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        平板對接焊縫射線檢測中管電壓對散射比的影響

        2018-05-28 01:28:12,,,,
        無損檢測 2018年5期
        關鍵詞:黑度膠片射線

        ,,,,

        (海洋石油工程股份有限公司,青島 266520)

        射線檢測時射線與物質(zhì)發(fā)生的相互作用包括康普頓散射、光電效應、電子對效應以及瑞利散射等[1-2]。透射到膠片中的射線,除未經(jīng)作用的一次透射射線以外,還包含了散射線。但是散射線并不是成像射線,其嚴重影響射線檢測的影像質(zhì)量,主要表現(xiàn)在降低影像的對比度、增大灰霧度等方面[3-5]。

        筆者主要研究平板對接焊縫射線檢測中管電壓對散射比的影響,通過在試驗室選取常見厚度的平板對接焊縫,研究在其他工藝參數(shù)不變時散射比隨管電壓變化的規(guī)律。試驗中采用謬勒法測量散射比(通常所說的加鉛塊法),通過試驗可以了解管電壓對散射比的影響,為平板對接焊縫射線檢測中管電壓的選取提供參考依據(jù)。

        圖1 試驗用平板對接焊縫結(jié)構(gòu)示意

        1 試驗材料和方法

        圖2 柯達AA400型膠片的特性曲線

        1.1 試驗材料

        試驗采用200-EG-S2射線機和柯達AA400型膠片,試驗工件為一塊厚度為12.7 mm,焊縫余高為1.5 mm的平板對接焊縫(見圖1),另外還用到鉛塊和增感屏等??逻_AA400型膠片的特性曲線如圖2所示。

        1.2 散射比測定方法

        散射比n是指射線透過工件時,由于發(fā)生康普頓散射而從工件內(nèi)任意方向作用到膠片上的散射線強度Is與未散射的一次透射射線強度ID的比值[4],即n=Is/ID。研究使用謬勒法測定散射比。

        謬勒法測散射比原理示意如圖3所示。對某一厚度的工件進行兩次透照,第一次在材料表面放置一個規(guī)格(長×寬×高)為6 mm×10 mm×10 mm的小鉛塊,底片上的中心黑度為D1(此厚度鉛塊可完全吸收一次透射射線,D1可認為是散射線形成的);第二次透照時,透照條件完全相同,但材料表面不放置小鉛塊,得到黑度D2[5-6]。對照試驗用AA400膠片的特性曲線,可以得到與D1,D2相對應的曝光量E1,E2。

        E1=Ist

        (1)

        E2=(ID+Is)t

        (2)

        n=Is/ID

        (3)

        (4)

        式中:t為曝光時間。

        圖3 謬勒法測散射比原理示意

        即可求得該能量和厚度下的n為

        n=(E2/E1-1)-1

        (5)

        2 試驗過程

        管電流為5 mA;曝光時間為3 min;焦距為1 000 mm;分別使用100,130,160,190,220 kV的管電壓對焊縫進行檢測,每一種管電壓按照圖3中的兩種方式各拍一張底片。

        將拍好的底片進行暗室處理,具體處理方法如表1所示。

        表1 暗室處理方法

        鉛塊影像的中心黑度為D1,無鉛塊透照時的中心黑度為D2,根據(jù)膠片特性曲線查出對應的曝光量為E1和E2,試驗數(shù)據(jù)如表2所示。

        表2 改變管電壓時的黑度及曝光量

        將E1和E2代入式(5),即可得到每個管電壓對應的散射比n,管電壓U與散射比n的關系如圖4所示。

        圖4 管電壓U與散射比n的關系曲線

        3 結(jié)語

        通過試驗可知,在管電流、曝光時間和焦距等參

        數(shù)相同的條件下,隨著管電壓的增加,散射比呈減小的趨勢。在射線檢測時,影像質(zhì)量的影響因素較多,提高管電壓能降低散射比,但是較高的管電壓也會降低對比度、增大固有不清晰度,使影像質(zhì)量下降。

        參考文獻:

        [1] 美國無損檢測學會.美國無損檢測手冊—射線卷[M].上海:世界圖書出版公司,1992.

        [2] 全國特種設備無損檢測人員資格考核統(tǒng)編教材編審委員會.射線檢測[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2007.

        [3] 彭光含,蔡新華,喬鬧生,等.X射線源透射式工業(yè)計算機斷層掃描成像技術在復合材料工件檢測中的散射修正[J].無損檢測,2007,29(4):181-184.

        [4] 張小海,鄔冠華,敖波.射線檢測[M].南昌:機械工業(yè)出版社,2012.

        [5] 于漫漫,高洪波,李澤,等. TC4和GH4169合金X射線散射比的測定及分析[J].南昌航空大學學報(自然科學版),2013,35(3):93-97.

        [6] 兌衛(wèi)真,楊曉華.金屬材料X射線散射比的測定[J].熱處理,2001(2):29-31.

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