射线透照工艺课件

射 线 检 测 第四章射线透照工艺 山东省特种设备检验研究院 淄博分院 刘铁民 2011年03月 Date1 射 线 透 照 工 艺 41 透照工艺条件的选择 42 透照方式的选择和 一次透照长度的计算 43 曝光曲线的制作及应用 44 散射线的控制 45 焊缝透照常规工艺 46 射线透照技术和工艺研究 Date2 41 透照工艺条件的选择 射线透照工艺是指为达到一定要求而对 射线透照过程规定的方法、程序、技术参 数和技术措施等，也泛指详细说明上述方 法、程序、参数、措施的书面文件。 工艺条件是指工艺过程中的有关参变量 及其组合。 透照工艺条件包括设备器材条件、透照 几何条件，工艺参数条件，工艺措施条件 等。 Date3 41 透照工艺条件的选择 射线照相检验的基本透照参数是射线 能量、焦距、曝光量。 它们对射线照片的质量具有重要影 响，简单地说，采用较低能量的射线、 较大的焦距、较大的曝光量可以得到更 好质量的射线照片。 Date4 41 透照工艺条件的选择 411射线源和能量的选择 1射线源的选择 射线能量，对于X射线是以X射线管所施 加的高压，即管电压表示，一般称它为 透照电压。对于射线是以射线源辐射 的能量或这些主要能量的等效能量。 Date5 41 透照工艺条件的选择 射线能量是重要的基本透照参数，它对射 线照片的影像质量和射线照相灵敏度都具 有重要影响。 主要是随着射线能量的提高，线衰减系数 将减小，胶片固有不清晰度将增大，此外 还将影响散射比。 推荐的选取射线能量的原则是，在保证射 线具有一定穿透能力条件下选用较低的能 量。 Date6 41 透照工艺条件的选择 按照射线的衰减规律，不同能量的射线具 有不同的穿透物体的能力，即入射射线强 度相同、但能量不同的射线，在穿透同样 厚度物体后透射射线强度不同。 透射射线强度高的穿透能力强，能量高的 射线具有较强的穿透能力。 在透照厚度较大的物体时，应采用能量较 高的射线，否则很难在适当的时间内得到 足够的曝光量。 Date7 41 透照工艺条件的选择 如果透照厚度较小的物体，采用较高能量 的射线，尽管可以在更短的时间内得到足 够的曝光量，但将因线衰减系数的降低、 不清晰度的增大等，而使影像质量降低。 所以，选取的射线能量应与透照物体的材 料和厚度相适应。 在实际的射线照相检验工作中，确定射线 能量时，对低能X射线必须遵守的一项具 体规定是，透照电压不能高于允许的最高 透照电压。 Date8 41 透照工艺条件的选择 Date9 41 透照工艺条件的选择 对于射线来说，穿透力取决于放射源种 类，表4.1b给出了常用射线源适用的透 照厚度范围，由于放射性同位素发出的射 线能量不可改变，而用高能量射线透照薄 工件时会出现灵敏度下降的情况，因此表 中的透照厚度不仅规定了上限，而且规定 了下限。 Date10 41 透照工艺条件的选择 JB/T4730.22005给出了常用X.射线源适 用的透照厚度范围 Date11 41 透照工艺条件的选择 选择射线源时，还必须注意x射线和射 线的照相灵敏度差异。由有关理论可知， 对比度D、不清晰度U和颗粒度D是左 右射线照相影像质量的三大基本参数。而 对比度D又正比于比衬度Cs， 从图4.1可见，实验表明，在40mm 以下 的钢厚度，用Irl92透照所得射线底片的对 比度不如x射线底片。 Date12 41 透照工艺条件的选择 以25mm钢厚度为例，前 者的对比度大约比后者 要低40。对比度自然 影响到像质计灵敏度， 因此40mm以下钢厚度用 Irl92 射线透照所得 像质计灵敏度不如X射 线所得像质计灵敏度。 但对40mm以上钢厚度， 则两者的像质计灵敏度 值大致相同。 Date13 41 透照工艺条件的选择 另一方面，Ir192的固有不清晰度Ui值（ O.17）比400KV X射线还大，它分别是 100KV、150KV、200KV、250KV、300KV、 350KV X射线 Ui值的3.4倍、2.4倍、1.8 倍、1.7倍、1.4倍、1.3倍。 此外，还有颗粒性问题：由于Ir192有效 能量较高，由此引起的胶片颗粒性即胶 片噪声也会明显增大，从而干扰薄板射线 照相中小缺陷的影象显示。 Date14 41 透照工艺条件的选择 因此，如果就小缺陷检出灵敏度来比较 射线与X射线，则两者的差距更明显。 除了穿透力和灵敏度外，两类设备的其它 不同特点也是需要考虑的因素。 Date15 41 透照工艺条件的选择 (1)X射线机的特点 体积较大，以便携式、移动式、固 定式依次增大； 基本费用和维修费用均较大； 能检查40mm以上钢厚度的大型X射 线机成本很高，其发展倾向为移动式而 非便携式； Date16 41 透照工艺条件的选择 x射线能量可改变，因此对各种厚 度的试件均可使用最适宜的能量； x射线机可用开关切断，故较易实 施射线防护； 曝光时间一般为几分钟： 所有x射线机均需电源，有些还需 有水源。 Date17 41 透照工艺条件的选择 (2)射线源的特点 射源曝光头尺寸小，可用于x射线机 管头无法接近的现场； 不需电源或水源； 运行费用低： 曝光时间长，通常需几十分钟，甚 至几小时： 对薄钢试件(如5mm以下)，只有选择 合适的放射性同位素(如Ybl69，Tml70)才 能获得较高的探伤灵敏度。 Date18 41 透照工艺条件的选择 综合上述各个因素，可列举出一些选择射 线源的原则： 对轻质合金和低密度材料，国内使用 Yb169，Tm 170射线源很少，最常用的射 线源实际上是x射线。 