第四節(jié) 射線檢測工藝

第四章射線檢測工藝第四章射線檢測工藝4.1檢測工藝的概念將原材料或半成品加工成產(chǎn)品的方法、技術(shù)等。如：創(chuàng)造新工藝，制造新產(chǎn)品。也就是一個過程中用到的方法和技術(shù)，通常是從概念到實物或從材料到到產(chǎn)品的過程里所用到的方法和技術(shù)都可以稱為工藝。工藝文件是主要是把如何在過程中實現(xiàn)成最終的產(chǎn)品的操作文件。應(yīng)用于生產(chǎn)的叫生產(chǎn)工藝文件，應(yīng)用與檢測的叫檢測工藝文件，有的稱為標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程（StandardOperationProcedure），也有稱為作業(yè)指導(dǎo)書（WorkInstruction），臺灣和日本人喜歡把前者叫工藝文件，而歐美人喜歡把后者當(dāng)成是我們說起的工藝文件，兩者只是習(xí)慣叫法上的差別，其實所包含的內(nèi)容沒有太大的差別，都是作業(yè)文件。我們說的射線檢測工藝實際是指工藝文件，是為了實現(xiàn)射線檢測目的并達(dá)到一定要求而對射線檢測活動規(guī)定的方法、程序、技術(shù)參數(shù)和技術(shù)措施等而制定的書面文件。由于單位不同，檢測對象、設(shè)備能力、檢測環(huán)境、檢測手段以及操作人員的素質(zhì)等因素不同，即使對于相同的檢測對象，編制的檢測工藝可能是不同的。也就是說，對某一檢測對象，檢測工藝并不是唯一的。雖然對于相同的檢測對象可能會有不相同的檢測工藝，但是，檢測工藝的編制還應(yīng)遵循一定的原則：首先是滿足相關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求；還要考慮技術(shù)的先進(jìn)性和經(jīng)濟性。JB/T4730.1-2005把檢測工藝文件稱為無損檢測工藝規(guī)程。無損檢測工藝規(guī)程包括通用工藝規(guī)程和工藝卡。無損檢測通用工藝規(guī)程應(yīng)根據(jù)相關(guān)法規(guī)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)的技術(shù)文件和JB/T4730的要求，并針對檢測機構(gòu)的特點和檢測能力進(jìn)行編制。無損檢測通用工藝規(guī)程應(yīng)涵蓋本單位（制造、安裝或檢測單位）產(chǎn)品的檢測范圍。無損檢測工藝卡應(yīng)根據(jù)無損檢測通用工藝規(guī)程、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)的技術(shù)文件和JB/T4730-2005的要求編制。4.2射線檢測工藝條件的選擇射線檢測工藝條件是指射線檢測工藝中的涉及的有關(guān)參變量及其組合。射線檢測工藝條件包括設(shè)備器材、透照的幾何條件、工藝參數(shù)和工藝措施等。本節(jié)討論一些主要的工藝條件對射線照相質(zhì)量的影響及依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在應(yīng)用時的選擇原則。4.2.1射線源、能量和膠片系統(tǒng)的選擇1．射線源及能量的選擇射線源及能量的選擇，主要考慮的射線穿透力和射線照相靈敏度。選擇時應(yīng)根據(jù)被檢工件的材質(zhì)、采用的透照方式以及透照厚度，同時還應(yīng)結(jié)合射線源設(shè)備的特點和檢測環(huán)境條件等條件進(jìn)行綜合考慮，合理選擇。射線源和能量的選擇首先要需考慮射線源的穿透能力，即保證能穿透被檢工件。X射線和γ射線的產(chǎn)生機理不同，X射線能量取決于射線機的管電壓，管電壓越高，X射線穿透能力越強。γ射線的穿透力取決于放射線源種類，不同的射線源穿透能力不同。射線源和能量的選擇還要考慮射線照相靈敏度。射線底片的對比度△D、不清晰度U和顆粒度σD是影響射線照相影像質(zhì)量的三大基本參數(shù)。射線能量的過高會影響射線照相的靈敏度，管電壓升高帶來的是衰減系數(shù)μ減小和對比度△D降低以及固有不清晰度Ui增大，底片顆粒度也將增大，最終射線照相靈敏度下降。因此選擇X射線能量的原則是：在保證穿透力的前提下，盡量選擇能量較低的X射線。因此，JB/T4730.2-2005規(guī)定了一些材料的透照厚度選擇射線能量時允許使用的最高管電壓（圖4-1）。γ射線的能量取決于放射性同位素種類，并且是不可改變的，由于其能量一般較高，在透照薄工件時會造成靈敏度下降的情況。因此，為了保證γ射線照相靈敏度，需要針對不同的放射源對其透照厚度下限進(jìn)行控制。也就是說，通過對透照厚度下限的控制，從而限制對γ射線源種類的選擇。JB/T4730.2-2005規(guī)定了γ射線源或高能（1MeV以上）X射線適用的透照厚度范圍（表4-1）。表4-1γ射線源和能量1MeV以上X射線設(shè)備的透照厚度范圍（鋼、不銹鋼、鎳合金等）射線源透照厚度W,mmA級、AB級B級Se-75≥10～40≥14～40Ir-192≥20～100≥20～90Co-60≥40～200≥60～150X射線（1MeV～4MeV）≥30～200≥50～180X射線（＞4MeV～12MeV）≥50≥80X射線（＞12MeV）≥80≥100射線源和能量的選擇還要考慮透照厚度寬容度，選擇的射線能量較低時，可以得到對比度較高，但透照厚度寬容度較小。因此，在存在較大透照厚度差的情況下，選擇射線能量還必須考慮透度寬容度。例如在對小徑管進(jìn)行X射線透照時，推薦采用較高的管電壓目的就是為了提高厚度寬容度。選擇射線源時，必須注意X射線和γ射線兩者的照相靈敏度差異。實驗表明，厚度在40mm以下的鋼板，用Ir192透照所得射線底片的對比度不如X射線照相底片。以25mm厚度鋼板為例，Ir192照相底片的對比度大約比后者X射線底片要低40%。對比度也影響到像質(zhì)計靈敏度，因此厚度40mm以下鋼板用Ir192γ射線透照的像質(zhì)計靈敏度要比X射線透照所得像質(zhì)計靈敏度低。但對厚度40mm以上鋼板，兩者的像質(zhì)計靈敏度值大致相同。另一方面，Ir192的固有不清晰度Ui值（0.17mm）比400kV的X射線還要大，分別是100kV、200kV、300kV、350kVX射線Ui值的3.4倍、1.8倍、1.4倍、1.3倍。