球罐射線檢測底片質量控制淺析

沈陽三洋球罐有限公司 沈陽 110122

摘要：本文介紹了球罐全景曝光射線檢測中底片質量的影響因素和控制方法，主要從最基本的靈敏度的三個方面：對比度、不清晰度、顆粒度進行分析，最后結合實際分析影響底片質量的因素和原因，找到提高底片質量的方法和措施。

關鍵詞：全景曝光；顆粒度；Ir192

射線檢測（radiographic testing 簡稱RT）目前是無損檢測中比較常用的檢測方法之一，主要是是針對材料或焊縫的內部缺陷進行檢測，射線檢測以底片做為記錄介質，可以比較直觀、真實的反應缺陷的實際情況，對夾渣和氣孔之類的體積型缺陷有很高的檢出率，對薄工件的檢出比較容易，對厚工件檢測主要是受檢測設備的透照能力的影響，此外射線檢測也不受材質的影響，適合各種材料的檢測，適用性廣。不足在于該檢測屬于放射性檢測，無論是對人和環(huán)境都有一定影響，為避免照射，操作時對周圍環(huán)境要求較高，需要控制檢測時的安全范圍，此外相對超聲檢測等方法，射線檢測對裂紋的檢測率受透照角度影響，對垂直于透照方向的薄層缺陷不易檢出。

射線檢測使用的一般分為X射線和γ射線。X射線是高速電子轟擊陽極靶產(chǎn)生的，其光譜譜線，分為連續(xù)譜和標識譜，連續(xù)譜是一個波長連續(xù)變化的譜線，這與外加電壓有關，而標識譜可能出現(xiàn)也可能不出現(xiàn)這與被轟擊的陽極靶本身材質有關；γ射線是原子核內部能級間的躍遷產(chǎn)生的，主要是原子由不穩(wěn)定態(tài)變?yōu)榉€(wěn)定態(tài)的過程，同時放出射線，是一個自發(fā)的過程，γ射線根據(jù)衰變的元素不同放出不同波長的能量，其能譜為線狀譜，其強度衰減有自己固有的時間周期。由于射線的產(chǎn)生方式和性質的不同，X射線和γ射線在實際應用中也有所區(qū)別。對于γ射線來說與普通射線機相比穿透力比較強，能檢測更厚的工件；不需要水電等資源跟適合野外作業(yè)；而且γ源屬于點源可以進行全景曝光，效率高；但不足在于γ射線強度不可控，半衰期是取決于放射源的種類，活度較大時衰減比較快；固有不清晰度要大于X射線，靈敏度偏低；此外γ射線的輻射一直存在，對安全防護上要求更高、更為嚴格。

根據(jù)X射線和γ射線的性質特點綜合考慮，目前采用較多的球罐檢測方法就是采用γ源全景曝光的方法對球罐焊縫進行整體檢測。但是這樣也存在著許多值得注意和考慮的問題，比如曝光時間、檢測時危險區(qū)域和安全區(qū)域的劃分等，但是最重要的也是直接影響檢測結果的可靠性的就是，焊縫的底片質量，由于采用γ源其本身檢測靈敏度不及X射線檢測，因此如何保證檢測時的底片的質量更是尤為重要。