同样，要透照厚度小于5mm的钢（铁 素体钢或高合金钢），除非允许较低的探 伤灵敏度，也要选用X射线。 如要对大批量的工件实施射线照相， 还是用X射线为好，因为曝光时间较短。 Date19 41 透照工艺条件的选择 对厚度大于150mm的钢，即使用最大 的射源，曝光时间也是很长的，如工作 批量大，宜用兆伏级高能x射线。 对厚度为 50mm150mm的钢，如果 使刚正确的方法，用X射线和射线可得 到几乎相同的像质计灵敏度，但裂纹检出 率还是有差异的。 Date20 41 透照工艺条件的选择 对厚度为5mm50mm的钢，用x射线 总可获得较高的灵敏度，射线源的选用 则应根据具体厚度和所要求的探伤灵敏度 ，选择Irl92或Se75，并应考虑配合适当 的胶片类别。 对某些条件困难的现场透照工作， 体积庞大的x射线机使用不方便可能成为 主要问题。 Date21 41 透照工艺条件的选择 只要与容器直径有关的焦距能满足几 何不清晰度要求，环形焊缝的透照应尽量选 用圆锥靶周向x射线机作内透中心法垂直全 周向曝光，以提高工效和影像质量。对直径 较小的锅炉联箱管或其他管道焊缝，也可选 用小焦点（0.5mm）的棒阳极x射线管或小焦 点（0.5-1mm）r射线源作360O周向曝光。 选用平面靶周向x射线机对环焊缝作内 透中心法倾斜全周向曝光时，必须考虑射线 倾斜角度对焊缝中纵向面状缺陷的检出影响 。 Date22 41 透照工艺条件的选择 2X射线能量的选择 X射线机的管电压可以根据需要调节，因此 用x射线对试件透照，射线能量有多种选择。 选择x射线能量的首要条件应是具有足够的 穿透力。随着管电压的升高，X射线的平均波 长变短，有效能量增大，线质变硬，在物质 中的衰减系数变小，穿透能力增强。如果选 择的射线能量过低，穿透力不够，结果是到 达胶片的透射射线强度过小，造成底片黑度 不足，灰雾增大，曝光时间过份延长，以至 无法操作等一系列现象。 Date23 41 透照工艺条件的选择 但是，过高的射线能量对射线照相灵敏 度有不利影响，随着管电压的升高，衰减 系数减小，对比度D降低，固有不清晰 度Ui增大，底片颗粒度也将增大，其结果 是射线照相灵敏度下降。 因此，从灵敏度角度考虑X射线能量的 选择的原则是： 在保证穿透力的前提下，选择能量较低的 X射线。 Date24 41 透照工艺条件的选择 选择能量较低的射线可以获得较高的对 比度，但较高的对比度却意味着较低的透 照厚度宽容度，很小的透照厚度差将产生 很大的底片黑度差，使得底片黑度值超出 允许范围：或是厚度大的部位底片黑度太 小，或是厚度小的部位底片黑度太大。 因此，在有透照厚度差的情况下，选择射 线能量还必须考虑能够得到合适的透照厚 度宽容度。 Date25 41 透照工艺条件的选择 在底片黑度不变的前提下，提高管电压 便可以缩短曝光时间，从而可以提高工作 效率，但其代价是灵敏度降低。 为保照相质量，标准对使用的最高管电 压作出限制，并要求有适当的曝光量。 图4-1为一些材料的透照厚度对应的允 许使用的最高管电压。 Date26 41 透照工艺条件的选择 Date27 41 透照工艺条件的选择 412焦距的选择 1选择焦距的一般规则 焦距是射线源与胶片之间的距离，通常 以F 记号表示。焦距是射线照相另一个基 本透照参数，确定焦距时必须考虑的是： 1）所选取的焦距必须满足射线照相对 几何不清晰度的规定； 2）所选取的焦距应给出射线强度比较 均匀的适当大小的透照区。 Date28 41 透照工艺条件的选择 前者限定了焦距的最小值，后者指导如 何确定实际使用的焦距值。 在实际的射线照相检验中所使用的射线 源，总是具有一定的尺寸，因而必然要产 生一定的几何不清晰度。在讨论影像质量 时曾给出几何不清晰度的计算公式 Date29 41 透照工艺条件的选择 从此式可以得到计算焦距最小值的公式； 式中 Fmin 焦距最小值； d 射线源焦点尺寸； T 物体的透照厚度； Ug 几何不清晰度。 Date30 41 透照工艺条件的选择 焦距直接关系到射线照相的几何不清晰度 ，并影响其他透照参数的确定，对射线照 相得到的影像质量，也就是对射线照相灵 敏度具有重要影响。从此式可以看到，在 确定焦距时应同时考虑物体的透照厚度、 射线源的焦点尺寸、限定的几何不清晰度 。 近年来我国和国外的许多标准，对钢铁材 料焊缝射线照相关于焦距选取，都直接规 定焦距最小值与射线源焦点尺寸和透照厚 度之间关系，主要的规定如下： Date31 41 透照工艺条件的选择 为保证射线照相的清晰度，标准对透照距 离的最小值有限制。在我国现行标准中， 规定透照距离f(L1)与焦点尺寸df和透照厚 度b(L2)应满足以下关系： 象质等级 透照距离L1 Ug值 2/3 1/3 A级 L17.5dfL2 ； Ug1/15L2 2/3 1/3 AB级 L110dfL2 ； Ug1/10L2 2/3 1/3 B级 L115dfL2 ； Ug1/15L2 Date32 41 透照工艺条件的选择 由于焦距F=f+b(或Ll+L2)，所以上述关 系式也就限制了F的最小值。 在实际工作中，焦距的最小值通常由诺 模图查出。现行JBT4730-2005标准的诺模 图见附录I。诺模图的使用方法如下：在df 线和b(L2)线上分别找到焦点尺寸和透照厚 度对应的点，用直线连接这两个点，直线 与f(L1)的交点即为透照距离f(L1)的最小 值，而焦距最小值即 为Fmin=f+b(L1+L2)。 