此外，還有底片顆粒性，即噪聲問題：由于Ir192有效能量較高，所得底片噪聲也會明顯增大，從而影響射線照相底片上小缺陷，特別是小裂紋的影像顯示。因此，比較γ射線與X射線的小缺陷檢出靈敏度，兩者的差距更明顯。除了考慮穿透力和靈敏度外，X射線機和γ射線機的其它不同特點也是選擇時需要考慮的因素。（1）X射線機的特點①體積較大，搬運不方便；②在某些特殊透照環(huán)境條件下無法調(diào)整和固定探傷機的位置，甚至無法透照；③X射線機的射線能量（KV值）可調(diào)，對不同厚度的工件可選擇最適宜的能量；④X射線機通過切斷高壓開關(guān)機，容易實施射線防護；⑤X射線機需電源，有些機型還需用水源。（2）γ射線機的特點①體積較小，便于現(xiàn)場搬運；②曝光機頭尺寸小，便于調(diào)整和固定，特別是X射線機無法接近的透照部位；③γ射線源輻射不能用開關(guān)切斷高壓，需要考慮大量的安全和防護事項；④透照現(xiàn)場不需電源或水源，方便野外作業(yè)；⑤對球罐等大直徑的特種設(shè)備的檢測，可以采用全景曝光，工作效率很高。綜上所述，選擇射線源時一般采取以下原則：對輕質(zhì)合金材料、低密度材料以及厚度較小的（小于5mm）的鋼材料，常選用100KV以下X對厚度為5～50mm的鋼材料，用100KV～420KV的X射線可以獲得較高的靈敏度；選用γ射線源時應(yīng)根據(jù)透照厚度和照相靈敏度的要求，選擇Se75或Ir192，還應(yīng)考慮選配適當(dāng)?shù)哪z片類別。對厚度為50mm～150mm的鋼材料，如果使用的方法正確，用X射線、高能X射線或γ射線幾乎可以得到相同的像質(zhì)計靈敏度，但裂紋檢出率還存在差異。對厚度大于150mm的鋼材料，即使用Co60γ射線源，曝光時間也很長，宜選用兆伏級高能X射線。受野外現(xiàn)場透照條件的限制（透照部位空間狹小、無水無電），X射線機使用不方便和水電可能成為主要問題，需考慮用γ射線。在焦距滿足幾何不清晰度的前提下，環(huán)形焊縫的透照應(yīng)盡可能選用錐靶周向X射線機，用中心法周向曝光，可以提高效率和影像質(zhì)量。對直徑較小工件環(huán)焊縫，可選用小焦點（0.5mm）的棒陽極X射線機或小焦點（0.5-1mm）的γ射線源作360°周向曝光。選用平靶周向X射線機中心法傾斜全周向曝光時，必須考慮射線束傾斜角對焊縫內(nèi)縱向面狀缺陷的檢出影響。2.膠片系統(tǒng)的選擇膠片系統(tǒng)是指包括射線膠片、增感屏(材質(zhì)和厚度)、和暗室處理條件（方式、配方、時間、溫度）的組合。膠片的特性指標(biāo)不僅僅與膠片有關(guān)，還受增感屏和暗室處理條件影響，相對來說，暗室處理條件的變數(shù)更多，其影響也更大一些。因此暗室處理應(yīng)按膠片制造廠推薦的沖洗藥品的說明書進(jìn)行。選擇膠片系統(tǒng)，既要要考慮射線檢測要達(dá)到多高的靈敏度要求，又要考慮當(dāng)采用γ射線源對裂紋敏感性大的材料進(jìn)行檢測時裂紋的檢出率。JB/T4730.2-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，A級和AB級射線檢測技術(shù)應(yīng)采用T3類或更高類別的膠片，B級射線檢測技術(shù)應(yīng)采用T2類或更高類別的膠片。膠片本底灰霧度應(yīng)不大于0.3。采用γ射線對裂紋敏感性大的材料進(jìn)行檢測時,應(yīng)采用T2類或更高類別的膠片。常用國內(nèi)膠片和進(jìn)口膠片對應(yīng)的類別如表4-2。表4-2常用國內(nèi)膠片和進(jìn)口膠片的類別類別常見膠片牌號T1類Kodak(柯達(dá))R,SR;Agfa（阿克發(fā)）D2,D3;Dupout(杜邦)NDT35,NDT45;Fuji1X(富士)25.T2類Kodak(柯達(dá))M,T;Agfa（阿克發(fā)）D4,D5;Dupout(杜邦)NDT55,NDT65;Fuji(富士)50,80;天津Ⅴ型;上海GX-A5.T3類Kodak(柯達(dá))AA,B;Agfa(阿克發(fā))D7,D8;Dupout(杜邦)NDT70,NDT75;Fuji(富士)100;天津Ⅲ;上海GX-A7.T4類Kodak(柯達(dá))CX;Agfa(阿克發(fā))D10;Dupout(杜邦)NDT89;Fuji(富士)400;天津Ⅱ型.4.2.2焦距的選擇幾何不清晰度Ug是選擇焦距的大小主要考慮的因素。我們知道，焦距F等于射線源至工件距離f和工件至膠片距離b之和。即F=f+b。由第3章知識可知：Ug=db/(F-b)=db/f可知，Ug與射線源有效焦點尺寸d和工件至膠片距離b成正比，與射線源至工件距離f成反比。實際透照某一工件時，選定了射線源后，d值和b值均已成固定值，因此，對Ug值起影響作用的只有焦距F的大小。焦距F越大，則Ug值越小，底片上的影像就越清晰。為保證射線照相的清晰度，JB/T4730.2-2005規(guī)定了f與d和b應(yīng)滿足以下關(guān)系：射線檢測技術(shù)等級透照距離fUg值A(chǔ)級：f≥7.5d·b2/3Ug≤(2/15)b1/3AB級：f≥10d·b2/3Ug≤(1/10)b1/3B級：f≥15d·b2/3Ug≤(1/15)b1/3在實際工作中，焦距的最小值可通過JB/T4730.2-2005標(biāo)準(zhǔn)給出的諾模圖查出。圖4-2為JB/T4730.2-2005給出的AB級射線檢測技術(shù)確定f的諾模圖。諾模圖的使用方法如下：在d線和b線上分別找到有效焦點尺寸d和工件至膠片距離b對應(yīng)的點，用直線連接這兩個點，直線與f相交的交點即為f的最小值，焦距最小值Fmin=f+b.【例】按JB/T4730.2-2005采用AB級技術(shù)射線照相，有效焦點尺寸d=2mm，工件至膠片距離b=30mm，查圖4-2中可知f=193mm，則最小焦距Fmin=193+30=223mm。實際透照時往往并不采用最小焦距值，所用的焦距比最小焦距要大得多。這是因為射線透照場的大小與焦距相關(guān)。焦距越大，勻強透照場范圍越大，選用較大的焦距F可以得到較大的有效透照長度，較大的焦距也可以進(jìn)一步提高影像清晰度。焦距的選擇還與被檢試件的幾何形狀和透照方式有關(guān)。