王金友

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2104-5640-5342

摘? 要：缺陷能否通過(guò)射線(xiàn)透照而被檢出，取決于若干個(gè)環(huán)節(jié)。首先，必須使缺陷在底片上留下足以識(shí)別的影像，其次，底片上的影像應(yīng)在適當(dāng)?shù)臈l件下得以充分顯示，以利于評(píng)片人員觀察與識(shí)別。這就要求底片有較為合適的對(duì)比度范圍，根據(jù)膠片的特征曲線(xiàn)，膠片的梯度隨黑度的增加而增大，然而，黑度過(guò)大將造成透過(guò)光強(qiáng)不足，導(dǎo)致人眼觀察識(shí)別能力下降，所以標(biāo)準(zhǔn)既規(guī)定了底片黑度的下限值，又規(guī)定了底片黑度的上限值。

關(guān)鍵詞：底片黑度? 曝光量? 曝光尺? 曝光曲線(xiàn)? 暗室處理

中圖分類(lèi)號(hào)：TG441? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2021）05（a）-0071-03

Study on Blackness Control of Radiographic Film

WANG Jinyou

（Fujian Fuqing Nuclear Power Co.， Ltd.， Fuzhou， Fujian Province， 350318? China）

Abstract： Whether a defect can be detected by radiographic examination depends on several links. First， it is necessary to leave an image on the negative film that can be recognized. Secondly， the image on the negative film should be fully displayed under appropriate conditions to facilitate the observation and recognition of film reviewers. This requires the film to have a more suitable contrast range. According to the characteristic curve of film， the gradient of film increases with the increase of blackness. However， excessive blackness will result in insufficient transmitted light intensity， which will lead to the decline of human eye's observation and recognition ability. Therefore， the standard not only stipulates the lower limit value of film blackness， but also stipulates the upper limit value of film blackness.

Key Words： Negative blackness; Exposure; Exposure ruler; Exposure curve; Darkroom treatment

線(xiàn)穿透被檢試件后照射在膠片上，使膠片產(chǎn)生潛影，經(jīng)過(guò)顯影、定影化學(xué)處理后，膠片上的潛影成為永久性的可見(jiàn)圖像，稱(chēng)為射線(xiàn)底片（簡(jiǎn)稱(chēng)為底片）。底片上的影像是由許多微小的黑色金屬銀微粒組成，影像各部位黑化程度大小與該部位被還原的銀量多少有關(guān)，被還原的銀量多的部位比銀量少的部位難于透光，底片黑化程度通常用黑度（或稱(chēng)光學(xué)密度） D 表示[1]。

度D 定義為照射光強(qiáng)與穿過(guò)底片的透射光強(qiáng)之比的常用對(duì)數(shù)值，即：D=lg Lo/L。

式中L表示照射光強(qiáng);L表示透射光強(qiáng);Lo/L 又稱(chēng)為阻光率。

底片的對(duì)比度（反差）是指底片上相鄰兩個(gè)區(qū)域黑度的差異，對(duì)比度愈大，則缺陷與焊縫金屬之間的輪廓界線(xiàn)愈分明，就愈容易判“傷”，因此探傷靈敏度愈高。

1? 影響底片黑度的因素

每一種規(guī)范都對(duì)相應(yīng)的底片黑度進(jìn)行了限值，所以控制底片的黑度在合理的區(qū)間范圍至關(guān)重要，除滿(mǎn)足規(guī)范要求的合格的設(shè)備、滿(mǎn)足要求的材料和環(huán)境等客觀因素，目前最常用控制底片黑度的手段多采用曝光量控制、工藝控制、暗室顯影時(shí)間顯影溫度在規(guī)程規(guī)定的范圍內(nèi)的控制;底片的黑度要求是把控底片質(zhì)量的基本要素，所以下文對(duì)曝光量的控制、工藝控制、暗室控制以及數(shù)字化控制分別進(jìn)行分析研究，并提出合理的解決辦法[2]。

2? 曝光量控制

曝光量是影響黑度值大小的決定性因素，一般來(lái)說(shuō)，曝光量的控制是決定實(shí)施透照的關(guān)鍵，也是整個(gè)射線(xiàn)活動(dòng)的關(guān)鍵一步，對(duì)不同部件曝光量的控制一直作為一項(xiàng)長(zhǎng)久課題在研究，而往往研究的基礎(chǔ)多數(shù)依靠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)透照經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，多數(shù)人選擇用第一次的曝光作為參考量，透照不同厚度的工件通過(guò)曝光時(shí)間來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。曝光量大，底片黑度大[3]，但是底片黑度與曝光量之間關(guān)系不是簡(jiǎn)單的遞增關(guān)系，僅是在某一定范圍內(nèi)才依值線(xiàn)關(guān)系遞增，圖1為膠片特性曲線(xiàn)。