Date33 41 透照工艺条件的选择 可见，这些规定还是限定几何不清晰度， 但是它对几何不清晰度的具体限定是随着 透照厚度连续改变的，而不是一固定值， 也不是按照透照厚度分段规定，这是明显 的改进。 在实际的射线照相检验工作中，确定焦距 最小值常采用诺模图。诺模图是一种计算 用的列线图，确定焦距最小值的三线诺模 图是把计算焦距最小值的一些关系，利用 梯形上底与下底之和等于2倍中线的几何 关系，画出的三线计算图。 Date34 41 透照工艺条件的选择 图2 是上面A级和B级技术的诺模图，从 此图确定焦距最小值的方法如下： 1）在d和T线上分别找到所使用射线源的 焦点尺寸和透照厚度对应的点； 2）用直线（直尺）连接这两个点； 3）直线与f线相交的点对应的值，就是应 选用的射线源与透照物体源侧表面的最小 距离f值。 这样，焦距最小值则为 Date35 41 透照工艺条件的选择 Date36 41 透照工艺条件的选择 例如，若焦点尺寸d2mm，透照厚度 T15mm，则从图3 得到B级技术的 f 182mm 对应的计算值是182.5mm。 上面仅是从射线照相灵敏度要求的几何不 清晰度确定的焦距最小值，在实际射线照 相时还必须考虑有效透照区的大小，即选 用的焦距必须给出射线强度均匀的适当大 小的透照区 Date37 41 透照工艺条件的选择 Date38 41 透照工艺条件的选择 【例】采用AB级技术照相，焦点尺寸 df=2mm，透照厚度b(L2)=30mm，则由附录I 图I2中可查得Ll=193mm，故 Fmin=193+30=223mm。 实际透照时一般并不采用最小焦距值， 所用的焦距比最小焦距要大得多。这是因 为透照场的大小与焦距相关。焦距增大后 ，匀强透照场范围增大，这样可以得到较 大的有效透照长度，同时影像清晰度也进 一步提高。 Date39 41 透照工艺条件的选择 焦距的选择有时还与试件的几何形状以及 透照方式有关。例如，为得到较大的一次 透照长度和较小的横向裂纹检出角，在采 用双壁单影法透照环缝时，往往选择较小 的焦距；而当采用中心内照法时，焦距就 是简体的外半径。 Date40 41 透照工艺条件的选择 实际透照时一般并不采用最小焦距值，所 用的焦距比最小焦距要大得多这是因为 透照场的大小与焦距相关，焦距增大后， 匀强透照场范围增大，这样可以得到较大 的有效透照长度，同时影象清晰度也进一 步提高。 但是焦距也不能太大，因为焦距增大后， 按原来的曝光参数透照得到的底片，其黑 度将变小如欲保持底片黑度不变，就必 须在增大焦距的同时增加曝光量或提高管 电压，面前者会使工作效率降低，后者将 对灵敏度产生不利的影响。Date41 41 透照工艺条件的选择 作为指导，在一些标准中对X射线照相推荐 了下面的最小曝光量值： 对一般灵敏度技术曝光量应不小于： 15 mA min； 对较高灵敏度技术曝光量应不小于： 20 mA min； 对高灵敏度技术曝光量应不小于： 30 mA min。 注意： 这些值对应的焦距约为700mm，如果焦距 改变，应按平方反比定律对上述曝光量进行修正 。 Date42 41 透照工艺条件的选择 【例l】用某一X射线机透照某一试件， 原透照管电压为200kV，管电流为5mA， 曝光时间为4min，焦距为600mm。 现透照时管电压不变，而将焦距变为 900mm，如欲保持底片黑度不变，问如 何选择管电流和时间? Date43 41 透照工艺条件的选择 解：已知 il=5mA；t1=4min； Fl=600mm；F2=900mm。 求 i2和t2。 由式：iltlF12=i2t2F22 得 i2t2= iltl F22F12 =5490026002=45mAmin 答：第二次透照的曝光量应为45mAmin， 可选择管电流5mA，曝光时间9min。 Date44 41 透照工艺条件的选择 【例2】用某Irl92 射线源透照直径 1m的环焊缝，曝光时间为 24min，得到 的底片黑度恰好满足要求，60天后仍用 该射线源透照同样厚度的直径为1.2m 的环焊缝，问曝光时间应为多少? Date45 41 透照工艺条件的选择 解：已知t1=24min，Fl=500mm，F2=600mm Irl92半衰期取75天，则60天前后， 源放射强度之比 A2Al=(12)n，n=6075=0.8 A2Al=(12)0.8=0.574 由式(4-8)： A1t1F12=A2t2F22 得 t2=A1F22t1A2F12 =16002240.5745002=60.2min 答：曝光时间应为602min。 Date46 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 42 透照方式的选择和 一次透照长度的计算 421透照方式的选择 对接焊缝射线照相的基本透照方式（布 置）见图4-5。这些透照方式分别适用于 不同的场合，其中单壁透照是最常用的透 照方法。 Date47 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 Date48 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 双壁透照一般用在射源或胶片无法进人内 部的小直径容器和管道的焊缝透照，双壁 双影法一般只用于直径在100mm以下的管 子的环焊缝透照，当同时满足下列两条件 时应采用倾斜透照方式椭圆成像： a) T（壁厚）8mm； b) g（焊缝宽度）Do /4。 