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        淺談射線曝光曲線的應用及注意事項

        2021-01-04 03:20:54李先勇
        中國金屬通報 2020年21期
        關鍵詞:黑度焦距射線

        李先勇

        (甘肅眾誠工程檢測有限公司,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、暗室條件和基準黑度值),經(jīng)過曝光、沖洗、黑度測定等一系列環(huán)節(jié)后,繪制出的透照參數(shù)與透照厚度之間關系的曲線。根據(jù)曝光曲線中透照參數(shù)的選取內容不同,分為曝光時間-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(見圖1~4)。

        圖1 曝光時間- 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)

        1 曝光曲線的應用

        使用曝光曲線時,為了滿足相關標準要求,應控制射線照射率和線質,使選取的曝光參數(shù)合理、有效,必要時對曝光參數(shù)進行修正計算,并按一定的步驟進行。

        1.1 對管電壓和曝光量的要求

        控制射線照射率和線質的方法就是控制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量。標準中對最高管電壓和曝光量的選取都有明確的規(guī)定。但在實際工作中,選取結果不僅要符合標準的相關規(guī)定,還要滿足工作效率和設備使用性能的要求,應綜合考慮,全面兼顧。(標準對射線最高管電壓的要求見下圖)。

        圖5 不同透照厚度允許的X射線最高透照管電壓

        1.2 曝光量的修正和計算

        由于曝光曲線是在特定條件下制作出來的,因此在實際使用時,應保持實際使用條件和曝光曲線制作時條件的一致。若兩者條件相同,可直接采用曝光曲線上透照參數(shù);而當使用條件(如膠片類型、黑度值、材質、焦距等)發(fā)生變化時,則不能直接采用,應對選取的透照參數(shù)在修正計算后再使用。需要進行修正計算的參數(shù)內容包括。

        (1)材質。制作曝光曲線使用的階梯試塊材質通常為碳鋼材料,用其制作的曝光曲線一般適用于碳鋼和合金鋼材料。當被檢工件材質是鋁、鎂、鈦及其合金材料時,則需要按照下表中的射線透照等效系數(shù)對曝光參數(shù)進行換算。

        (2)膠片類型和黑度值。當其發(fā)生改變時,應根據(jù)膠片特性曲線,利用公式對其進行修正計算;

        (3)焦距、管電壓和曝光量。當其中任一參數(shù)發(fā)生改變時,都應通過平方反比定律進行換算;

        1.3 確定曝光量的基本步驟

        使用曝光曲線確定曝光量時,一般采用以下步驟進行:

        (1)計算透照厚度T’和焦距F.

        (2)暫定管電壓V。

        (3)計算實際曝光量E。

        (4)驗證并確定實際曝光量E ≥15 Am.min。

        2 使用曝光曲線的注意事項

        在曝光曲線的應用過程中,應注意以下事項:

        (1)在對曝光量的確定步驟過程中,對計算出的實際曝光量值,應驗證其是否滿足標準推薦范圍值的要求,否則將無法保證檢測數(shù)據(jù)的正確性。

        圖6 t-T 曝光時間- 板厚(t-T)曲線

        比如利用某臺XXG 2505 型定向X 射線設備(曝光曲線見下圖),對材質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 標準,采用AB 級射線檢測技術,采用雙壁單影方式透照。在實際透照過程中的使用條件和曝光曲線制作時條件除焦距不同外,其他條件都相同,確定實際曝光量的步驟如下:①根據(jù)工件實際規(guī)格,確定透照厚度T’=18(mm)和焦距F=568(mm) :②為了加快檢測進度,提高工作效率,依據(jù)標準對最高管電壓的限制和設備使用性能要求,暫定管電壓為210kV ;③依據(jù)暫定的管電壓從本機曝光曲線上選取曝光時間2min(見圖中虛線部分),同時對焦距進行修正,計算得出實際透照時間1.8 min,即實際曝光量為9 Am.min。④對以上計算結果,用平方反比定律對標準范圍值進行驗證:t/7002=9/5682 計算得實際曝光量E 約為14Am.min, 低于標準推薦范圍值E ≥15 Am.min,據(jù)此判定選取的管電壓和曝光量不符合標準要求,應重新選取,直至實際曝光量值在標準推薦范圍值內。

        在上例實際曝光量的確定過程中,如果對計算后的實際曝光量值不進行標準范圍值驗證直接使用,就會導致:即使底片在表征上(黑度、靈敏度)滿足標準值規(guī)定,但采用此數(shù)據(jù)填寫的工藝文件及檢測記錄、報告等文件資料內容缺乏規(guī)范性和正確性。因此,對計算出來的實際曝光量值,必須要驗證其是否滿足標準范圍推薦值要求。

        (2)由于曝光曲線是在特定條件下制作出來的,因此對已經(jīng)確定的管電壓和曝光量組合,在使用過程中應隨著暗室使用條件的變化而變化,不能固定不變。因為暗室的沖洗條件會隨工作量的增加及工作時間的推移而產(chǎn)生變化,這種變化主要體現(xiàn)在顯影液濃度方面。由于顯影液濃度會隨著洗片量的增多及長時間使用逐漸氧化而降低,進而影響底片沖洗質量,導致底片灰霧度增大及對比度降低,甚至底片質量不合格。因此在利用曝光曲線透照過程中,應隨時監(jiān)測顯影液的濃度,必要時對顯影液進行濃度補充或更換,從而保證底片質量滿足標準要求。

        (3)不同型號X 射線機的曝光曲線不能混用或借用:由于各種型號X 射線機的射線管在制作結構、材質、焦點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),加之對射線管兩端的管電壓、管電流測定誤差等原因,都會使X 射線機發(fā)出的線質和射線照射率不同。制作出來的曝光曲線也是不一樣的;即使是同一臺設備,由于長時間的使用,X 射線管的燈絲和陽極靶會老化,從而使射線照射率及線質發(fā)生變化,尤其是設備在經(jīng)過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,對使用中的曝光曲線,每年至少應核查一次;在X 射線設備經(jīng)過較大修理或更換重要部件后,更要及時對曝光曲線進行核查或重新制作。

        3 結語

        綜上所述,只有正確掌握和應用曝光曲線,才能使射線檢測工作變的更為方便、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)

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