例如，為保證一次透照長度和橫向裂紋檢出角，當(dāng)對環(huán)縫進(jìn)行雙壁單影法透照時，往往選擇較小的焦距；而當(dāng)采用中心透照法和源內(nèi)單壁透照法時，在保證底片質(zhì)量前提下，焦距可以適量減小，這是因為單壁透照時靈敏度比雙壁透照高得多，其靈敏度增量可以彌補因f值減小造成的幾何部清晰度增大帶來的靈敏度損失；而源內(nèi)單壁透照法與源外單壁透照法相比，相同f時其橫向裂紋檢出角更小，一次透照長度更長，底片上的黑度也更均勻，這都能提高照相靈敏度和缺陷檢出率。JB/T4730.2-2005規(guī)定，采用源內(nèi)中心透照法和源內(nèi)單壁透照法時，在保證底片質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，f值可分別減小到規(guī)定值的50%和80%（4.3.2/4.3.3）。4.2.3曝光量的選擇與修正1．曝光量的概念及推薦值曝光量是指射線源發(fā)的射線強度與照射時間的積。X射線的曝光量是指管電流i與照射時間t的積（E=it）；γ射線的曝光量是指放射線源活度A和照射時間t的積（E=At）。曝光量做為射線檢測工藝中一項重要參數(shù)。射線照相底片影像的黑度直接與膠片中感光乳劑吸收的射線量有關(guān)系，而膠片中感光乳劑吸收的射線量取決于射線源的曝光量。在射線源、試件厚度、焦距、膠片系統(tǒng)和射線源種類或管電壓已近選定的情況下，底片黑度與曝光量有直接的對應(yīng)關(guān)系，因此可以通過控制曝光量來控制底片的黑度在進(jìn)行X射線照相時，因為X射線的總強度與管電壓的平方成正比（IT=KZiU2），因此當(dāng)采用的管電壓較高時，所需曝光量就較小或曝光時間較短。而較高的管電壓會影響影像的對比度、顆粒度，使底片靈敏度降低，因此為防止采用高電壓短時間的曝光參數(shù)，JB/T4730.2-2005推薦的曝光量的值為：X射線照相，當(dāng)焦距為700mm時，A級和AB射線檢測技術(shù)不小于15mA·min；B級射線檢測技術(shù)不小于20mA·min。當(dāng)焦距改變時可按平方反比定律進(jìn)行換算。“推薦”二字的含義是指此規(guī)定適用于一般情況下的透照，對于厚度比較大試件（如余高較高的薄板對接接頭、小徑管對接接頭、角焊縫接頭等），可不受此條件限制。JB/T4730.2-2005規(guī)定：采用γ射線源透照時,總的曝光時間應(yīng)不少于輸送源往返所需時間的10倍。是因為γ射線源的能量不可調(diào)，當(dāng)用較大的源強度透照較薄的工件時，曝光時間會很短。源在輸送往返時間里也能使膠片感光，源移動造成缺陷邊緣的半影加大，降低了底片的清晰度和底片靈敏度。因此，透照厚度較薄工件時應(yīng)控制采用強度大的γ源。2．互易律、平方反比定律和曝光因子(1)互易律互易律是光化學(xué)反應(yīng)的一條基本定律，它指出：決定光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量的條件，只與總曝光量相關(guān)，即取決于輻射強度和時間的乘積，而與這兩個因素的單獨作用無關(guān)。互易律可理解為底片黑度只與總的曝光量相關(guān)。在射線照相時，只有采用鉛箔增感或無增感的時候，互易定律才成立。設(shè)產(chǎn)生一定射線影像黑度的曝光量E=It（I為射線強度，t為曝光時間），只要It的乘積E值一定，底片黑度就不變。當(dāng)采用熒光增感條件時，互易定律不成立，即It的乘積不變，底片的黑度也會改變，此現(xiàn)象稱為互易律失效。（2）平方反比定律平方反比定律是物理光學(xué)的一條基本定律。它指出：從一點源發(fā)出的輻射，射線強度I與傳播距離F的平方成反比，即I與F存在以下關(guān)系：I1/I2=（F2/F2）2。其原理是：在點源照射方向上的任意立體角內(nèi)取任意一垂直截面，單位時間內(nèi)通過該垂直截面的光量子總數(shù)不變，但由于任一截面的面積與該截面到點源的垂直距離的平方成正比，因此單位面積的光量子密度成反比，也就是點源傳播方向上一定距離的輻射強度與距離平方成反比（圖4-3）。（3）曝光因子互易律描述了一定黑度下射線強度與曝光時間的相互關(guān)系：平方反比定律描述了射線強度與距離之間的關(guān)系。由此可以得到曝光因子的表達(dá)式。已知X射線管的輻射強度為：It=KiZiV2在X射線管和管電壓給定的條件下，Ki、Z和V成為常數(shù)，上式可改寫為：Ir=KiZiV2=εi(ε=KiZV2，為常數(shù))（4-1）即射線強度I只與管電流i成正比。根據(jù)平方反比律，可知在輻射場中任意一點處的射線強度為：I=εi/F2(4-2)根據(jù)互易律，如要保持底片黑度不變，則需滿足：E=It=I1t1=I2t2=……（4-3）將式（4-2）代入式（4-3），再消去常數(shù)k。令εit/F2=ψ(ψ為常數(shù))，則it/F2=ψ/ε，令Ψ=ψ/ε（Ψ為常數(shù)）可得x射線的曝光因子Ψx=it/F2=i1t1/F12=i2t2/F22=……=intn/Fn2(4-4)同理，可推導(dǎo)出γ射線的曝光因子：Ψγ=At/F2=A1t1/F12=A2t2/F22=……=Antn/Fn2(4-5)曝光因子表達(dá)了射線強度、曝光時間和焦距三者之間的關(guān)系，當(dāng)上述三個參量中的其中一個或兩個發(fā)生變化時，通過式(4-4)和式(4-5)可以方便的修正其它參量。3．利用曝光因子的曝光量修正計算利用曝光因子對射線強度、曝光時間或焦距的修正計算可見以下兩例。【例1】用某一X射線機透照某一工件，管電壓為200kV，管電流為5mA，曝光時間為5min，焦距為600mm，如管電壓不變，而焦距變?yōu)?00mm，如保持底片黑度不變，問改變后的管電流和時間解：已知i1=5mA，t1=5min，F(xiàn)1=600mm，F(xiàn)2=700mm，求i2和t由式(4-4)：i1t1/F12=i2t2/F22得i2t2=i1t1F22/F12=5×5×7002/6002=34mA·答：改變后曝光量為34mA·min，可選擇電流5mA，曝光時間6.8min?！纠?】