Date49 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 椭圆成像时，应控制影像的开口宽度（ 上下焊缝投影最大间距）在1倍焊缝宽度 左右。 不满足上述条件或椭圆成像有困难时可 采用垂直透照方式重叠成像。 选择透照方式时，应综合考虑各方面的 因素，权衡择优。有关因素包括： Date50 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 1照相灵敏度 在照相灵敏度存在明显差异的情况下， 应选择灵敏度较高的透照方式。 例如：单壁进照的灵敏度明显高于双壁 透照。 在两种方式都能使用的情况下无疑应选 择前者。 Date51 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 2缺陷检出特点 有些透照方式特别适合于检出某些种类 的缺陷，可根据实际情况选用。 例如：源在外的透照方式与源在内的透 照方式相比，前者对容器内壁表面裂纹 有更高的检出率；双壁透照的直透法比 斜透法更容易检出末焊透缺陷。 Date52 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 3透照厚度差和横向裂纹检出角 较小的透照厚度差和横向裂纹检出角有 利于提高底片质量和裂纹检出率。 环缝透照时，在焦距和一次透照长度相 同的情况下，源在内透照法比源在外透 照法具有更小的透照厚度差和横裂检出 角，从这一点看，前者比后者优越。 Date53 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 4一次透照长度 各种透照方式的一次透照长度各不相同， 选择一次透照长度较大的透照方式可以提 高检测速度和工作效率。 5操作方便性 一说来，对容器照相，源在外的操作更方 便一些。 而在球罐x射线照相时，上半球位置源在外 透照较方便，下半球位置源在内透用较方 便。 Date54 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 6试件及探伤设备具体情况 透照方式的选择还与试件及探伤设备情况 有关。 例如：当试件直径过小时，源在内透照可 能不能满足几何不清晰度的要求，因而不 得不采用源在外的透照方式。使用移动式 X 射线机只能采用源在外的透照方式。使 用射线源或周向x 射线机时，选择源在 内中心透照法对环焊缝周向曝光，更能能 发挥设备的优点。 Date55 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 2、透照方式 1.选择透照方式的原则 11 根据检测对象选择：如能采用源在 内一次周向曝光；小口径管采用双壁单影 或双壁双影法； 12 根据环境条件选择：如在用设备检 测环境条件恶劣，多数情况只能采用双壁 透照法，甚至采用上下焊缝垂直透照法； Date56 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 13 根据质量要求选择：如对质量要求 高的工件采用单壁透照以取得较好的清晰 度和灵敏度； 14 根据设备条件选择透照方式：如只 有低能射线机的情况下必须采用单壁透照 ； 15 根据可能产生的缺陷形状和方向选 择：如容器根部未焊透、内壁表面裂纹用 外透法必用内透法更容易检出。 Date57 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 JB/T4730.2-2005确定常用的透照方式有： (1)纵、环缝源在外单壁透照： Date58 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 (2)纵、环缝源在内单壁透照； Date59 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 (3)环缝源在中心周向进照； Date60 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 (4)环缝源在外双壁单影透照(源不紧贴工件) ： Date61 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 (5)环缝源在外双壁单影透照(源紧贴工件)； Date62 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 (6)纵缝源在外双壁单影透照； Date63 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 (7)小径管环缝椭圆成像透照； Date64 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 (8)小径管环缝垂直成像透照。 Date65 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 透照方式的选择原则： 1.只要条件允许，必须选择单壁透照。 2.对筒体环焊缝应尽量采用中心内透法。 3.根据缺陷检出的特点选择透照方式。