定向x射线机射线检测宽容度的探讨

定向x射线机射线检测宽容度的探讨

1管靶固有结构的动态调作为一种重要的损伤检测组成部分，辐射检测具有无法替代的多样性。广泛应用于石油化工设备、管道安装、锅炉压力容器制造中。定向X射线机是射线检测的主要设备之一,由于其射线发生器的管靶固有的倾斜结构特点,使其成为用于一些特殊位置、获得不同质量要求的重要机具。常规射线透照工艺允许工件有一定的厚度差异,但如果工件的厚度差过大,则会对射线检测质量产生不利影响,此时应考虑采用特殊的工艺或技术措施以减小这种影响。根据现场应用经验,本文试图探讨透照不等板厚的对接环焊缝时,采用中心偏移、适当提高管电压、采用厚度补偿等几种方法,来增加射线检测厚度宽容度,从而有效地保证检测灵敏度。2底片黑度检测射线检测宽容度是指胶片密度范围相对应的曝光范围,或者称反映系统透照多层次厚度范围的能力。它与射线的线质、胶片特性、曝光时间等诸多因素有关。实际检测中,常常遇到不等板厚及变径管的对接焊缝的检测问题,实际上就是解决宽容度问题。目前,普遍采用的JB4730标准规定了必须满足的底片有效评定区黑度范围(包括焊缝及热影响区)和灵敏度要求。影响底片黑度的主要因素是:工件的厚度、厚度差、透射线的线质以及辐射场的强度分布。在等厚件射线检测中,一般是使射线束中心线对准被检焊缝中心并与工件表面垂直,按此时的最大穿透厚度来选择透照参数,以兼顾远端焊缝和中心母材的黑度要求。如果对接焊缝两侧的母材厚度差较大,引起透过射线的强度差异增大,使射线底片上薄板侧热影响区和焊缝的黑度较高,致使黑度值超出标准要求;反之,若考虑薄板侧的黑度因素,选择较小的透照参数,则造成厚板侧热影响区和焊缝的黑度较低,因此,采用普通的方法透照焊接接头,厚薄区的黑度和灵敏度是难以兼顾,有可能造成缺陷漏检。3底片黑度评定基于上述问题的分析,为增大射线照相厚度宽容度,使底片上应评定区的黑度差不致过大,从而保证不等厚对接接头中的缺陷被有效地检出,此处讨论在实践中采用过的三种措施。3.1x-ct射线辐射场的分布特点定向X射线机射线管阳极靶具有倾斜结构,其阳极靶与射线管轴线方向呈20°的夹角,因此发射的X射线束有40°左右的立体角,X射线的强度随角度的不同有一定的差异,阴极侧辐射强度高,阴极侧辐射强度低。研究证实,射线强度的分布具有图1的特点(见图1)。根据这一原理,使X射线机向厚度侧偏移,应用射线辐射场的分布特点,使两侧射线对不同厚度的环焊缝进行透照,管子阴极侧射向厚板,并保证θ角≤9.5°范围内,如图2。从射线理论知,在X射线辐射场内,偏离射束中心10°时阳极侧的辐射强度约降低20%。因此在照相布置时考虑这个因素,使射线从厚度经焊缝到薄板的射线束偏离中心的角度逐渐增大,从而使到达胶片的射线强度比垂直透照得到较均匀的分布,使不同厚度母材处的底片黑度差控制在较小的范围内,提高了底片的质量,提高热影响区缺陷的检出率。3.2透照参数的选取及透照厚度的提高适当提高管电压也是透照大厚度比工件的常用的、简便的方法。随着管电压的提高,底片上不同部位的黑度差将减小,这样,在规定的黑度范围内,可以容许更大的工件厚度变化范围,即可获得更大的透照厚度宽容度。此外,对厚度变化较大的工件进行透照时,提高管电压还可以减少散射比,降低边蚀效应。但是管电压提高后,衰减系数μ将减小,从而导致对比度减小,对射线照相灵敏度不利。因此管电压不能任意提高,必须依据具体的透照工艺进行选择。提高管电压,一般射线检测时透照参数的选取,按最大穿透厚度TA在曝光曲线上查出。对于不同厚度的环焊缝,曝光参数的选取应按新的透照几何布置,考虑厚板与薄板的差值、焦点中心的偏移距离和实际透照焦距等因素的影响,适当提高管电压,以增加射线强度,使底片的黑度效果达到最佳。表1列出了一部分经验参数。3.3变质线的构成使用较厚的铅箔增感屏与较高γ值的射线胶片组合,适当提高管电压,会使射线的线质变硬。为不降低底片对比度△D,除加强防止散射线影响的措施外,还应选取较厚铅箔增感屏(前屏0.05mm,后屏0.10mm)与具有较高γ值的X射线胶片进行组合,以达到滤波和提高对比度的效果。3.4胶片使用部位不同透照厚度小、各保采用在一只暗盒中放置两张胶片同时透照的检测技术。在暗盒放置两张感光度不同的胶片,其中感光度较大胶片使用于透照厚度较大部位的观察评定,而感光度较小的胶片使用于透照厚度较小部位的观察评定。另一种评定方法是对厚度较小部位,将双片重叠观察评定,对厚度较大部位用单片评定。3.5补偿泥等填充材料对底片黑度的影响厚度补偿技术是指用补偿块、补偿泥等填补工件较薄部分,使透照厚度差减小,从而使射线底片的黑度分布均匀。4透照工艺和技术措施的确定由于施工现场的复杂多样化,不同厚度工件、焊缝的射线检测问题随时存在。只有根据实际情况,选用合适的透照工艺和技术措施,才能保证射线检测质量,提高无损检测的