用Ir192γ射線源對內(nèi)徑1000mm的環(huán)焊縫進(jìn)行周向透照，曝光時間為20min，底片黑度恰好滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，60天后再用該γ射線源對壁厚相同直徑為1200mm的環(huán)焊縫解：已知t1=20min，F(xiàn)1=500mm，F(xiàn)2=600mmIr192半衰期取75天，則60天后，源強度之比A2/A1=（1/2）n，n=60/75=0.8A2/A1=（1/2）0.8=0.574由式（4-5）：A1t1/F12=A2t2/F22得答：曝光時間應(yīng)為50.2min.4.3透照方式的選擇和一次透照長度的計算4.3.1透照方式的選擇常見的對接焊接接頭射線照相有10種基本透照方式（見圖4-6和圖4-7）。這些透照方式適用的場合不同，其中最常用的透照方式是單壁透照。對于射線源或膠片無法進(jìn)入內(nèi)部的比較小容器和管道的焊縫射線照相時，一般采用雙壁透照透照，JB/T4730-2005規(guī)定，雙壁雙影法適用于外直徑D0在100mm以下且焊縫寬度(g)≤D0/4的管子環(huán)焊縫透照，雙壁雙影垂直透照則多用于壁厚（T）＞8mm或焊縫寬度(g)＞D0/4的管子環(huán)焊縫透照。圖4-6常用對接焊接接頭射線透照方式分類選擇何種透照方式，應(yīng)根據(jù)各方面的因素進(jìn)行綜合考慮，權(quán)衡擇優(yōu)。有關(guān)因素包括：1．照相靈敏度如被檢工件能滿足多重透照方式，應(yīng)選擇對提高靈敏度的有利的透照方式。例如單壁透照時的靈敏度明顯高于雙壁透照，在兩種方式都可以使用的情況下應(yīng)選擇前者，即能單壁不雙壁。2．缺陷檢出特點有些透照方式對某些類型的缺陷檢出特別適合，可根據(jù)對缺陷檢出的要求進(jìn)行選擇。例如，源在外的透照方式和源在內(nèi)的透照方式相比，源在外的透照方式對內(nèi)壁表面裂紋的檢出率更高；雙壁透照時垂直透照法比斜透法對未焊透或根部未熔合缺陷的檢出率更高。3．透照厚度差和橫向裂紋檢出角當(dāng)透照厚度差和橫向裂紋檢出角較小時，有利于提高底片質(zhì)量和裂紋檢出率。環(huán)縫透照時，如果焦距和一次透照長度都相同，源在內(nèi)透照法的透照厚度差和橫裂檢出角比源在外透照法更小，從這一方面來講，內(nèi)照優(yōu)于外照，即能內(nèi)照不外照。4．一次透照長度選擇合適的透照方式可以增加一次透照長度，從而提高檢測速度和工作效率，比如中心透照法。5．操作方便性一般來講，源在外的操作更方便一些。而對球罐進(jìn)行X射線透照時，上半球位置源在外透照移動射線機比較方便，對下半球位置源在內(nèi)透照比較方便。6．試件及探傷設(shè)備具體情況被檢試件及探傷設(shè)備透照也是選擇透照方式時需要考慮的。例如，當(dāng)試件直徑過小時，只有采用源在外的透照方式才能滿足幾何不清晰度的要求。移動式X射線探傷機只能采用源在外的透照方式。使用γ射線源或周向X射線探傷機利用中心透照法對環(huán)焊縫周向曝光，該方法透照厚度均一，橫裂檢出角為0°，底片黑度、靈敏度俱佳，缺陷檢出率高，且工作效率高，應(yīng)盡可能選用。4.3.2一次透照長度的計算計算所用的幾個相關(guān)參量1．一次透照長度（L3）一次透照長度（L3）是指焊縫射線照相時一次透照的有效檢測長度。即在考慮滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的幾何不清晰度()和K值的前提下，根據(jù)被檢工件的幾何尺寸、所選射線源以及透照幾何參數(shù)確定的曝光一次所透照焊縫的長度。L3主要用于計算焊縫照相的檢測比例。一般希望能選擇較大的一次透照長度，可以提高檢測效率，但射線源的有效照射場的范圍和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中透照厚度比K值限制了一次透照長度的大小。照厚度比K值，是指在一次透照長度范圍內(nèi)射線束穿過母材的最大厚度值和最小厚度值的比值。JB/T4730-2005規(guī)定的透照厚度比K值：對縱縫，A級和AB級，K值不大于1.03；B級，K值不大于1.01。對環(huán)縫，A級和AB級，K值一般不大于1.1；B級，K值不大于1.06?？刂芀值主要是為了控制橫向裂紋檢出角（θ），由圖4-8可見：θ=cos-1(1/K)。而θ又與一次透照長度L3有關(guān)，所以L3的大小要按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的K值通過計算求出。2.搭接長度（△L）和有效評定長度（Leff）搭接長度（△L）是指一張底片與相鄰底片相互重疊部分的長度。有效評定長度（Leff）是指一次透照檢測長度對應(yīng)在底片上的投影長度。這兩項數(shù)據(jù)確定所使用膠片的長度和底片的有效評定范圍。圖4-8焊縫厚度透照比示意圖各種透照方法一次透照長度（L3）及相關(guān)參量的計算1.公式計算法透照方式不同，一次透照長度（L3）的計算公式也不同。在圖4-6所列的各種透照方式中，雙壁雙影法的一次透照的有效檢出范圍，主要取決于其它因素，一般無須計算L3。除雙壁雙影以外的各種透照方式，其一次透照長度（L3）,包括相關(guān)參量△L、Leff和最少曝光次數(shù)N等均需計算得出。有關(guān)計算方法介紹如下：⑴直縫透照直縫即平板對接焊縫或筒體縱縫，由圖4-8有，即θ=cos-1(1/K)(4-6)L3=2ftanθ(4-7)JB/T4730-2005中規(guī)定：對A級、AB級：K≤1.03，則θ≤13.86°，L3≤0.5f對B級：K≤1.01，則θ≤8.07°，L3≤0.3f搭接長度（△L）計算式可由相似三角形關(guān)系推出：△L=bL3/f(4-8)當(dāng)L3=0.5f時，△L=0.5b；當(dāng)L3=0.3f時，△L=0.3b。底片的有效評定長度的計算：Leff=L3+△L。實際照相時，如搭接標(biāo)記放在射線源側(cè)，則有效評定長度（Leff）)為搭接標(biāo)記之間長度。如搭接標(biāo)記放在膠片側(cè)（例如，按圖4-6②的雙壁單影透照縱焊縫方式），則效評定長度（Leff）)為底片上搭接標(biāo)記之間長度加上△L長度。