通過(guò)經(jīng)驗(yàn)積累和實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)不同壁厚的工件透照曝光量成一定的函數(shù)關(guān)系，因此曝光曲線(xiàn)、曝光尺應(yīng)運(yùn)而生，下述通過(guò)公式、曝光曲線(xiàn)及專(zhuān)用曝光尺分別對(duì)曝光量的控制進(jìn)行了描述。

2.1 曝光量的選擇

曝光量是射線(xiàn)透照工藝中的一項(xiàng)重要參數(shù)，射線(xiàn)照相影像的黑度取決于膠片感光乳劑吸收的射線(xiàn)量，在透照時(shí)，如果固定各項(xiàng)透照條件（試件尺寸、源、膠片的相對(duì)位置、膠片和增感屏、給定的放射源），則底片黑度與曝光量有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此，可以通過(guò)改變曝光量來(lái)控制底片黑度。

曝光量不只影響影像的黑度，也影響影像的對(duì)比度、顆粒度以及信噪比，從而影響底片上可記錄的最小細(xì)節(jié)尺寸，為保證射線(xiàn)照相質(zhì)量，曝光量應(yīng)不低于某一最小值。

（1）采用r射線(xiàn)源透照時(shí)，總的曝光時(shí)間應(yīng)不少于輸送源往返所需時(shí)間的10倍。

（2）使用 Ir-192源時(shí)，曝光時(shí)間不應(yīng)超過(guò)8h;使用Co-60源時(shí)，曝光時(shí)間應(yīng)不超過(guò)12h。且不得采用多個(gè)射線(xiàn)源捆綁方式進(jìn)行透照。

2.2 曝光尺計(jì)算曝光量

曝光尺使用是根據(jù)不同放射源的衰減系數(shù)及所需要的對(duì)應(yīng)黑度，選取不同的倫琴值，一般曝光尺的說(shuō)明書(shū)都會(huì)列出相對(duì)應(yīng)的倫琴數(shù)值，再根據(jù)不同的膠片類(lèi)型、透照厚度、焦距來(lái)拉出相應(yīng)的曝光量，通過(guò)放射源的大小來(lái)計(jì)算曝光時(shí)間。

另外，曝光尺是對(duì)于增感屏的組合方式和厚度在一特定值下考慮的，事實(shí)上增感屏厚度不同，增感系數(shù)不一樣，導(dǎo)致底片的黑度也不一樣，計(jì)算出來(lái)的曝光量也就誤差比較大，濾光板的材質(zhì)和厚度也不能簡(jiǎn)單地等效成被檢測(cè)材料厚度來(lái)考慮曝光量。常見(jiàn)的曝光尺所要求采用的增感屏為厚度前后屏0.1mm的鉛制增感屏，沒(méi)有考慮中屏及濾光板。

3? 工藝控制

為保證射線(xiàn)底片滿(mǎn)足評(píng)片人員識(shí)別及規(guī)范的要求，就必須有統(tǒng)一生效的工藝要求，在相同的工藝要求下多次透照進(jìn)行調(diào)整合適的曝光量，實(shí)現(xiàn)底片黑度的可控[4]。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際透照工藝多采用一個(gè)暗盒使用三片或雙片的方式進(jìn)行透照，為了保證底片質(zhì)量，大多應(yīng)用曝光曲線(xiàn)以利于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，曝光曲線(xiàn)是預(yù)先做試驗(yàn)已得到最佳的底片黑度，曲線(xiàn)橫坐標(biāo)設(shè)為黑度，取一個(gè)基準(zhǔn)黑度范圍2.70-4.50（參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的雙片黑度），縱坐標(biāo)表示曝光量，找出此黑度值下不同壁厚所對(duì)應(yīng)的曝光量，斜線(xiàn)既是不同厚度條件下的透照參數(shù)[5]。

4? 暗室控制

暗室處理是影響底片質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，所以程序和規(guī)范對(duì)暗室的操作要求相當(dāng)嚴(yán)格。特別是對(duì)溫度和洗片時(shí)間的控制，一般我們通過(guò)合理的調(diào)節(jié)顯影溫度和顯影時(shí)間來(lái)適當(dāng)控制底片黑度，但為了使底片長(zhǎng)期保存而不至于老化，規(guī)范和程序?qū)ο雌瑴囟群蜁r(shí)間都有硬性的規(guī)定，正常顯影時(shí)間約5～8min，顯影溫度為（20±1）℃，延長(zhǎng)顯影時(shí)間通常能增加底片黑度并輕微提高對(duì)比度，在確定顯影時(shí)間時(shí)，應(yīng)遵循制造商推薦的時(shí)間，在溫度稍偏高或偏低的情況下，適當(dāng)調(diào)整顯影時(shí)間，調(diào)整值應(yīng)依據(jù)顯影液廠商的推薦數(shù)據(jù)。