（如 厚壁内表面裂纹，未焊透） 4.在一次透照长度和焦距相同的情况下，内 透法优于外透法。（厚度差小，横向裂纹检 出角） Date66 Date67 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 值得强调的是，环焊缝照相的各 种适用方式中，以源在内中心透 照周向曝光法为量佳，该方法透 照厚度均一，横裂检出角为， 底片黑度，灵敏度俱佳，缺陷检 出率高，且一次透照整条环缝， 工作效率高，应尽可能选用。 Date68 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 一次透照长度及计算 定义：透照底片上黑度和灵敏度满足标准规 定的焊缝长度称为一次透照长度L。 对整条焊缝而言，它是一次透照的实际长度 ，该长度在底片上的投影称为有效评定区或 有效评定长度，常记为Leff。 由于投影关系二次透照在底片上产生的影像 有一部分是重叠的即L，称为搭接长度。 Leff则为裁切底片的依据，Leff=L+L。 Date69 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 一次透照长度及计算 Date70 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 透照布置 1 基本透照布置 射线照相的基本透照布置 如图所示，考虑透照布置 的基本原则是使透照区的 透照厚度小，从而使射线 照相能更有效地对缺陷进 行检验。在具体进行透照 布置时主要应考虑的方面 有： 图 射线照相的基本透照布置 1射线源 2中心束 3工件 4胶片 5像质计 Date71 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 1）射线源、工件、胶片的相对位置； 2）射线中心束的方向； 3）有效透照区（一次透照区）。 此外，还包括防散射措施、像质计和标记 系的使用等方面的内容。 Date72 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 2 确定透照布置的基本考虑 对于一个具体工件的射线照相检验，确 定透照布置时应综合考虑下列方面。 一是可能出现的缺陷类型和特点，从缺 陷本身选择适宜它们检验的透照布置。 Date73 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 二是应考虑验收标准对缺陷的要求，所选 取的透照布置应有利于保证达到验收标准 的要求。或者说，应从缺陷检验灵敏度方 面考虑。 三是工件和设备的具体情况和特点。由于 这方面具体情况的限制，或者考虑到工作 效率的因素等，会从这方面的考虑选定透 照布置。 Date74 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 3 有效透照区 有效透照区，即一次透照的有效透照范围 （因此，也可称为“一次透照区”），是 指透照区内在射线照片上形成的影像满足 下面要求的区域： 1）黑度处于规定的黑度范围； 2）射线照相灵敏度符合规定的要求。 Date75 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 射线照片上只有符合这两项要求的区 域，才能对工件的质量作出评定。 简单地说，有效透照区主要是控制一 次透照中透照厚度变化的范围，这个 变化的范围必须限制在一定的限度之 内。 Date76 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 透照厚度是指透照时射线 穿过工件的路径长度。显 然，在透照区内不同的位 置其透照厚度不同，图说 明了这一点。在一次透照 范围内，如果不同点的透 照厚度相差过大，将造成 射线照片上不同点的黑度 相差过大， 图 透照厚度 Date77 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 这必然导致不同点影像质量明显不同 ，使得难以确定射线照片的射线照相 灵敏度。 因此必须控制一次透照范围，也就是 有效透照区。 Date78 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 规定透照厚度比 透照厚度比定义为，有效透照范围内最大 透照厚度与最小透照厚度之比。按图所示 ，透照厚度比K可以表示为 KT / T 式中 T 中心射线束的透照厚度； T 边缘射线束的透照厚度。 Date79 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 实际工作中一次透照长度选取受两个方面 因素的限制： 一个是射线源的有效照射场的范围，一次 透照长度不可能大于有效照射场的尺寸； 另一个是射线照相标准的有关透照厚度比 K值的规定间接限制了一次透照长度的大 小。 Date80 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 标准规定了透照厚度比K值。 以现行JB/4730.2-2005标准 允许的透照厚度比 K A级、 AB级： 纵缝K1.03； 环缝K1.1 *注 B级： 纵缝K1.01； 环缝K1.06 注：对直径100-400的A级、 AB 级： 环缝 K1.2 Date81 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 K值与横向裂纹检出角有关， 由图47可见： =COS-1(1K)。 