⑵環(huán)縫單壁外透法采用外透法100%透照環(huán)焊縫時，滿足一定厚度比的最少曝光次數(shù)N可由下式確定(參照圖4-9)：L3=AB的圓弧長度Leff=CD的圓弧長度（4-9）當(dāng)D0＞＞T時，θ≈cos-1（1/K）注：當(dāng)D0/T≥30時，即可認(rèn)為D0＞＞T，此時θ值的精確式和簡化式的結(jié)果誤差小于1°，這一誤差在工程上是允許的（以下同）。式中：α——與弧AB對應(yīng)的圓心角的1/2;θ——影像最大失真角；η——有效半輻射角；K——透照厚度比；T——工件厚度；DO——容器外直徑。由式（4-9）可導(dǎo)出不同K值時的θ角計算式：（4-10）當(dāng)D0>>T，有（4-11）求出環(huán)焊縫透照時滿足K值要求的最少曝光次數(shù)(N)，就能計算出射線源側(cè)焊縫的外等分長度（一次透照長度L3）和膠片側(cè)焊縫的等分長度（L3’），以及底片上有效評定范圍長度（Leff）和相鄰兩底片的搭接長度（△L）L3=πD0/N（4-12）L3’=πDi△L=2Ttanθ（4-14）Leff=L3’+△實際照相時，如搭接標(biāo)記是放在射線源側(cè)的，則底片上兩個搭接標(biāo)記之間的距離即為有效評定長度(Leff)，無需計算。從圖4-9可知使用環(huán)縫外透法的相關(guān)幾何參數(shù)變化規(guī)律：當(dāng)透照距離（f）減小時，若一次透照長度（L3）不變，則K值、θ角增大；若K值、θ角不變，則一次透照長度（L3）縮短。如果透照距離f增大，情況則相反，當(dāng)f趨向無窮大時，透照弧長所對應(yīng)的圓心角與壁厚近似無關(guān)，其極限值等于θ角的2倍。若θ取15°或18°，則此環(huán)縫最少拍片張數(shù)分別為12張和10張，用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示即：f→∞，α→θ因為，而θ=15°或θ=18°所以Nmin=12或Nmin=10⑶內(nèi)透中心法（F=R）內(nèi)透中心法是指射線源位于被檢工件（容器、管道）中心，膠片整條或逐張連接布置在整圈環(huán)縫外壁上，射線對環(huán)焊縫作一次性周向曝光（圖4-10）。使用內(nèi)透中心法時，其透照厚度比K=1，橫向裂紋檢出角θ≈0°，一次透照長度（L3）為整條環(huán)縫長度。⑷內(nèi)透偏心法（F<R）內(nèi)透偏心法用（F<R）100%透照時的最少曝光次數(shù)（N）和一次透照長度（L3）由下式確定（參照圖4-11）：（4-16）當(dāng)D>>T時θ≈cos-1（1/K）L3=πD0/N(4-17)L3’=πDi/N（△L=2Ttanθ（4-19）Leff=L3’+△L3=AB弧長Leff=CD弧長當(dāng)F<R時，隨著焦點距圓心的距離的增大，或者說焦距(F)的縮短，如果分段曝光的一次透照長度(L3)一定，則透照厚度比K值將增大，影像失真角θ也會增大；反之，如果K值、θ一定，則一次透照長度（L3）將縮短。⑸內(nèi)透偏心法（F>R）當(dāng)用F>R的偏心法透照時，最少曝光次數(shù)（N）和一次透照長度（L3）由下式確定（參照圖4-12）：(4-21)當(dāng)D0>>T時，θ≈cos-1（1/K）L3=πD0/N (4-22)L3=Leff=AB弧長(4-23)當(dāng)F>R時，當(dāng)F↑，若L3不變，則K↑、θ↑；當(dāng)F↓，若K、θ不變，則有L3↑。采用內(nèi)透偏心法時，在滿足Ug標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，焦點越靠近圓心位置，一次透照長度越大。但無論是F<R或者F>R的偏心法，如果使用定向X射線探傷機照射，一次透照長度取決于X射線機的有效照射場范圍大小。也就是說，偏心法中使用計算公式（4-20）、式（4-25）得出的η角必須考慮X射線機的實際最大可用半輻射角大小的限制。⑹雙壁單影法雙壁單影法進(jìn)行環(huán)焊縫100%透照時，最少曝光次數(shù)（N）和一次透照長度（L3）由下式求出（參照圖4-13）：（4-24）當(dāng)D0＞＞T時，θ≈cos-1（1/K）L3=πD0/N（4-25）Leff=L3(4-26)采用雙壁單影法時，對拍片張數(shù)可作如下討論：F→D時，α→2θ因為θ=15°或θ=18°，所以Nmin=6或5；F→∞時，α→θ因為θ=15°或θ=18°，所以Nmin=12或10一次透照長度計算舉例【例1】按JB/T4730-2005標(biāo)準(zhǔn)AB級的要求，透照厚度為40mm的容器縱縫，焦距為600mm。求一次透照長度（L3）和搭接長度（△L）各為多少？解：已知F=600mm，K=1.03，b=40+4=44mm，f=F-b=600-44=556mmL3=2ftanθ=2×556×tan13.86°=274mm△L=bL3/f=40×274/556=19.7mm答：一次透照長度L3為274mm，搭接長度△L為19.7mm?！纠?】采用源在外單壁透照法對內(nèi)徑為1800mm，壁厚30mm的筒體環(huán)焊縫射線照相，檢測比例要求100%，透照厚度比K≤1.1，透照焦距F=600mm，求最少透照次數(shù)（N）和一次透照長度（L3），搭接長度（△L），有效評定長度（Leff），并選擇膠片的長度。解：已知K=1.1，F(xiàn)=600mm，Di=1800mm，T=30mm，D0=Di+2T=1800+2×30=1860mm因為D0/T=62≥30，所以，可以采用簡化式計算θ：（精確式=24.2°）次搭接長度△L≈2Ttgθ=2×30×tg24.6°=27.47≈28mm。（精確計算：26.97）所選擇膠片長度L應(yīng)大于（L3+△L=307+28）335mm?？紤]到貼片時的位置誤差，應(yīng)選擇長度L=360mm的膠片。答：一次透照長度（L3）為307mm；膠片側(cè)等分長度（L3’）為297mm實際透照選擇膠片的長度選擇360mm。2.查圖表法除了利用計算法外，還常用查圖表法確定環(huán)縫100%檢測所需的最少透照次數(shù)（N），然后計算出一次透照長度（L3）及其它相關(guān)參數(shù)。這種方法比計算法簡單易行，現(xiàn)介紹如下：（1）透照次數(shù)曲線圖通過查圖表可以確定對環(huán)向?qū)雍附咏宇^進(jìn)行100%檢測所需的最少透照次數(shù)（N），一次透照長度（L3），以及相關(guān)參量搭接長度（△L）和有效評定長度（Leff）仍需計算求出。