李先勇
(甘肅眾誠(chéng)工程檢測(cè)有限公司,甘肅 蘭州 730060)
射線曝光曲線是在特定條件下(指定膠片類型、焦距、增感屏、暗室條件和基準(zhǔn)黑度值),經(jīng)過(guò)曝光、沖洗、黑度測(cè)定等一系列環(huán)節(jié)后,繪制出的透照參數(shù)與透照厚度之間關(guān)系的曲線。根據(jù)曝光曲線中透照參數(shù)的選取內(nèi)容不同,分為曝光時(shí)間-板厚(t-T)曲線、管電壓-板厚(kV-T)曲線、黑度-板厚(D-T)曲線、曝光量-板厚(E-T)曲線等(見(jiàn)圖1~4)。
圖1 曝光時(shí)間- 板厚(t-T)
圖2 管電壓- 板厚曲線(kV-T)
圖3 黑度- 板厚曲線(D-T)
圖4 曝光量- 板厚曲線(E-T)
使用曝光曲線時(shí),為了滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,應(yīng)控制射線照射率和線質(zhì),使選取的曝光參數(shù)合理、有效,必要時(shí)對(duì)曝光參數(shù)進(jìn)行修正計(jì)算,并按一定的步驟進(jìn)行。
控制射線照射率和線質(zhì)的方法就是控制X 射線的管電壓和曝光量。在其它條件一定的情況下,管電壓與曝光量組合的合理與否將直接決定射線的底片質(zhì)量。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)最高管電壓和曝光量的選取都有明確的規(guī)定。但在實(shí)際工作中,選取結(jié)果不僅要符合標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定,還要滿足工作效率和設(shè)備使用性能的要求,應(yīng)綜合考慮,全面兼顧。(標(biāo)準(zhǔn)對(duì)射線最高管電壓的要求見(jiàn)下圖)。
圖5 不同透照厚度允許的X射線最高透照管電壓
由于曝光曲線是在特定條件下制作出來(lái)的,因此在實(shí)際使用時(shí),應(yīng)保持實(shí)際使用條件和曝光曲線制作時(shí)條件的一致。若兩者條件相同,可直接采用曝光曲線上透照參數(shù);而當(dāng)使用條件(如膠片類型、黑度值、材質(zhì)、焦距等)發(fā)生變化時(shí),則不能直接采用,應(yīng)對(duì)選取的透照參數(shù)在修正計(jì)算后再使用。需要進(jìn)行修正計(jì)算的參數(shù)內(nèi)容包括。
(1)材質(zhì)。制作曝光曲線使用的階梯試塊材質(zhì)通常為碳鋼材料,用其制作的曝光曲線一般適用于碳鋼和合金鋼材料。當(dāng)被檢工件材質(zhì)是鋁、鎂、鈦及其合金材料時(shí),則需要按照下表中的射線透照等效系數(shù)對(duì)曝光參數(shù)進(jìn)行換算。
(2)膠片類型和黑度值。當(dāng)其發(fā)生改變時(shí),應(yīng)根據(jù)膠片特性曲線,利用公式對(duì)其進(jìn)行修正計(jì)算;
(3)焦距、管電壓和曝光量。當(dāng)其中任一參數(shù)發(fā)生改變時(shí),都應(yīng)通過(guò)平方反比定律進(jìn)行換算;
使用曝光曲線確定曝光量時(shí),一般采用以下步驟進(jìn)行:
(1)計(jì)算透照厚度T’和焦距F.