而又与一次透照长度L3有关， 所以L3的大小要按标准的规定通过计算求 出。 Date82 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 K值与横向裂纹检出角 有关， 由图47可见： =COS-1(1K)。 而又与一次透照长度 L3有关， 所以L3的大小要按标准 的规定通过计算求出。 Date83 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 透照方式不同，L3 的计算公式也不同。图4 -5所列的各种透照方式中，双壁双影法的 一次透照有效检出范围，主要由其他因素 决定，一般须计算L3 。 除此以外的各种透照方式的一次透照长度L3 ，以及相关参量如搭接长度L，有效评定 长度Leff，最少曝光次数N等均需计算得出 。有关计算方法介绍如下： Date84 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 1.直缝透照的计算公式 Date85 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 对B级： K1.01， 则8.07O Date86 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 搭接长度L计算式可由相似三角形关系 推出： L=L2L3/L1 (411) 当L3=05L1时， L=05L2； 当L3=03Ll时， L=03L2。 底片的有效评定长度Leff=L3+L。 Date87 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 搭接长度和有效评定长度的计算： 搭接长度是指一张底片与相邻底片 重叠部分的长度，有效评定长度是指 一次透照检验长度在底片上的投影长 度。实际工作中应知道这两项数据， 以确定所使用胶片的长度和底片的有 效评定范围。 Date88 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 环形对接接头射线照相检验技术 1环焊缝透照布置 环形对接接头常简称为环焊缝，它一般是 指直径较大的管件、筒件、容器等的圆周 焊缝。按照工件直径、壁厚大小的不同和 结构的特点，可以采用不同的方法进行透 照。概括起来环焊缝的透照布置可分为： Date89 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 1）射线源 在中心单 壁透照方 法（周向 透照，如 图4-11所 示）； 图4-11 环焊缝的周向透照布置 1射线源 2焊缝 3胶片 Date90 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 2）射线源在内单壁透照方法 （偏心透照， 如图4-12）； a）Fr b）Fr 图4-12 环焊缝的偏心透照布置 Date91 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 3）射线源在外单壁透照方法（单壁单影， 如图4-13）； 图4-13 射线源在外单壁透照布置 Date92 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 4）射线源在外双壁透照方法（双壁单影， 见图4-14）。 图4-14 射线源在外双壁透照布置 Date93 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 2查图表确定环缝透照次数 可通过查图表 确定环缝100检测所需的最少透照次 数， 然后计算出一次透照长度L3及其它相 关参数。 这是一种简单易行的方法，介绍如下 ： Date94 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 (1)透照次数曲线图 通过查图表只能确定环向对接焊接接头 100检测所需的最少透照次数， 环缝一次透照长度L3，以及相关参量搭接 长度L，有效评定长度Letf，仍需计算求 出。 Date95 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 环向对接焊接接头进行100检测所需的 透照次数与透照方式和透照厚度比有关。 由于内透中心法（F=R）和双壁双影法一 次透照长度不需计算。 所以不同透照方式和透照厚度比组合，只 需要制作6张透照次数曲线图。 Date96 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 即： 源在外单壁透照K=106： 源在外单壁透照K=11： 源在外单壁透照K=12： 偏心内透法和双壁单影法K=1.06： 偏心内透法和双壁单影法K=1.1： 偏心内透法和双壁单影法K=1.2。 