環(huán)向?qū)雍附咏宇^進(jìn)行100%射線檢測所需的透照次數(shù)（N）與透照方式和透照厚度比（K）有關(guān)。因為內(nèi)透中心法（F=R）和雙壁雙影法透照時一次透照長度不需計算，所以不同透照方式與透照厚度比（K）相組合，可以制作6張透照次數(shù)曲線圖，即：源在外單壁透照K=1.06（見JB/T4730.2-2005附錄D圖D.1）；源在外單壁透照K=1.1（見JB/T4730.2-2005附錄D圖D.3）；源在外單壁透照K=1.2（見JB/T4730.2-2005附錄D圖D.5）；偏心內(nèi)透法和雙壁單影法K=1.06（見JB/T4730.2-2005附錄D圖D.2）；偏心內(nèi)透法和雙壁單影法K=1.1（見JB/T4730.2-2005附錄D圖D.4）；偏心內(nèi)透法和雙壁單影法K=1.2（見JB/T4730.2-2005附錄D圖D.6）。利用查圖表法確定透照次數(shù)的步驟是：根據(jù)被檢工件幾何尺寸和所選擇的焦距，首先計算出T/D0、D0/f，然后在橫坐標(biāo)上找到T/D0值所對應(yīng)的點，通過該點畫一條垂直于橫坐標(biāo)的直線；在縱坐標(biāo)上找到D0/f值所對應(yīng)的點，通過過該點畫一垂直于縱坐標(biāo)的直線；兩直線的交點所在區(qū)域的N值就是透照次數(shù)；如果交點處于兩區(qū)域的分界線上，則應(yīng)取較大值作為最少透照次數(shù)。（2）環(huán)縫一次透照長度（L3）及相關(guān)參量的計算由透照次數(shù)（N）可求得每種透照法的一次透照長度（L3）及相關(guān)參量單壁外透法：按式（4-12）～（4-15）計算；內(nèi)透偏心法（F<R）：按式（4-17）～（4-20）計算；內(nèi)透偏心法（F＞R）：按式（4-22）和（4-23）計算；雙壁單影法：按式（4-25）和（4-26）計算．采用偏心法內(nèi)透（F＞R）和雙壁單影法透照時，一次透照長度（L3）與底片上有效評定長度（Leff）相等，不需考慮搭接長度（△L）；采用單壁外透法和偏心法內(nèi)透（F<R）透照時，搭接長度（△L）可通過計算求出準(zhǔn)確值，一般可取以下近似值。K=1.03；θ=13.86°；△L=0.493T，可近似取0.5T；K=1.06；θ=19.37°；△L=0.703T，可近似取0.7T；K=1.1；θ=24.62°；△L=0.916T，可近似取1T；K=1.2；θ=33.56°；△L=1.326T，可近似取1.4T。對前面的【例2】可用用查圖表法來解解：源在外單壁透照K=1.1時，透照次數(shù)可查見JB/T4730.2-2005附錄D圖D.3。D0=1800+60=1860mm；T/D0=30/1860=0.016f=600-30=570mm；D0/f=1860/570=3.26；從橫坐標(biāo)上找到T/D0=0.016的點，通過此點畫一垂直于橫坐標(biāo)的直線；在縱坐標(biāo)上找到D0/f=3.26的點，通過此點畫一垂直于縱坐標(biāo)的直線；查兩直線交點所在的區(qū)域，確定所需的透照次數(shù)N為19。則：一次透照長度L3=πD0/N=π×1860/19=308膠片側(cè)焊縫的等分長度L3’=πDi/N=π×1800/19=298mm搭接長度△L=1×30=30mm；有效評定長度Leff=L3’+△L=298+30=328mm實際選擇膠片的長度應(yīng)大于Leff，考慮貼片位置誤差，應(yīng)選用長度360mm的膠片。根據(jù)對【例2】進(jìn)行的計算法與查圖表法得出的結(jié)果比較,我們發(fā)現(xiàn)兩種方法的結(jié)論是一致的，因此都是可行的，查圖表法比計算法要簡單易行。4.4曝光曲線的制作及應(yīng)用在實際射線檢測工作中，通常根據(jù)工件的材質(zhì)與厚度的不同，來選取相應(yīng)射線能量、曝光量以及焦距等透照工藝參數(shù)，這些參數(shù)一般通過查曝光曲線來選取。曝光曲線是用來表示被檢工件（材質(zhì)、厚度查圖表法查圖表法）與工藝規(guī)范參數(shù)（管電壓、管電流、曝光時間、焦距、暗室處理條件等）之間相關(guān)性的曲線圖示。一般情況下，只把工件厚度、管電壓和曝光量選作可變參數(shù)，而其它條件相對固定。曝光曲線必須通過試驗制作，并且每臺X射線機的曝光曲線是各不相同的，不能相互通用。因為即使兩臺X射線機的管電壓、管電流相同，其線質(zhì)和照射率是不同的。原因有以下幾點：⑴加在X射線管兩端的電壓波形的不同（半波整流、全波整流、倍壓整流及直流恒壓等），會影響射線管內(nèi)飛向陽極電子的速度和數(shù)量；⑵X射線管本身的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)不同，會影響窗口對射線的固有吸收；⑶管電壓和管電流的測定和顯示有誤差。此外，即使同一臺X射線機，隨著使用時間的增加，射線管的燈絲和陽極靶也會老化，從而引起射線照射率的變化。因此，對每臺X射線機都應(yīng)制作曝光曲線，作為日常透照控制線質(zhì)和照射率，即控制能量和曝光量的依據(jù)，并且實際使用中還要根據(jù)具體情況作適當(dāng)修正，JB/T4730.2-2005規(guī)定：射線設(shè)備更換重要部件或經(jīng)較大修理后應(yīng)及時對曝光曲線進(jìn)行校驗或重新制作。4.4.1曝光曲線的構(gòu)成和使用條件1．曝光曲線的構(gòu)成常用的曝光曲線有兩種表示方式，一種為曝光量－厚度（E－T）曲線，（E－T）曲線的橫坐標(biāo)代表工件的厚度，縱坐標(biāo)用對數(shù)刻度代表曝光量，管電壓為變化參數(shù)；另一種為管電壓－厚度（kV－T）曝光曲線，（kV－T）曝光曲線用縱坐標(biāo)代表管電壓，曝光量為變化參數(shù)。圖4-14為一般形式的X射線曝光曲線圖；圖4-15為一種實用的γ射線曝光曲線圖。2．曝光曲線的使用條件無論哪種曝光曲線只適用于固定的一組特定條件，這些條件包括：⑴所使用的X射線探傷機（相關(guān)條件：高壓發(fā)生線路及施加波形、射線源焦點尺寸及固有濾波）；⑵一定的焦距（常取600mm～800mm）；⑶一定的膠片類型（通常為T3或T2類膠片）；⑷一定的增感方式（屏型及前后屏厚度）；⑸所使用的沖洗條件（顯影配方、溫度、時間）；⑹基準(zhǔn)黑度（通常取3.0）制作曝光曲線時，必須在曝光曲線圖上予以注明上述條件。