鋯合金Co60γ射線檢測用曝光曲線的繪制及應用

張博

【摘 ?要】鋯合金管、棒、板、鑄件是重要的核安全一級部件，對產品質量具有極高的要求。射線檢測是產品制造過程中重要的一種無損檢測方法。基于材料的特殊性對于射線檢測質量要求極高。通過使用Co-60γ射線源、Agfa C7性膠片、0.5cm增感屏對40-130mm鋯合金階梯試塊進行透照試驗，并借助EXCEL分析工具繪制出了Co-60 γ曝光曲線，擬合出了鋯合金Co-60 γ曝光時間計算公式。該曝光曲線正確使用將會大大提高拍片效率，一次合格率。

【關鍵詞】曝光曲線繪制;Co-60 γ射線;鋯合金;黑度;

1 ?引言

隨著材料冶金技術的發展，鋯合金逐漸從核用、軍用拓展到民用市場，但是相關無損檢測基礎數據的研究可查資料甚少。Co-60 γ射線檢測制動工藝時如果采取曝光計算法時相關參數無從獲得，只能參照其他材料或者通過試驗摸索曝光參數。為了提高拍片效率、一次合格率繪制出適用于鋯合金Co-60 γ射線檢測的曝光曲線及擬合公式就顯得極其必要。

2 ?繪制曝光曲線

2.1方案設計

2.1.1鋯合金射線檢測中存在的困難

（2）化工行業經常會使用一些鋯合金泵閥異形件，在實際射線檢測中會遇到同一部位厚度差較大情況。大多情況下制作的曝光曲線以2.5或3.0作為控制黑度。當遇到厚度差較大工件時，查單一曝光曲線獲得的曝光時間就很容易造成局部黑度超差。

（3）鋯合金時核電站、核動力航母重要的材料，產品中不容許存在高密度夾雜。在制造過程中需要對返回爐料板坯進行射線檢驗。因板坯厚度較大，一次透照時間較長，選取最佳透照工藝就顯得尤為重要。

2.1.2實驗方案

2.1.2.1 ?實驗器材

采用丹東陽光產的YG-60A型Co-60 γ射線探傷機，源焦點尺寸為φ4.0mm×8.0mm，當前活度2.55×1012Bq。

采用Agfa C7/C4兩種型號工業膠片和與之配套的Agfa工業膠片手工沖洗套液。前后增感屏均為0.5mm鉛增感屏。防背散射鉛板規格（長×寬×厚）為2000×1500×5mm。

像質計采用Zr-4合金板材參照SE-1025制造的孔型像質計，編號及板厚，孔徑如表一所示。

2.1.2.3實驗方案

按照2.1.2.2實驗參數進行透照實驗，并將實驗數據記錄在表4中。第一步將所有數據輸入EXCEL。第二步選取同一厚度試塊黑度值、曝光量數據，并以黑度值為橫坐標，曝光量對數值為縱坐標繪制曲線。第三步查曲線獲取階梯試塊每個厚度黑度為2.5、3.0、3.5時得曝光量數據并記錄在EXCEL表格中。第四步以厚度值為橫坐標，達到2.5、3.0、3.5黑度所需曝光量對數值為縱坐標繪制三條曲線。

3 ?曝光曲線現場使用結果

為檢驗曝光曲線及擬合公式的可靠性與實用性，在Zr-4鑄造泵閥射線檢測中進行了應用。使用根據曝光曲線及擬合公式確定的曝光量進行射線檢測，底片黑度滿足要求，與預期黑度值偏差較小。

4 ?結論

通過對鋯合金Co60γ射線檢測用曝光曲線的繪制及應用，得出鋯合金射線檢測曝光量與檢測厚度關系曲線，擬合出了曝光量計算公式，為快速、準確制定不同厚度鋯合金材料射線檢測工藝奠定了基礎，提高了拍片一次合格率，在實際工作中受益匪淺。

參考文獻：

[1] 屠耀元，鄭世才，李衍.射線檢測技術[M].上海：上海世界圖書出版公司，1997.

（作者單位：國核寶鈦鋯業股份公司）