對(duì)任何領(lǐng)域的檢測(cè)，底片黑度都是衡量底片質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)，而顯影時(shí)間和顯影溫度對(duì)底片黑度有著不可忽視的影響，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，確定顯影時(shí)間和顯影溫度對(duì)底片黑度的影響，對(duì)于我們提高底片質(zhì)量有著極其重要的意義。

4.1 顯影時(shí)間對(duì)底片黑度的影響

表1為通過(guò)前文的實(shí)驗(yàn)得到的黑度數(shù)據(jù)，篩選出8組數(shù)據(jù)結(jié)果，總結(jié)出顯影時(shí)間對(duì)底片黑度的影響。顯影溫度和膠片一定（顯影溫度20℃，膠片AGFA D3），顯影時(shí)間分別為5min和8min，按正常步驟對(duì)曝光膠片進(jìn)行處理，記錄單底片黑度，計(jì)算出相鄰差并找出其有關(guān)規(guī)律。

4.2 顯影溫度對(duì)底片黑度的影響

顯影溫度對(duì)底片黑度的影響見(jiàn)表2，顯影時(shí)間和膠片一定（顯影時(shí)間5min，膠片AGFA D3），逐步增加顯影溫度，按正常步驟對(duì)曝光膠片進(jìn)行處理，記錄當(dāng)時(shí)的底片黑度，記錄相鄰差并找出其有關(guān)規(guī)律。

（1）溫度高時(shí)顯影速度快，溫度低時(shí)顯影速度慢。溫度高時(shí)對(duì)苯二酚顯影能力增強(qiáng)，其結(jié)果使影像反差增大，同時(shí)灰霧度也增大，顆粒度變粗，此時(shí)藥膜松軟，容易劃傷或脫落;溫度低時(shí)對(duì)苯二酚能力減弱，此時(shí)顯影靠米吐?tīng)栕饔?，反差降低?/p>

（2）顯影時(shí)間每增加3min，黑度增加30%左右，顯影溫度每增加1℃，黑度增加10%左右，但顯影時(shí)間、顯影溫度的增加和黑度的影響不是線(xiàn)性關(guān)系，根據(jù)膠片的特性曲線(xiàn)以及膠片的片基成分，當(dāng)顯影時(shí)間和顯影溫度達(dá)到一個(gè)峰值，對(duì)黑度的影響急速降低，并逐漸消失，因此如果曝光量不足，光靠一味地提高顯影時(shí)間和顯影溫度是不能夠?qū)Φ灼诙扔行Э刂频摹?/p>

5? 存在的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

（1）散射線(xiàn)會(huì)使射線(xiàn)底片的灰霧度增大，影像對(duì)比度降低，對(duì)射線(xiàn)底片質(zhì)量是有害的，但實(shí)際射線(xiàn)探傷工作中散射線(xiàn)是存在的，也是無(wú)法回避的問(wèn)題，只能盡可能減少散射線(xiàn)，控制散射線(xiàn)的措施有許多種，如選擇合適的射線(xiàn)能量、使用鉛箔增感屏（厚工件也可采用不銹鋼或銅屏）前置濾光板、背防護(hù)鉛板等。

（2）現(xiàn)有使用的曝光曲線(xiàn)、曝光尺僅為參考數(shù)據(jù)，在日常作業(yè)中仍要參考首次曝光的結(jié)論進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。

（3）對(duì)于不規(guī)則部件或存在厚度差的部件進(jìn)行射線(xiàn)透照，曝光量的選擇采用工藝控制，背防護(hù)控制散射線(xiàn)，如何避免邊蝕效應(yīng)加補(bǔ)嘗塊或者分段透照的方式進(jìn)行，對(duì)于管徑與厚度比較小的部件，可參考幾何不清晰度的要求進(jìn)行多次透照來(lái)實(shí)現(xiàn)底片黑度差范圍可控[6]。

（4）不同材質(zhì)的變化，如焊縫加鎳基堆焊層的黑度變化，只能從工藝角度控制黑度差的范圍滿(mǎn)足規(guī)范要求。

6? 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)影響底片黑度的因素分析，提出針對(duì)各種控制底片黑度的辦法，并對(duì)目前存在的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行歸納總結(jié)，其實(shí)影響底片黑度的因素還有很多，只要涉及射線(xiàn)作業(yè)的每個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)底片都會(huì)造成相應(yīng)的影響，只有通過(guò)培訓(xùn)合格的人員、使用合格的設(shè)備、嚴(yán)控篩選合格的材料、優(yōu)化檢測(cè)工藝參數(shù)、熟練了解工作環(huán)境、開(kāi)發(fā)新技術(shù)，才能更好使底片黑度可控，滿(mǎn)足程序法規(guī)的要求。

參考文獻(xiàn)

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