Date97 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 从图中确定透照次数的步骤是： 计算出TD0、D0f， 在横坐标上找到TD0值对应的点，过此点画 一垂直于横坐标的直线； 在纵坐标上找到D0f对应的点，过此点画一 垂直于纵坐标的直线； 从两直线交点所在的区域确定所需的透照次 数N；当交点在两区域的分界线上时，应取 较大数值作为所需的最少透照次数。 Date98 Date99 Date100 Date101 Date102 Date103 Date104 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 【例】 采用源在外单壁透照方式对内 径1800mm，壁厚30 mm的简体环焊缝照 相，检测比例100，要求透照厚度比 K1.1，透照焦距F=600mm。 求满足要求的最少透照次数N和一次透 照长度L3，搭接长度L，有效评定长 度Leff，并确定使用胶片的长度。 Date105 Date106 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 解：源在外单壁透照K=1.1透照次数可查附 录II图II-2的曲线图。 D0=l800+60=1860mm T/D0=30/l860=0.016 F=600-30=570mm D0/f=1860/570=3.26 从横坐标上找到T/D0=0.016的点， 过此点画一垂直于横坐标的直线： 在纵坐标上找到Do/f=3.26的点， 过此点画一垂直于纵坐标的直线； Date107 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 从两直线交点所在的区域确定所需的透照次 数N=19次。 则： 一次透照长度 L3=Do/N=1860/19=308mm； 内等分长度 L3=Di/N=1800/19=298mm； 搭接长度L=130=30mm； 有效评定长度Leff=L3+L=298+30=328mm； 使用胶片的长度应大于Leff，考虑贴片位置 误差，以选用长度360mm的胶片为宜。 Date108 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 4内透中心法(F=R) 采用此法时，射源或焦点位于容器或 圆筒或管道中心，胶片或整条或逐张连接 覆盖在整圈环缝外壁上，射线对焊缝作一 次性的周向曝光（图49）。这种透照布 置，透照厚度K=1，横向裂纹检出角00 ，一次透照长度为整条环缝长度。 Date109 42 透照方式的选择和一次 透照长度的计算 Date110 43曝光曲线的制作及应用 在实际工作中，通常根据工件的材质与厚度 来选取射线能量、曝光量以及焦距等工艺参 数，上述参数一般是通过查曝光曲线来确定 的。 曝光曲线是表示工件（材质、厚度）与工艺 规范（管电压、管电流、曝光时间、焦距、 暗室处理条件等）之间相关性的曲线图示。 通常只选择工件厚度、管电压和曝光量作为 可变参数，其他条件必须相对固定。 Date111 43曝光曲线的制作及应用 曝光曲线必须通过试验制作。 每台x射线机的曝光曲线各不相同，不 能通用。 因为即使管电压、管电流相同，如果不 是同一台X射线机，其线质和照射率是 不同的。原因有以下几点： Date112 43曝光曲线的制作及应用 加在x射线管两端的电压波形不同（ 半波整流、全波整流、倍压整流及直 流恒压等），会影响管内电子飞向阳 极的速度和数量； x射线管本身的结构、材质不同， 会影响射线从窗口出射时的固有吸 收： 管电压和管电流的测定有误差。 Date113 43曝光曲线的制作及应用 此外，即使是同一台x射线机，随着使 用时间的增加，管子的灯丝和靶也可能 老化，从而引起射线照射率的变化。 因此，每台x射线机都应有曝光曲线， 作为日常透照控制线质和照射率，即控 制能量和曝光量的依据，并且在实际使 用中还要根据具体情况作适当修正 Date114 43曝光曲线的制作及应用 431 曝光曲线的构成和使用条件 1曝光曲线的构成 曝光曲线是在一定条件下绘制的(射线能量、 焦距、曝光量)与透照厚度之间的关系曲线。 这些条件主要是透照工件、射线源、胶片、 暗室处理、增感、射线照相质量要求等。 确定透照参数常采用曝光曲线，从曝光曲线 给出的关系可方便地确定某种材料、某个厚 度的工件、满足规定的质量要求应选用的射 线能量、焦距、曝光量等。 Date115 43曝光曲线的制作及应用 对X射线照相检验，常用的曝光曲线有两 种类型， 第一种类型曝光曲线以透照电压为参数， 给出一定焦距下曝光量对数与透照厚度之 间的关系。 第二种类型曝光曲线以曝光量为参数，给 出一定焦距下透照电压与透照厚度之间的 关系。 图4a是第一种类型，图4b是第二种类型。 Date116 43曝光曲线的制作及应用 图4a 以透照电压为参数的曝光曲线 Date117 43曝光曲线的制作及应用 第一种类型曝光曲线，纵坐标是曝光量，单 位是毫安分（mA min），采用对数刻 度尺，横坐标是透照厚度，常用毫米(mm)为 单位，采用算术刻度尺。图中的曲线是在相 同的焦距下对不同的透照电压画出来的。从 图中的曲线可以看到，采用某一透照电压但 透照不同厚度时，曝光量相差得很大。由于 曝光量既不能很大，也不能很小，所以某个 透照电压实际上只适于透照一较小的厚度范 围。 Date118 43曝光曲线的制作及应用 图4b 以曝光量为参数的曝光曲线 Date119 43曝光曲线的制作及应用 第二种类型曝光曲线，纵坐标是透照电 压，单位名称为千伏，单位符号为kV， 采用算术刻度尺；横坐标是透照厚度， 单位常用毫米（mm），采用算术刻度尺 。