建筑鋼結構焊縫檢測用定向 X 射線機曝光曲線制作研究

林嵐榮（上海建科檢驗有限公司， 上海 201120）

焊接作為目前國內建筑鋼結構的主要連接方式之一，對建筑鋼結構施工質量起到至關重要的作用。通過無損探傷方法對焊縫進行質量檢驗是確保建筑鋼結構施工質量的重要手段。X 射線檢測作為常規無損探傷方法目前已廣泛應用于建筑鋼結構焊縫質量檢驗，其原理為射線通過物體時會被物體吸收和散射，將膠片放置在焊縫背面，使用 X 射線從正面對焊縫進行照射。當焊縫內部有缺陷時 X 射線在膠片上的曝光程度就會出現差異，從而膠片顯影后會有黑度差異，以此來評判焊縫中是否有缺陷。

常規焊縫檢測用定向 X 射線機在工程上使用一段時間后機器射線源就會出現衰減，衰減后 X 射線機的穿透能力就會有所變化，所以定期制作 X 射線機的曝光曲線，并在檢測過程中及時進行校準修正十分必要。這直接影響到焊縫缺陷的有效判斷，避免焊縫缺陷漏檢或誤判。本文主要對建筑鋼結構焊縫檢測用定向 X 射線機(X 2515 型)進行曝光曲線制作，并進行研究和探討，以確保 X 射線機對焊縫進行檢測時所用曝光參數的準確有效。

1 X 2515 曝光曲線常規制作

1.1 制作條件與設備

（1）射線機：上海探傷機 X 2515；

（2）增感方式：鉛箔；

（3）膠片：天津 Ⅲ 型；

（4）材料：鋼；

（5）焦距：1 000 mm；

（6）焦點尺寸：4 mm×4 mm；

（7）曝光量：3 min×10 mA；

（8）顯影時間：5 min；

（9）定影時間：10 min；

（10）溫度：（20±2）℃；

（11）洗片方法：手工槽洗+活水洗；

（12）黑度：D=2。

1.2 階梯楔塊的具體透照

根據 X 2515 管電壓的取值范圍（60 kV～250 kV）取 5個電壓值分別為：80 kV、110 kV、140 kV、170 kV、200 kV。還根據射線機出廠的曝光曲線大概得出各個電壓對應的透照厚度，見表 1。

表 1 透照電壓與穿透厚度關系表

1.3 電壓為 80 kV 時的透照操作

做好一切先前工作后，因為透照厚度為 1.4 mm，選擇階梯楔塊范圍為 1.0～10.0 mm，階梯試塊本身能滿足透照厚度的要求，不要在其下擺放墊塊。現在擺放鉛字如圖 1 所示。

圖 1 80 kV 時鉛字擺放圖

在 X 射線機控制臺上調好透照電壓（80 kV），隨后開始照射。

1.4 電壓為 110 kV 時的透照操作

因為透照厚度為 5.4 mm，選擇階梯楔塊范圍為 1.0～10.0 mm，階梯楔塊本身可滿足透照厚度的要求，也不要在其下擺放墊塊。擺放鉛字如圖 2 所示。

在 X 射線機控制臺上調好透照電壓（110 kV），隨后開始照射。

1.5 電壓為 140 kV 時的透照操作

因為透照厚度為 12.0 mm，選擇階梯楔塊范圍是6.0～15.0 mm，這樣就要在階梯楔塊（1.0～5.0 mm）下放1 塊墊塊，擺放鉛字如圖 3 所示。

圖 3 140 kV 時鉛字擺放圖

在 X 射線機控制臺上調好透照電壓 140 kV，隨后照射。

1.6 電壓為 170 kV 時的透照操作

透照厚度為 18.5 mm，選擇階梯楔塊范圍是 11.0～20.0 mm，需要在 2 個階梯楔塊下擺放 1 個墊塊，擺放鉛字如圖 4 所示。

圖 4 170 kV 時鉛字擺放圖

在 X 射線機控制臺上調好透照電壓 170 KV，隨后照射。

1.7 電壓為 200 kV 時透照操作

透照厚度為 25.4 mm，選擇階梯楔塊范圍是21.0～30.0 mm，需要在 2 個階梯楔塊下擺放 2 個墊塊，擺放鉛字如圖 5 所示。

圖 5 200 kV 時鉛字擺放圖

在 X 射線機控制臺上調好透照電壓 200 kV ，隨后照射。

2 底片處理和數據測量

在暗室里先將顯影液和定影液的溫度控制在 20℃，隨后在全暗(可留一些紅光)的暗室里從膠片盒(已拍)取出膠片，夾在洗膠片的夾子上。先在清水里浸一下，隨后在顯影液內顯影 5 min，顯影時要嚴格控制時間，達時后取出在清水洗十幾秒鐘，再放入定影液中，時間定在10 min，時間范圍在 8～10 min 之內均可。最后，在活水里沖洗 10 min 左右，隨后把膠片放置起來晾干。在這上面的操作時不可用手觸摸膠片的中間區域，預防留下痕跡影響后面黑度的測量。

膠片干透后,用黑度計對每張膠片的每個階梯區域進行黑度測量，測量一個區域的黑度要分三點測量取平均值，表2 為所測值。

表 2 不同階梯的黑度值

根據表 2 做出黑度D與透照厚度d的關系曲線，如圖 6所示。

圖 6 黑度與厚度關系圖

從圖 6 可知，在黑度D=2 處，作橫坐標的平行線，與每根D-d曲線相交，可得出交點處的電壓和厚度的值填入表 3。

表 3 管電壓與穿透厚度關系表

又根據表 3 繪出 X 2515 的管電壓-透照厚度的曝光曲線，如圖 7 所示。

圖 7 X 2515 曝光曲線圖

3 結 語

本次設計得出的新曝光曲線制作的公式是從射線檢測理論學中再結合經驗參數總結而來的。試驗所得的數據畫圖經由計算機語言進行處理的，由此避免在數據畫圖處理過程中存在的人為誤差。

（1）新制作曝光曲線方法的公式的理論推導還是可行的。

（2）試驗的結果雖然在最后對實踐工作要求有一定的差距，只能在一定的范圍內有用，即在所選擇的透照電壓附近可行，范圍大概為 ±30 kV，存在一定的局限性。

（3）在試驗的具體過程積累了一定的經驗，這樣可以在以后實際的生產工作的過程中再總結一些經驗數據，使新曝光曲線制作公式更加實用。