衰期是取決于放射源的種類(lèi)，活度較大時(shí)衰減比較快；固有不清晰度要大于X射線(xiàn)，靈敏度偏低；此外γ射線(xiàn)的輻射一直存在，對(duì)安全防護(hù)上要求更高、更為嚴(yán)格。

根據(jù)X射線(xiàn)和γ射線(xiàn)的性質(zhì)特點(diǎn)綜合考慮，目前采用較多的球罐檢測(cè)方法就是采用γ源全景曝光的方法對(duì)球罐焊縫進(jìn)行整體檢測(cè)。但是這樣也存在著許多值得注意和考慮的問(wèn)題，比如曝光時(shí)間、檢測(cè)時(shí)危險(xiǎn)區(qū)域和安全區(qū)域的劃分等，但是最重要的也是直接影響檢測(cè)結(jié)果的可靠性的就是，焊縫的底片質(zhì)量，由于采用γ源其本身檢測(cè)靈敏度不及X射線(xiàn)檢測(cè)，因此如何保證檢測(cè)時(shí)的底片的質(zhì)量更是尤為重要。

射線(xiàn)檢測(cè)照相的質(zhì)量的重要指標(biāo)就是照相的靈敏度，在定量方面理解就是能發(fā)現(xiàn)最小缺陷或細(xì)節(jié)的尺寸，定性方面就是分辨細(xì)小影像的難易程度。對(duì)于靈敏度這主要考慮到對(duì)比度、不清晰度、顆粒度三個(gè)方面。對(duì)比度就是黑度D在不同厚度時(shí)的黑度差、不清晰度主要是有厚度變化的位置邊緣的輪廓寬度、顆粒度是固定厚度上黑度的不均勻程度。首先是射線(xiàn)檢測(cè)對(duì)比度△D，這主要從兩個(gè)方面考慮一是主因?qū)Ρ榷龋硗馐悄z片對(duì)比度。主因?qū)Ρ榷戎饕侵腹ぜ袑?shí)際缺陷和工件本身在透照方向上的厚度差而產(chǎn)生在底片上的黑度變化，起主導(dǎo)作用，這也是射線(xiàn)檢測(cè)的基本原理。對(duì)于主因?qū)Ρ榷戎饕紤]因素就是散射線(xiàn)的影響和射線(xiàn)本身的能量。散射線(xiàn)在某種程度上對(duì)對(duì)比度產(chǎn)生了中和的作用，這就大大降低了底片的對(duì)比效果。散射線(xiàn)受很多因素的影響，是不可避免，對(duì)于球罐檢測(cè)來(lái)說(shuō)一般都是對(duì)焊縫的余高加以控制、選擇合適的增感屏來(lái)控制散射線(xiàn)；還有就是射線(xiàn)本身的性質(zhì)有關(guān)，一般采用Ir192放射源進(jìn)行球罐整體檢測(cè)，其能量是是固定的，相對(duì)X射線(xiàn)來(lái)說(shuō)在工件里具有較低的衰減能力，這也靈敏度不及X射線(xiàn)的檢測(cè)原因之一。膠片對(duì)比度主要由膠片本身特性所決定的，是將對(duì)主因?qū)Ρ榷确糯蠛箫@示在底片上，一般放大程度取決于膠片的種類(lèi)和操作時(shí)選擇顯、定影的時(shí)間和溫度等條件，此外由于底片特性曲線(xiàn)并非線(xiàn)性曲線(xiàn)，提高底片黑度也可以提高了膠片對(duì)比度。其次是射線(xiàn)檢測(cè)的不清晰度U，這也是由兩個(gè)因素的影響一個(gè)是幾何不清晰度，另一個(gè)是固有不清晰度。對(duì)于幾何不清晰度主要產(chǎn)生的原因放射源的自身存在大小，而缺陷和底片、缺陷和放射源之間存在距離，這樣就使底片對(duì)實(shí)際缺陷在投影周?chē)嬖诹税胗皡^(qū)，這就使檢測(cè)中的厚度邊緣變化對(duì)比度下降，從而降低了檢測(cè)靈敏度。但是對(duì)于球罐來(lái)說(shuō)由于實(shí)際焦距都是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于工件厚度的、點(diǎn)源的大小相對(duì)焦距來(lái)說(shuō)相差很多，所以對(duì)球罐檢測(cè)底片質(zhì)量的影響不大。固有不清晰度是由照射到底片上的射線(xiàn)在乳化層或者增感屏上激發(fā)出的電子的散射所產(chǎn)生的，為此增感屏的種類(lèi)和緊貼程度都會(huì)成為關(guān)鍵的影響因素，選擇合適的增感屏雖然能得到很好地增感和吸收作用，但也要考慮固有不清晰度的影響。另外射線(xiàn)的能量也對(duì)固有不清晰度產(chǎn)生影響，能量大作用在乳化層上產(chǎn)生的電子動(dòng)能也相對(duì)較大，運(yùn)動(dòng)的距離也是相對(duì)較長(zhǎng)，散射更為嚴(yán)重。Ir192射線(xiàn)源的強(qiáng)度比一般的X射線(xiàn)機(jī)要大得多所以固有不清晰度也是大的多。對(duì)于球罐來(lái)說(shuō)在清晰度方面主要考慮對(duì)固有不清晰度的控制，但對(duì)于多源同時(shí)曝光時(shí)要合理安排放射源的位置盡量減少焦點(diǎn)尺寸，控制好幾何不清晰度的影響。還有射線(xiàn)照相的顆粒度，即均勻曝光時(shí)影像分布不均的視覺(jué)印象，這是黑度變化的起伏度，就是是底片的噪聲。顆粒度是有一定數(shù)量銀鹽感光后的隨機(jī)分布和發(fā)出光量子數(shù)共同作用的結(jié)果。為此要考慮兩方面：一是膠片的本底噪聲，主要是銀鹽的顆粒和感光速度；二是量子噪聲，放射源發(fā)出的光子的數(shù)量和質(zhì)量，主要是射線(xiàn)能量、曝光量和黑度。對(duì)于球罐檢測(cè)來(lái)說(shuō)，若想降低顆粒度的影響，提高底片質(zhì)量，對(duì)于膠片選擇顆粒較小的底片使銀鹽的分布更加均勻，同時(shí)感光速度相對(duì)較慢。對(duì)于設(shè)備的選擇方面由于能量是固定的，只有控制合理選擇曝光量，提高黑度，在條件允許的情況選擇活度較大的放射源，在黑度可以識(shí)別的范圍內(nèi)，提高曝光時(shí)間，這樣達(dá)到降低顆粒度影響的目的，從而提高底片質(zhì)量。