图中曲线是在相同的焦距下对不同曝 光量画出的。很显然，它不是直线。 Date120 43曝光曲线的制作及应用 射线曝光曲线的一般形式如图4c所示 ，它是以黑度为参数，对于一个射线 源画出的曝光量与透照厚度的关系曲 线。 图中纵坐标是曝光量，采用对数刻度 尺，横坐标是透照厚度，采用算术刻 度尺。 另一种曝光曲线是以焦距为参数的曝 光量与透照厚度的关系曲线。 Date121 43曝光曲线的制作及应用 a） b） 图4c 射线曝光曲线 Date122 43曝光曲线的制作及应用 图下为一种实用的射线曝光曲线图。 图414 Se75 射线曝光曲线图 Date123 43曝光曲线的制作及应用 射线源的放射性活度随时间不断减弱，因 此在使用射线的曝光曲线时，必须知道 射线源使用时的放射性活度。这可以按照 放射性衰变规律绘制出适用于任何射线源 的曲线，给出射线源放射性活度随时间改 变的一般关系。 制作曝光曲线可以采用不同的方法，通常 曝光曲线采用透照阶梯试块的方法制作。 Date124 43曝光曲线的制作及应用 2曝光曲线的使用条件 任何曝光曲线只适用于一组特定的条件， 这些条件包括： 所使用的x射线机(相关条件：高压发生 线路及施加波形、射源焦点尺寸及固有滤波 )； 一定的焦距 (常取600mm800mm)： 一定的胶片类型(通常T3或T2胶片)； 一定的增感方式(屏型及前后屏厚度)； Date125 43曝光曲线的制作及应用 所使用的冲洗条件(显影配方、温度、 时间)： 基准黑度(通常取30) 上述条件必须在曝光曲线图上予以注明。 当实际拍片所使用的条件与制作曝光曲线 的条件不一致时，必须对曝光量作相应修 正。 这类曝光曲线一般只适用于透照厚度均匀 的平板工件，而对厚度变化较大的工件如 形状复杂的铸件等，只能作为参考。 Date126 43曝光曲线的制作及应用 对X射线的曝光曲线可按照下面的步骤制 作。 1准备 确定制作曝光曲线的条件和准备阶梯试块 及补充试块。 需确定的制作曝光曲线的条件主要是X射 线机型号；透照物体的材料和厚度范围； 透照的主要条件（胶片、焦距、增感屏等 ）；射线照相的质量要求（灵敏度、黑度 等）。 Date127 43曝光曲线的制作及应用 阶梯试块应选用与被透照物体材料相同或 相近的材料制做，应具有一定的平面尺寸 。 例如300100mm，每个阶梯的厚度差常取 为2mm，阶梯应具有适当的宽度，如20mm。 为适应透照厚度范围，常还需要制做几块 补充试块，补充试块是一平板试块。 其尺寸一般取为2101005mm。利用阶梯 试块和补充试块就可以构成较大的厚度范 围。 Date128 43曝光曲线的制作及应用 2透照 在选定的透照条件下，采用一系列不同的透 照电压和不同的曝光量对阶梯试块进行射线 照相。严格时应在每个阶梯上放置像质计， 以判断射线照相灵敏度是否达到要求。 3暗室处理 按规定的暗室处理条件进行暗室处理，得到 一系列底片。 Date129 43曝光曲线的制作及应用 432曝光曲线的制作 曝光曲线是在机型、胶片、增感屏、焦距 等条件一定的前提下进行。 通过改变曝光参数（固定“kV”、改变 “mAmin”或固定“mAmin”改变 “kV”）透照。 由不同厚度组成的钢阶梯试块，根据给定 冲洗条件洗出的底片。 Date130 43曝光曲线的制作及应用 达到的某一基准黑度（如为30或20） ，来求得“kV”、“mAmin”、 T三者 之间关系的曲线。 所使用的阶梯块面积不可太小，其最小尺 寸应为阶梯厚度的5倍。 否则散射线将明显不同于均匀厚度平板中 的情况。 另外，阶梯块的尺寸应明显大于胶片尺寸 ，否则要作适当遮边(图415)。 Date131 43曝光曲线的制作及应用 Date132 43曝光曲线的制作及应用 4测定数据 对得到的底片测量底片黑度，从测得的数据 选出在某个透照电压和某个曝光量下符合黑 度要求的透照厚度数据， 填入表中，编制成数据表。 对某个透照电压，至少应有不少于5个透照 厚度的数据，对不同的透照电压，曝光量可 以采用不同的值。 Date133 43曝光曲线的制作及应用 5绘制曝光曲线 利用表的数据，采用直接描点方法即可绘制 出曝光曲线。 直接进行描点时，会出现数据点并不都在同 一直线的情况，这时应用过大多数点的直线 作出曝光曲线图。 也可以采用绘制预备曲线的方法绘制曝光曲 线，这时候对不同透照电压应采用两个相差 较大的不同曝光量透照阶梯试块。具体方法 可参考有关教材。 对射线的曝光曲线可以采取类似于X射线曝 光曲线的制作方法进行制作。 Date134 43曝光曲线的制作及应用 按有关透照结果绘制ET曝光曲线的过 程如下： 1绘制D-T曲线 采用较小曝光量、不同管电压拍摄阶梯 试块，获得第一组底片。再采用较大曝 光量、不同管电压拍摄阶梯试块，获得 第二组底片，用黑度计测定获得透照厚 度与对应黑度的两组数据，绘制出 D-T 曲线图(图4-16)。 Date135 43曝光曲线的制作及应用 图416制作曝光曲线的D-T曲线 Date136 43曝光曲线的制作及应用 2绘制E-T曲线 选定一基准黑度值，从两张D-T曲线图 中分别查出某一管电压下对应于该黑 度的透照厚度值。在E-T图上标出这两 点，并以直线连接即得该管电压的曝 光曲线(图-17)。 Date137 43曝光曲线的制作及应用 Date138 43曝光曲线的制作及应用 4