(2)暫定管電壓V。
(3)計(jì)算實(shí)際曝光量E。
(4)驗(yàn)證并確定實(shí)際曝光量E ≥15 Am.min。
在曝光曲線的應(yīng)用過(guò)程中,應(yīng)注意以下事項(xiàng):
(1)在對(duì)曝光量的確定步驟過(guò)程中,對(duì)計(jì)算出的實(shí)際曝光量值,應(yīng)驗(yàn)證其是否滿足標(biāo)準(zhǔn)推薦范圍值的要求,否則將無(wú)法保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的正確性。
圖6 t-T 曝光時(shí)間- 板厚(t-T)曲線
比如利用某臺(tái)XXG 2505 型定向X 射線設(shè)備(曝光曲線見(jiàn)下圖),對(duì)材質(zhì)Q235B,規(guī)格φ426×8(mm),焊縫余高2mm 的管道焊縫,依據(jù)NB/T 47013.2-2015 標(biāo)準(zhǔn),采用AB 級(jí)射線檢測(cè)技術(shù),采用雙壁單影方式透照。在實(shí)際透照過(guò)程中的使用條件和曝光曲線制作時(shí)條件除焦距不同外,其他條件都相同,確定實(shí)際曝光量的步驟如下:①根據(jù)工件實(shí)際規(guī)格,確定透照厚度T’=18(mm)和焦距F=568(mm) :②為了加快檢測(cè)進(jìn)度,提高工作效率,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)最高管電壓的限制和設(shè)備使用性能要求,暫定管電壓為210kV ;③依據(jù)暫定的管電壓從本機(jī)曝光曲線上選取曝光時(shí)間2min(見(jiàn)圖中虛線部分),同時(shí)對(duì)焦距進(jìn)行修正,計(jì)算得出實(shí)際透照時(shí)間1.8 min,即實(shí)際曝光量為9 Am.min。④對(duì)以上計(jì)算結(jié)果,用平方反比定律對(duì)標(biāo)準(zhǔn)范圍值進(jìn)行驗(yàn)證:t/7002=9/5682 計(jì)算得實(shí)際曝光量E 約為14Am.min, 低于標(biāo)準(zhǔn)推薦范圍值E ≥15 Am.min,據(jù)此判定選取的管電壓和曝光量不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,應(yīng)重新選取,直至實(shí)際曝光量值在標(biāo)準(zhǔn)推薦范圍值內(nèi)。
在上例實(shí)際曝光量的確定過(guò)程中,如果對(duì)計(jì)算后的實(shí)際曝光量值不進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)范圍值驗(yàn)證直接使用,就會(huì)導(dǎo)致:即使底片在表征上(黑度、靈敏度)滿足標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定,但采用此數(shù)據(jù)填寫(xiě)的工藝文件及檢測(cè)記錄、報(bào)告等文件資料內(nèi)容缺乏規(guī)范性和正確性。因此,對(duì)計(jì)算出來(lái)的實(shí)際曝光量值,必須要驗(yàn)證其是否滿足標(biāo)準(zhǔn)范圍推薦值要求。
(2)由于曝光曲線是在特定條件下制作出來(lái)的,因此對(duì)已經(jīng)確定的管電壓和曝光量組合,在使用過(guò)程中應(yīng)隨著暗室使用條件的變化而變化,不能固定不變。因?yàn)榘凳业臎_洗條件會(huì)隨工作量的增加及工作時(shí)間的推移而產(chǎn)生變化,這種變化主要體現(xiàn)在顯影液濃度方面。由于顯影液濃度會(huì)隨著洗片量的增多及長(zhǎng)時(shí)間使用逐漸氧化而降低,進(jìn)而影響底片沖洗質(zhì)量,導(dǎo)致底片灰霧度增大及對(duì)比度降低,甚至底片質(zhì)量不合格。因此在利用曝光曲線透照過(guò)程中,應(yīng)隨時(shí)監(jiān)測(cè)顯影液的濃度,必要時(shí)對(duì)顯影液進(jìn)行濃度補(bǔ)充或更換,從而保證底片質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
(3)不同型號(hào)X 射線機(jī)的曝光曲線不能混用或借用:由于各種型號(hào)X 射線機(jī)的射線管在制作結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、焦點(diǎn)尺寸等方面不盡相同、施加在X 射線管兩極上的電壓波形也不同(全波整流、半波整流、倍壓整流和恒直流),加之對(duì)射線管兩端的管電壓、管電流測(cè)定誤差等原因,都會(huì)使X 射線機(jī)發(fā)出的線質(zhì)和射線照射率不同。制作出來(lái)的曝光曲線也是不一樣的;即使是同一臺(tái)設(shè)備,由于長(zhǎng)時(shí)間的使用,X 射線管的燈絲和陽(yáng)極靶會(huì)老化,從而使射線照射率及線質(zhì)發(fā)生變化,尤其是設(shè)備在經(jīng)過(guò)大修理及更換主要部件(射線管、高壓包等)后,變化尤為明顯。因此,對(duì)使用中的曝光曲線,每年至少應(yīng)核查一次;在X 射線設(shè)備經(jīng)過(guò)較大修理或更換重要部件后,更要及時(shí)對(duì)曝光曲線進(jìn)行核查或重新制作。
綜上所述,只有正確掌握和應(yīng)用曝光曲線,才能使射線檢測(cè)工作變的更為方便、快捷,更加有效的提高工作效率和節(jié)約使用成本,從而讓它在射線檢測(cè)工作中充分發(fā)揮出重要作用。
表1 金屬線透照等效系數(shù)