當(dāng)實際透照所使用的條件與制作曝光曲線規(guī)定的條件不一致時，應(yīng)對曝光量作相應(yīng)修正。4.4.2曝光曲線的制作曝光曲線是在選用的機型、膠片、增感屏、焦距等條件已定的前提下，通過改變曝光參數(shù)（固定“kV”、改變“mA·min”或固定“mA·min”改變“kV”）透照鋼階梯試塊，根據(jù)給定暗室處理條件洗出的底片所達(dá)到的某一基準(zhǔn)黑度（如為2.0或3.0），來求得管電壓（kV）、曝光量（mA·min）和透照厚度（T）三者之間關(guān)系的曲線。所使用的階梯塊應(yīng)有一定的面積，其最小尺寸應(yīng)為階梯厚度的5倍，否則散射線的影響將明顯不同于均勻厚度平板。另外，階梯塊的尺寸應(yīng)該明顯大于膠片尺寸，否則要作適當(dāng)遮邊處理（圖4-16）。按有關(guān)透照結(jié)果繪制E－T曝光曲線的過程如下：1．繪制D－T曲線采用較小的曝光量、不同管電壓分別透照階梯試塊，獲得第一組底片。再采用較大的曝光量、不同的管電壓分別透照階梯試塊，獲得第二組底片，用黑度計測量獲得穿透厚度和對應(yīng)黑度的兩組數(shù)據(jù)，然后繪制出D－T曲線圖（圖4-17）。2．繪制E－T曲線選定一基準(zhǔn)黑度值，從兩張D－T曲線圖中分別查出某一管電壓下對應(yīng)于該黑度的透照厚度值。在E－T圖上標(biāo)出這兩點，并以直線連接即得該管電壓的曝光曲線（圖4-18）。4.4.3從E－T曝光線上查取透照某給定厚度所需要的曝光量，一般都采用“一點法”，即按射線束中心穿透的最大厚度值確定與某一“kV”相對應(yīng)的E。例如，最大穿透厚度值為15mm時，查圖4-18的E－T曝光曲線可知，適用的曝光參數(shù)有三組：eq\o\ac(○,1)150kV，45mA·min；eq\o\ac(○,2)170kV，20mA·min；eq\o\ac(○,3)200kV，7mA·min；。具體選擇哪一組參數(shù)，應(yīng)根據(jù)工件厚度是否均勻，寬容度是否滿足要求，以及要求的靈敏度、工作時間、工作效率等因素，來選擇是選用高能量小曝光量，還是低能量大曝光量。4.5散射線的控制4.5.1散射線的來源和分類在第1章中曾經(jīng)提及，在射線穿透物質(zhì)的過程中與物質(zhì)相互作用，會產(chǎn)生吸收和散射，散射主要是康普頓效應(yīng)造成的。相對于一次射線，散射線的能量會減小，波長變長，運動方向也發(fā)生改變。散射比（n）定義為散射線強度（Is）與一次射線強度（IP）之比，即n=Is/Ip。能產(chǎn)生散射線的物體被稱作散射線源，在射線透照時，凡是能被射線照射到的物體，例如被檢工件、暗盒、墻壁、桌面、地面等，甚至空氣都可能成為散射線源。其中最大的散射線源往往是被檢工件本身（圖4-19）。按散射的方向?qū)ι⑸渚€進(jìn)行分類，可將來自暗盒正面方向的散射稱為“前散射”，將來自暗盒背面方向的散射稱為“背散射”。除此之外，還有一種被檢工件周圍的射線向工件背后的膠片散射，或工件中的較薄部分的射線向較厚部分散射，這種散射被稱為“邊蝕散射”，邊蝕散射會導(dǎo)致底片影像邊界模糊，使低黑度區(qū)域的周邊被侵蝕，面積縮小，即所謂的“邊蝕”現(xiàn)象。4.5.2散射比的影響因素圖4-20給出了兩種固定參數(shù)下焦距對散射比的影響。由圖4-20可知，在實際工作中，焦距的變化對散射比幾乎沒有影響。圖4-21表示射線照射場大小與散射比的關(guān)系，縱軸代表散射比（n）與照射場無窮大時的散射比（n’）的百分率。由圖4-21可知，在照射場較?。ㄖ睆?0mm以下）時，散射比隨照射場的增大而迅速增大，當(dāng)照射場直徑超過50mm以后，照射場再繼續(xù)增大，散射比基本保持不變。因此，如果不用極小的照射場進(jìn)行透照，照射場的大小對散射比幾乎沒有圖4-22代表平板試件透照時，散射比與射線能量和被檢工件厚度的關(guān)系。由圖4-22可知，在工業(yè)射線照相應(yīng)用的能量范圍內(nèi)，隨著射線能量的增大，散射比變小。而射線能量相同時，散射比隨被檢工件的厚度增大而增大。如圖4-23是焊縫的余高、射線能力與散射比的關(guān)系，由圖4-23可知，焊縫中心散射比要高于同厚度平板中的散射比，隨著能量的增大，兩者的散射比逐漸接近。4.5.3散射線的控制措施散射線的存在會增大射線底片的灰霧黑度，降低影像對比度，對射線照相質(zhì)量是有害的。由于受射線照射的一切物體都成為散射線源，所以散射是無法徹底消除的，只能采取相應(yīng)措施盡量減少?？刂粕⑸渚€的措施有很多，其中有些措施對射線照相質(zhì)量產(chǎn)生多方面的影響，所以采取控制散射線的措施時要綜合考慮各方面的影響，權(quán)衡選擇。主要措施包括：1．選擇合適的射線能量透照厚度差較大的被檢工件（例如余高較高的焊縫、小徑管）時，因為散射比隨射線能量的增大而減小，因此可以適當(dāng)提高射線能量，從而減少散射線的影響。射線能量也不能提高太多，否則會對主因?qū)Ρ榷群凸逃胁磺逦犬a(chǎn)生明顯的不利影響。2．使用鉛箔增感屏鉛箔增感屏除了起增感作用外，還可以吸收低能散射線，使用鉛箔增感屏對控制散射線來說，是最方便、最經(jīng)濟的方法，也是最常用的方法。選擇的鉛箔的厚度越大減少散射線的效果越好，但是降低了增感效率，因此鉛箔的厚度也不能過大。實際使用中鉛箔厚度的選擇與射線能量有關(guān)，并且后屏的厚度一般大于前屏。圖4-24給出了一些專門用來控制散射線的措施，選擇時應(yīng)考慮所選擇措施的經(jīng)濟性、方便性和有效性。這些措施包括：背防護鉛板射線透照時，靠近暗盒背后較近范圍內(nèi)如散射線源（例如鋼制平臺、木頭桌面、水泥地面等），則會產(chǎn)生較強的背散射，此時可采取加背防護鉛板的措施，即在暗盒后面加一塊鉛板以屏蔽產(chǎn)生的背散射射線。使用背防護鉛板時還需使用鉛箔增感后屏，因為背防護鉛板被射線照射時所激發(fā)的二次射線有可能到達(dá)膠片，從而影響射線照相質(zhì)量。如果暗盒背后近距離范圍內(nèi)沒有導(dǎo)致強烈散射的物體，則無需使用背防護鉛板。