馮武強(qiáng)

（廣西特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院河池分院（河池市特種設(shè)備檢驗(yàn)所），廣西 河池 547000）

射線照相檢測(cè)是電站鍋爐金屬焊縫最常用的無(wú)損檢測(cè)方法之一，而射線照相的底片質(zhì)量好壞會(huì)直接影響到評(píng)片人員對(duì)焊縫缺陷的評(píng)定。因此，要想準(zhǔn)確評(píng)定出焊縫的好壞，射線底片質(zhì)量尤為重要。

射線照相檢測(cè)是指使用X射線，γ射線等或其他射線穿透物質(zhì)后并按一定規(guī)律衰減，在穿透物質(zhì)過(guò)程中會(huì)與物質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)作用。而射線強(qiáng)度在工件內(nèi)密度變化區(qū)域（即有缺陷和無(wú)缺陷區(qū)域）內(nèi)被不同程度的吸收，放置在工件背面的膠片能記錄透射射線強(qiáng)度的差異，經(jīng)暗室處理后可以得到有可見(jiàn)黑度差的圖像，以供評(píng)定人員分析。

射線檢測(cè)對(duì)焊接缺陷的尺寸和性質(zhì)判定直觀，準(zhǔn)確可靠，可以明顯的顯示缺陷的形狀，數(shù)量平面位置和尺寸的大小，且其底片可以長(zhǎng)久的保存。以便后續(xù)的比對(duì)檢查，因此，它被廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)，尤其是電站鍋爐金屬焊縫的檢測(cè)。但也有其缺點(diǎn)，那就是檢測(cè)成本較高，且射線對(duì)人體有傷害，尤其對(duì)探傷人員有一定的危害。因此，在使用射線照相過(guò)程中一定要把握好底片質(zhì)量，最好是一次性就能拍出合格的底片。否則底片質(zhì)量不合格，還得重新拍照，這樣，就大大的浪費(fèi)人力，物力，財(cái)力等更進(jìn)一步加大了檢測(cè)成本費(fèi)。而這種射線照相檢測(cè)技術(shù)受許多相關(guān)變量的影響，檢測(cè)缺陷的靈敏度變化范圍很大。只有正確理解并控制好這些變量，才能拍出清晰的優(yōu)質(zhì)射線照片。為此，射線照相過(guò)程中一定要嚴(yán)格把握各個(gè)參數(shù)。本文對(duì)影響射線照相質(zhì)量的各種因素作了簡(jiǎn)要的分析。

一、射線照相靈敏度S

評(píng)價(jià)射線照相質(zhì)量最重要的一個(gè)指標(biāo)就是射線照相靈敏度，所謂射線照相靈敏度從定量方面來(lái)說(shuō)，是指在射線底片上可以觀察到的最小缺陷尺寸或最小細(xì)節(jié)尺寸，從定性方面來(lái)說(shuō)，是指發(fā)現(xiàn)和識(shí)別細(xì)小影象的難易程度。射線照相靈敏度S是射線照相對(duì)比度ΔD，不清晰度U和膠片顆粒度Gr三大因素綜合作用的結(jié)果，對(duì)比度反應(yīng)細(xì)節(jié)與背景的黑度差，不清晰度反應(yīng)黑度變化區(qū)域的寬度，膠片顆粒度決定膠片能夠記錄的最小的細(xì)節(jié)尺寸，反應(yīng)背景黑度變化的隨機(jī)性[1]。

二、射線照相對(duì)比度ΔD

射線透過(guò)工件不同厚度或不同密度部分后所產(chǎn)生的不同強(qiáng)度,在射線底片上表現(xiàn)為不同的影象黑度一個(gè)區(qū)域與另一個(gè)區(qū)域的黑度差就構(gòu)成射線底片對(duì)比度，影象中的任何陰影或細(xì)節(jié)即通過(guò)與周圍結(jié)構(gòu)的背景反差得以觀察。在適當(dāng)范圍內(nèi)，增大對(duì)比度，則各種細(xì)節(jié)顯示越清晰，影象更易于辯認(rèn)，射線照相對(duì)比度可用公式表示為：，式中：

ΔD射線照相對(duì)比度；

G是膠片對(duì)比度；

μ是衰減系數(shù)；

ΔT工件后度差；

n是散射比，即散射線強(qiáng)度與透射線強(qiáng)度之比Is/Ip；

公式中μΔT/（1+n）成為主因?qū)Ρ榷?，因此射線對(duì)比度是由主因?qū)Ρ榷群湍z片對(duì)比度綜合作用的結(jié)果，主因?qū)Ρ榷仁菢?gòu)成底片對(duì)比度的根本原因。而膠片對(duì)比度可以看作是主因?qū)Ρ榷鹊姆糯笙禂?shù)，主因?qū)Ρ榷热Q于透過(guò)工件后射線強(qiáng)度變化而此強(qiáng)度變化首先取決于工件的厚度差或密度差，其次是射線的質(zhì)和散射比[1,3]。

射線的質(zhì)即透照所使用的射線能量（Kp）。對(duì)于一定厚度的試件，如果kp值過(guò)低沒(méi)有足夠的射線能量照射膠片曝光不足。Kp升高而到達(dá)一定值時(shí)膠片會(huì)在恰當(dāng)時(shí)間內(nèi)曝光，用更高的Kp值可以縮短曝光時(shí)間，且衰減系數(shù)μ隨Kp值得升高而減小，所以對(duì)比度減小了，靈敏度降低了，所以保證穿透力的前提下選低能量射線照射。