上文對(duì)射線(xiàn)檢測(cè)中影響底片質(zhì)量的各個(gè)因素進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，結(jié)合實(shí)際，針對(duì)球罐全景曝光的底片質(zhì)量控制進(jìn)行綜合考慮：為保證檢測(cè)效率一般球罐采用γ射線(xiàn)全景曝光的方法對(duì)球罐上的主體焊縫進(jìn)行內(nèi)部檢測(cè)，γ射線(xiàn)源采用Ir192，但由于Ir192射線(xiàn)的強(qiáng)度是固定的主要能量集中在0.346MeV，檢測(cè)時(shí)對(duì)主因?qū)Ρ榷取⒐逃胁磺逦群皖w粒度都有一定不良的影響，使之照相底片的質(zhì)量效果不佳，為提高質(zhì)量就必須控制和改善其他條件達(dá)到提高底片質(zhì)量的目的。首先可以選擇適合增感屏，達(dá)到縮短感光時(shí)間的作用，一般對(duì)于Ir192放射源標(biāo)準(zhǔn)要求選擇鉛箔增感屏厚度在0.1～0.2mm；也助于吸收散射線(xiàn)，提高主因?qū)Ρ榷龋坏珣?yīng)保證與膠片貼緊，更好的控制固有不清晰度；其次控制焊縫余高，保證余高高度和與母材的圓滑過(guò)度，降低散射線(xiàn)，提高主因?qū)Ρ榷龋坏谌x擇合適的曝光量，即選擇較大活度的放射源、適當(dāng)提高放射時(shí)間，在黑度可以識(shí)別的范圍內(nèi)提高黑度，這有利于提高膠片對(duì)比度并且降低顆粒度；第四在有嚴(yán)格檢測(cè)質(zhì)量要求情況下，選擇高靈敏度膠片，標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定應(yīng)采用T2類(lèi)或更高類(lèi)別的膠片，以提高膠片對(duì)比度和降低底片噪聲的影響；還有就是做好底片沖洗過(guò)程的質(zhì)量控制，提高膠片對(duì)比度。總之射線(xiàn)檢測(cè)過(guò)程是個(gè)整體系統(tǒng)，并不能一味追求某一方面的要求要綜合考慮。

以上是我對(duì)球罐射線(xiàn)檢測(cè)底片質(zhì)量上的一點(diǎn)看法和分析，在以后工作中還要不斷的摸索研究尋找更接近實(shí)際，有利于提高質(zhì)量的改進(jìn)方法和措施，不斷的充實(shí)自己，完善自己，服務(wù)社會(huì)。服務(wù)于人民。

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