鑄件射線檢測質(zhì)量影響因素的研究與分析

孫振江

(洛陽欣隆工程檢測有限公司 , 河南 洛陽 471012)

鑄造鋁合金作為傳統(tǒng)的金屬材料，由于其具有較高的比強度與較小的密度，被廣泛應用于航空航天、機械及汽車等諸多領(lǐng)域。隨著社會的科學與工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展，近年來我國對鑄造鋁合金的數(shù)量與質(zhì)量上的需求都有著大幅度的提升。鑄造產(chǎn)品的質(zhì)量直接影響著使用者的切身利益，甚至直接影響使用者的人身安全，因此鑄件在出廠前需對其進行無損檢測以保證鑄件質(zhì)量。射線檢測是鑄件檢測中十分重要的檢測方法，其在生產(chǎn)中的應用比例達到了40%左右。

在射線檢測過程中，許多因素都會對檢測結(jié)果造成影響。例如，管電壓作為X射線產(chǎn)生的主要條件之一，對檢測效果有很重要的影響。在其他參數(shù)相同的情況下，不同的管電壓在對相同工件、相同部位的檢測會產(chǎn)生不同的效果。在實際檢測中會遇到很多復雜部件，漸變的厚度會提升射線檢測的難度，而如何快速確定管電壓的大小，成為實際檢測的關(guān)鍵問題。本文以鑄鋁件為材料，進行研究分析，通過對射線檢測時變量的控制，分析如何對影響因素進行控制，使其影響因素降至最低，達到高效檢測鑄鋁件的目的。

1 實驗材料及方法

實驗所用設備及材料有XXQ-150型射線機、HB7684像質(zhì)計、鋁制梯形試塊、鑄鋁工件(內(nèi)含缺陷)、自動洗片機、黑度計、觀片燈、鉛板、暗袋、膠片。根據(jù)現(xiàn)場實際情況以及射線檢測照相最小焦距的要求，選擇焦距為1 000 mm作為固定焦距來進行實驗。因備件為輕薄鋁件，電壓<100 kV，故理論上不使用增感屏。為防止背散射，在暗袋后方添加背鉛板防護，防止背散射對照相結(jié)果干擾。因為使用背鉛板防護，故增加鉛箔增感后屏，防止背防護鉛板造成的散射對照相結(jié)果產(chǎn)生影響。

因被檢件表面較光滑，厚薄差距較小，膠片大于被檢件相關(guān)部位，未達成使用其他散射防護的條件，所以不采用其他的散射防護措施。根據(jù)所選設備XXQ-150型射線機，額定管電流為4 mA，焦距為1 000 mm，焦點尺寸為1.5 mm×1.5 mm。使用鋁制階梯試塊。更改管電壓以及曝光時間，制作相關(guān)曝光曲線。根據(jù)以上所做3張D-T曲線，查取該黑度值所用參數(shù)。制作相關(guān)E-T曲線，曲線見圖1。

圖1 E-T曲線

被檢件為鋁鑄件，被檢部位為直角棱角處，檢測厚度20 mm，長度140 mm。選用180 mm×80 mm裝有后增感屏膠片，將其布置與被檢部位，使之與被檢部位貼合，在膠片后方放置規(guī)定格式背散射鉛板以防止背散射。在近源側(cè)粘貼符合檢測標準像質(zhì)計。按照相關(guān)要求放置工件，調(diào)整焦距，做好安全防護。按照以下實驗步驟進行操作：①根據(jù)所做該射線機的曝光曲線；設置曝光時間2 min，管電壓70 kV作為曝光參數(shù)，在膠片后方放置鉛板，進行照相。②照相結(jié)束后，更換新膠片，按照曝光曲線，設置曝光時間3 min，管電壓60 kV進行第二次曝光，并在膠片后方放置鉛板。③照相結(jié)束后，再次更換膠片，按照曝光曲線，設置曝光時間4 min，管電壓50 kV進行曝光，并在膠片后方放置鉛板。④照相結(jié)束后，更換膠片，設置曝光時間3 min，管電壓60 kV的曝光參數(shù)，此次曝光不設置背鉛板，進行照相。⑤照相結(jié)束后，更換膠片，設置曝光時間4 min，管電壓50 kV的曝光參數(shù)，同樣不設置背鉛板，進行照相。⑥曝光結(jié)束后，將實驗膠片進行暗室處理。

2 實驗結(jié)果及討論

測定黑度值，經(jīng)過黑度計測試，可以得出使用曝光時間2 min、70 kV管電壓的情況下，在被檢區(qū)域附近最大黑度為3.23，最小黑度為2.76。第二組使用曝光時間3 min、60 kV管電壓的情況下，在被檢區(qū)域附近最大黑度為3.20，最小黑度為2.80。第三組曝光時間4 min、50 kV管電壓的曝光條件下，相同位置處最大黑度為3.17，最小黑度為2.85。因被檢部位厚度為20 mm，根據(jù)選用像質(zhì)計標準，均可以清晰看到11號絲，說明帶背鉛板防護的3膠片黑度清晰度標準，可以進行評片。對比2張不設置背鉛板防護的膠片，黑度下降，2張膠片相同位置黑度最大值為2.7，黑度最小值為2.3，但膠片虛化嚴重，清晰度不足，不符合該檢測標準的黑度值要求，判定為廢片。檢測膠片如圖2所示。

在膠片上，可以清晰地看到裂紋狀缺陷，判定該缺陷為裂紋缺陷。分辨底片可看出，在使用曝光量8 mA·min、管電壓70 kV、焦距1 000 mm的參數(shù)條件下以及使用曝光量12 mA·min、管電壓60 kV、焦距1 000 mm的參數(shù)條件下均可以識別出11號絲，而在使用16 mA·min、管電壓50 kV、1 000 mm焦距的參數(shù)條件下，可以識別到12號絲。由此得出曝光量高的情況下，如果其他參數(shù)相同，那么清晰度會更高。

a.12 mA·min、60 kV，有背散射防護底片 b.16 mA·min、50 kV，有背散射防護底片 c.8 mA·min、70 kV，有背散射防護底片 d.12 mA·min、60 kV，無背散射防護底片 e.16 mA·min、50 kV，無背散射防護底片

3 結(jié)論

根據(jù)實驗結(jié)果分析，在進行射線檢測時，管電壓與曝光量會對鑄件射線檢測質(zhì)量產(chǎn)生影響。在以管電壓為變量，其他量為常量的情況下，會導致所照射底片黑度發(fā)生改變。過高的黑度與過低的黑度都不利于對底片的觀察，不利于對缺陷的評定與分析。

在以曝光量為變量的情況下，以底片黑度相同的情況為基準，同時改變管電壓，在相同的黑度情況下，觀察底片，更大的曝光量會有較高的清晰度，更利于對細小缺陷進行分辨，檢測出更細小的缺陷，提高檢測靈敏度。實際操作中，需要注意散射線的防護，在檢測中，添加背鉛板防護的實驗組所拍攝的膠片清晰度更高，更宜檢測出缺陷，在相同情況下拍攝的不增加鉛板的膠片，散射線較嚴重，膠片的黑度較低，不利于觀察。因此在實際檢測中，需要注意散射線的防護。