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)