不等厚工件射線透照參數選擇

劉兵++魏培生++付芳芳++張立斌+馬興國

摘 要：寬容度是變截面工件射線檢測的重要參數。該文分析了典型工件的厚度差，從階梯試塊透照實驗中測量了AGFA-C7膠片在鋼制材料中的寬容度，并對試驗結果作了分析。

關鍵詞：射線檢測 不等厚工件 寬容度

中圖分類號：TG441.7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）12（b）-0126-02

若工件的檢測部位存在厚度差（例如焊縫余高、小徑管焊縫、法蘭焊縫、焊縫兩側不等厚、不規則零部件等），射線穿透工件后，不同厚度部位的透過射線的強度不同，曝光后經暗室處理得到的底片上不同部位就會產生不同的黑度，對于承壓設備要求射線底片的黑度范圍：中靈敏度技術AB級黑度2.0～4.5。實際檢測過程中，適當提高管電壓可以獲得更大厚度寬容度，但是射線能量提高后，衰減系數減小，導致底片對比度減小，這一點對射線照相靈敏度不利。因此，管電壓不能任意提高，提高多少電壓比較合適，這是選擇具體透照參數需要考慮的問題。

典型工件的厚度差：平板工件在透照時，由于照射角度不同，透照厚度也不同[1]。

對于外徑小于100 mm的小徑管其透照厚度變化很大，最小值為2T，理論最大值為射線束與內圓相切時的射線行程[1]，即（D：管外徑，T：管壁厚）。

1 厚度寬容度

在射線檢測中，通常用寬容度來衡量允許的透照厚度差異。射線照相的寬容度是指膠片有效密度范圍相對應的曝光范圍，其射線照相靈敏度和射線底片的黑度符合標準要求。在膠片特性曲線上，用與黑度為許用下限值和上限值相應的相對曝光量的倍數表示，即

（1）

公式（1）必須采用標準射線源，通過膠片特性曲線計算獲得。現場實際檢測時，射線源不同于標準射線源，膠片的厚度寬容度主要由射線機管電壓、膠片特性及暗室處理條件等因素決定。

2 實際檢測中膠片厚度寬容度測定實驗

試驗設備。日本理學200EG-S3射線機一臺。鋼制階梯試塊1套。底片黑度計1臺。膠片：AGFA-C7膠片。

試驗條件及參數。對階梯試塊進行透照，底片規格：180×80 mm，焦距F=700 mm，洗片溫度（20±2）℃。曝光時間為1 min 、5 min，管電壓分別為100 kV、120 kV、140 kV、160 kV、180 kV。管電流不可調節，均為5 mA。

對不同透照電壓采用兩個相差較大的不同曝光量透照階梯試塊，用黑度計測定不同透照厚度對應的黑度值。

依據表1、表2繪制的D-T曲線如圖1、圖2所示。

從圖1、圖2中可以得出特定電壓下底片黑度等于2.0、4.5時的透照厚度值，見表3。

根據表3可以得到不同透照電壓滿足黑度2.0～4.5的最大允許厚度寬容度[2]。

3 實驗分析

由圖3可知，隨透照電壓增加，最大允許厚度寬容度逐漸增大，隨曝光時間增加，寬容度略微增大。

當工件存在厚度差時，適當提高管電壓，可以提高膠片厚度寬容度。實際檢測中，依據工件厚度差可以快速選擇透照電壓范圍，再結合該射線機型的曝光曲線，就能迅速確定不等厚工件的合適透照參數。例如：某焊接工件透照厚度是6 mm、余高4 mm，采用透照電壓140 kV、透照時間1 min就能滿足底片黑度2.0～4.5的要求。

若試件厚度差異過大，超出最大允許厚度差，就會使底片黑度變化范圍超出2.0～4.5，必須采取特殊工藝如雙膠片技術、厚度補償技術等方法進行射線檢測。

4 結論

在壓力管道射線檢測過程中，小徑管對接環焊縫通常采用雙壁雙影法透照，沿焊縫環向透照厚度變化大，提高影像寬容度才能較完整的顯示焊縫影像。該文提出了基于試驗數據制作D-T曲線，通過簡單計算，可以選擇合適的透照電壓提高透照厚度寬容度，最終確保一定厚度范圍內的焊縫影像能夠有效顯示，底片黑度范圍滿足標準。

參考文獻

[1] 強天鵬.射線檢測[M].北京：機械工業出版社，2006.

[2] NB/T47013.2-2015承壓設備無損檢測[S].