射線檢測照相的質量的重要指標就是照相的靈敏度，在定量方面理解就是能發(fā)現(xiàn)最小缺陷或細節(jié)的尺寸，定性方面就是分辨細小影像的難易程度。對于靈敏度這主要考慮到對比度、不清晰度、顆粒度三個方面。對比度就是黑度D在不同厚度時的黑度差、不清晰度主要是有厚度變化的位置邊緣的輪廓寬度、顆粒度是固定厚度上黑度的不均勻程度。首先是射線檢測對比度△D，這主要從兩個方面考慮一是主因對比度，另外是膠片對比度。主因對比度主要是指工件中實際缺陷和工件本身在透照方向上的厚度差而產(chǎn)生在底片上的黑度變化，起主導作用，這也是射線檢測的基本原理。對于主因對比度主要考慮因素就是散射線的影響和射線本身的能量。散射線在某種程度上對對比度產(chǎn)生了中和的作用，這就大大降低了底片的對比效果。散射線受很多因素的影響，是不可避免，對于球罐檢測來說一般都是對焊縫的余高加以控制、選擇合適的增感屏來控制散射線；還有就是射線本身的性質有關，一般采用Ir192放射源進行球罐整體檢測，其能量是是固定的，相對X射線來說在工件里具有較低的衰減能力，這也靈敏度不及X射線的檢測原因之一。膠片對比度主要由膠片本身特性所決定的，是將對主因對比度放大后顯示在底片上，一般放大程度取決于膠片的種類和操作時選擇顯、定影的時間和溫度等條件，此外由于底片特性曲線并非線性曲線，提高底片黑度也可以提高了膠片對比度。其次是射線檢測的不清晰度U，這也是由兩個因素的影響一個是幾何不清晰度，另一個是固有不清晰度。對于幾何不清晰度主要產(chǎn)生的原因放射源的自身存在大小，而缺陷和底片、缺陷和放射源之間存在距離，這樣就使底片對實際缺陷在投影周圍存在了半影區(qū)，這就使檢測中的厚度邊緣變化對比度下降，從而降低了檢測靈敏度。但是對于球罐來說由于實際焦距都是遠遠大于工件厚度的、點源的大小相對焦距來說相差很多，所以對球罐檢測底片質量的影響不大。固有不清晰度是由照射到底片上的射線在乳化層或者增感屏上激發(fā)出的電子的散射所產(chǎn)生的，為此增感屏的種類和緊貼程度都會成為關鍵的影響因素，選擇合適的增感屏雖然能得到很好地增感和吸收作用，但也要考慮固有不清晰度的影響。另外射線的能量也對固有不清晰度產(chǎn)生影響，能量大作用在乳化層上產(chǎn)生的電子動能也相對較大，運動的距離也是相對較長，散射更為嚴重。Ir192射線源的強度比一般的X射線機要大得多所以固有不清晰度也是大的多。對于球罐來說在清晰度方面主要考慮對固有不清晰度的控制，但對于多源同時曝光時要合理安排放射源的位置盡量減少焦點尺寸，控制好幾何不清晰度的影響。還有射線照相的顆粒度，即均勻曝光時影像分布不均的視覺印象，這是黑度變化的起伏度，就是是底片的噪聲。顆粒度是有一定數(shù)量銀鹽感光后的隨機分布和發(fā)出光量子數(shù)共同作用的結果。為此要考慮兩方面：一是膠片的本底噪聲，主要是銀鹽的顆粒和感光速度；二是量子噪聲，放射源發(fā)出的光子的數(shù)量和質量，主要是射線能量、曝光量和黑度。對于球罐檢測來說，若想降低顆粒度的影響，提高底片質量，對于膠片選擇顆粒較小的底片使銀鹽的分布更加均勻，同時感光速度相對較慢。對于設備的選擇方面由于能量是固定的，只有控制合理選擇曝光量，提高黑度，在條件允許的情況選擇活度較大的放射源，在黑度可以識別的范圍內，提高曝光時間，這樣達到降低顆粒度影響的目的，從而提高底片質量。

上文對射線檢測中影響底片質量的各個因素進行了簡單的分析，結合實際，針對球罐全景曝光的底片質量控制進行綜合考慮：為保證檢測效率一般球罐采用γ射線全景曝光的方法對球罐上的主體焊縫進行內部檢測，γ射線源采用Ir192，但由于Ir192射線的強度是固定的主要能量集中在0.346MeV，檢測時對主因對比度、固有不清晰度和顆粒度都有一定不良的影響，使之照相底片的質量效果不佳，為提高質量就必須控制和改善其他條件達到提高底片質量的目的。首先可以選擇適合增感屏，達到縮短感光時間的作用，一般對于Ir192放射源標準要求選擇鉛箔增感屏厚度在0.1～0.2mm；也助于吸收散射線，提高主因對比度；但應保證與膠片貼緊，更好的控制固有不清晰度；其次控制焊縫余高，保證余高高度和與母材的圓滑過度，降低散射線，提高主因對比度；第三選擇合適的曝光量，即選擇較大活度的放射源、適當提高放射時間，在黑度可以識別的范圍內提高黑度，這有利于提高膠片對比度并且降低顆粒度；第四在有嚴格檢測質量要求情況下，選擇高靈敏度膠片，標準上規(guī)定應采用T2類或更高類別的膠片，以提高膠片對比度和降低底片噪聲的影響；還有就是做好底片沖洗過程的質量控制，提高膠片對比度?？傊渚€檢測過程是個整體系統(tǒng)，并不能一味追求某一方面的要求要綜合考慮。

以上是我對球罐射線檢測底片質量上的一點看法和分析，在以后工作中還要不斷的摸索研究尋找更接近實際，有利于提高質量的改進方法和措施，不斷的充實自己，完善自己，服務社會。服務于人民。

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