散射比隨射線能量，射線濾扳，試件厚度及其幾何形狀而變。散射線會(huì)使射線底片增大灰霧黑度會(huì)降低對(duì)比度和清晰度所以控制散射線是提高射線照相靈敏度的一個(gè)極為重要的方面常用的方法有：采用鉛箔增感屏，因其在爆光時(shí)能大量吸收散射線，通常在暗袋背面還附一塊后防護(hù)鉛板以吸收背散射線；在X射線管窗口處放上一塊簡(jiǎn)單的金屬濾片，將那些穿透力小的X射線吸收掉，使線質(zhì)均化；對(duì)透照厚度差大的工件還能消除其薄的部分的過(guò)爆光；采用鉛光闌和鉛罩將射線照射場(chǎng)限制在盡可能小的范圍內(nèi)；透照時(shí)應(yīng)盡量使暗袋緊貼工件減少前方側(cè)向散射線影響。

膠片梯度取決于膠片的類型，顯影條件、底片黑度。隨底片黑度增高，膠片梯度增大，對(duì)比度也增加，而在高黑度范圍內(nèi)，最小可見(jiàn)對(duì)比度ΔDmin也會(huì)隨黑度增高而增大，同時(shí)受到觀片燈亮度的限制，底片黑度不能過(guò)高。底片黑度一般應(yīng)控制在1.2～3.5范圍內(nèi)。對(duì)透照厚度差大的工件和檢查要求高的重要工件常采用雙膠片法，因?yàn)殡p膠片疊合后觀察使膠片梯度值提高一倍[2]。

三、不清晰度

不清晰度U是用來(lái)評(píng)價(jià)底片上影象輪廓的明銳程度，影響不清晰度的因素有兩個(gè)：幾何不清晰度Ug和固有不清晰度Ui。

由于X射線管焦點(diǎn)或γ射線源都有一定尺寸，所以透照工件時(shí)，工件表面輪廓或工件中的缺陷在底片上的影象的邊緣會(huì)產(chǎn)生一定寬度的半影，這個(gè)半影的寬度就是幾何不清晰度Ugg 幾何不清晰度公式表示為：式中，

df為焦點(diǎn)尺寸；

F 為焦點(diǎn)至膠片的距離；

b為缺陷至膠片的距離；

由此可見(jiàn)，射線透照時(shí)選用焦點(diǎn)尺寸較小的射線源，增大透照焦距F，減少距離b將有利于減小幾何不清晰度值。實(shí)際探傷中，膠片應(yīng)盡量緊貼工件表面。最小透照焦距應(yīng)滿足幾何不清晰度Ug值要求。

固有不清晰度是由于照射到膠片上的射線在乳劑層中激發(fā)出的電子的散射而產(chǎn)生的。它取決于膠片類型，增感屏類型，射線的質(zhì)。當(dāng)射線能量低于400 時(shí)，固有不清晰度Ui遠(yuǎn)小于幾何不清晰度，當(dāng)采用高能量x射線和放射源射線時(shí)，固有不清晰度Ui成為重要素。射線能量在100—400kV范圍內(nèi)，表達(dá)固有不清晰度的經(jīng)驗(yàn)公式為：

Ui=0.0013（kV）0.79。

總的不清晰度是由幾何不清晰度和固有不清晰度的綜合結(jié)果，但不是簡(jiǎn)單的算術(shù)相加，而是由兩者較大值決定的。目前，描述U和Ug，Ui比較廣泛采用的關(guān)系為： [2,3]。

四、顆粒度

均勻曝光的射線底片上，影象黑度分布不均的視覺(jué)印象稱為顆粒性。測(cè)光密度計(jì)在底片上測(cè)出的黑度漲落的客觀量值即為顆粒度。在影響照相靈敏度三大因素中顆粒度是基礎(chǔ)。影響膠片顆粒度的因素有：膠片上原始AgBr粒度、射線能量、顯影配方、活度、溫度。GB/T19384.1-2003根據(jù)膠片顆粒粗細(xì)等將膠片分為四類，即T1，T2，T3和T4類，T1為最高類別的膠片，T4為最低類別的膠片，如果檢查重要工件或需提高射線透照底片質(zhì)量，應(yīng)選用較高類別膠片，如需縮短曝光時(shí)同，則可選用粗粒膠片。

五、結(jié)論

綜上所述，影響射線照相底片質(zhì)量的因素較多，在滿足各參數(shù)要求的前提下，工作中應(yīng)該盡可能減低成本一次性拍出合格優(yōu)質(zhì)的清晰底片，為此需要做到以下幾點(diǎn)：

1.對(duì)于一些面積型缺陷，如裂紋，未容等透照方向與ΔT關(guān)系比較明顯，為了提高對(duì)比度就需要考慮選擇適當(dāng)?shù)姆较蚧蚩刂埔欢ǖ耐刚战嵌?。在保證穿透力的前提下，應(yīng)盡量選用較低能量的射線透照，以增大對(duì)比度。同時(shí)，在拍片時(shí)候還應(yīng)該采取相關(guān)有效措施來(lái)控制和屏蔽散射線。

2.由于幾何不清晰度與焦點(diǎn)尺寸，和透照焦距，及工件本身厚度有關(guān)系，為了減小幾何不清晰度可以采取焦點(diǎn)尺寸較小的射線源，同時(shí)適當(dāng)?shù)脑龃蠼咕唷?/p>

3.對(duì)于一些要求較高的工件，可以采用鉛箔增感屏和高類別的膠片進(jìn)行拍照，以確保達(dá)到相關(guān)技術(shù)要求。