鉛罩和光闌使用鉛罩和鉛光闌的方法可以減小照射場范圍，從而在一定程度上可以減少散射線。厚度補償物在透照厚度差較大的工件時，采用厚度補償來減少散射線是一種比較有效的措施。根據(jù)被檢工件的幾何形狀不同，可選擇不同的厚度補償方式，對焊縫照相可以選擇厚度補償塊，對形狀不規(guī)則的小零件可選用流質(zhì)吸收劑（醋酸鉛加硝酸鉛溶液），或者金屬粉末（鉛粉、鐵粉等）作為厚度補償物。濾板濾板有兩種使用方法：一種是濾板加在X射線探傷機窗口處，另一種是濾板加在工件和膠片暗盒之間。在透照厚度差較大的工件時，可以把濾板加在X射線探傷機窗口處，從而過濾掉X射線束中波長較長的軟射線，使透過射線波長均勻化，提高射線束的有效能量，從而減少邊蝕散射。窗口處加濾板一般選用黃銅、鉛或鋼制作的金屬薄板，所用濾板的厚度可通過試驗或計算確定。濾板過厚會對射線產(chǎn)生吸收而不是過濾作用，從而影響射線照相質(zhì)量。透照鋼制試件時，選用銅濾板的厚度應(yīng)不超過被檢工件最大厚度的20%，鉛濾板的厚度應(yīng)不超過被檢工件最大厚度的3%，鋼濾板的厚度應(yīng)小于吸收曲線上的“均勻點”所對應(yīng)的厚度。所謂均勻點是指吸收曲線上由曲線開始變?yōu)橹本€的那一點，均勻點以后吸收系數(shù)不再隨穿透厚度而變化。在工件和膠片暗盒之間加濾板的方法通常用與高能射線照相，如Ir192和Co60γ射線照相或高能X射線照相，濾板的作用是過濾被檢工件中產(chǎn)生的低能散射線，尤其在存在邊蝕散射時，這種加濾板的作用更明顯。根據(jù)透照厚度的不同，濾板一般選擇0.5㎜～2㎜厚的鉛箔。遮蔽物當(dāng)被檢工件的的尺寸小于膠片時，應(yīng)使用遮蔽物對直接被射線照射的那部分膠片進(jìn)行遮蔽，目的是為了減少邊蝕散射。遮蔽物一般選擇用鉛，其形狀和大小根據(jù)被檢工件的情況確定，也可以用鋼鐵和一些特殊材料（例如鋇泥）來制作遮蔽物。修磨試件通過修磨或者打磨的方法來減小被檢工件的厚度差，也可以做為一項減少散射線的措施，例如，透照焊縫時，將焊縫余高磨平后透照，可以明顯減小散射比，提高射線照相質(zhì)量。4.6焊縫射線檢測工藝規(guī)程及應(yīng)用舉例4.6.1射線檢測工藝規(guī)程的內(nèi)容及編制要求射線檢測工藝規(guī)程的分類和相互關(guān)系射線檢測工藝規(guī)程一般有通用工藝規(guī)程和專用工藝卡兩種，兩者均為按照本單位規(guī)定的職責(zé)權(quán)限制定批準(zhǔn)的工藝文件。射線檢測工藝規(guī)程是結(jié)合本單位的檢測對象，依據(jù)安全技術(shù)規(guī)范和現(xiàn)行無損檢測標(biāo)準(zhǔn)，制定的如何合理的選擇檢測設(shè)備、器材和方法以及相關(guān)要求等，從而保證能正確完成檢測工作的書面文件。射線檢測工藝卡是針對本單位某一具體的檢測對象，按合同和檢測通用工藝規(guī)程要求編制的特殊技術(shù)規(guī)則，其參數(shù)規(guī)定的更加具體。工藝卡是通用工藝規(guī)程的補充。通用工藝規(guī)程內(nèi)容及編制1.射線檢測通用工藝規(guī)程的主要內(nèi)容射線檢測通用工藝規(guī)程應(yīng)根據(jù)相關(guān)法規(guī)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)技術(shù)文件和現(xiàn)行的無損檢測標(biāo)準(zhǔn)的要求，結(jié)合無損檢測單位（機構(gòu)）的特點、設(shè)備技術(shù)條件和人員條件，針對本單位產(chǎn)品的特點進(jìn)行編制。無損檢測通用工藝規(guī)程應(yīng)涵蓋本單位（制造、安裝或檢測單位）產(chǎn)品的檢測范圍。通用工藝規(guī)程應(yīng)詳細(xì)、明確、便于操作且具有可選擇性。射線檢測通用工藝規(guī)程的主要內(nèi)容：⑴適用范圍（適用的工件種類、焊接方法和類型等)。⑵編制依據(jù)(編制所依據(jù)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等)⑶對檢測人員的要求（人員資格、視力要求等）。⑷檢測準(zhǔn)備要求（檢測時機、要求工件表面狀況等）。⑸設(shè)備、器材要求（射線源和能量的選擇、膠片的牌號和類型、增感屏、像質(zhì)計、暗盒、鉛字等）。⑹透照方法及相關(guān)要求（不同透照比例的要求，焦距選擇，一次透照長度選擇，編號方法，像質(zhì)計和標(biāo)記的擺放，散射線的屏蔽等）。⑺曝光參數(shù)及曝光曲線（管電壓、管電流、曝光時間等的選擇）。⑻暗室處理（洗片方法、膠片處理程序、環(huán)境條件及要求等）。⑼底片評定（評片條件、驗收標(biāo)準(zhǔn)、像質(zhì)鑒定、級別評定、返修規(guī)定）。⑽記錄報告（記錄報告內(nèi)容和要求，資料、檔案管理要求等）。⑾安全管理規(guī)定和其它必要的說明。2.射線檢測通用工藝規(guī)程的編制射線檢測通用工藝規(guī)程編制要點和參照標(biāo)準(zhǔn)如下：⑴主題內(nèi)容和適用范圍①主題內(nèi)容是工藝規(guī)程主要內(nèi)容的摘要，指工藝規(guī)程主要包括的檢測對象、方法、人員資格、所用器材、檢測工藝技術(shù)和質(zhì)量分級等。②適用范圍a適用范圍內(nèi)的工件材質(zhì)、規(guī)格、檢測方法及不適用范圍。b依據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)編制，滿足什么安全技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求。c明確通用工藝規(guī)程和工藝卡的關(guān)系，工藝卡應(yīng)由誰編制。⑵規(guī)范性引用文件列清引用的標(biāo)準(zhǔn)代號，并注明標(biāo)準(zhǔn)全稱。⑶檢測人員參照J(rèn)B/T4730.1-2005第5.3條和JB/T4730.2-2005第3.1條的規(guī)定。⑷防護參照J(rèn)B/T4730.2-2005第3.9條的規(guī)定。⑸設(shè)備、器材和材料①射線源和射線能量的選擇A可列出本單位設(shè)備一覽表，明確各射線探傷機的產(chǎn)地、型號、焦點尺寸、透照厚度范圍等。b允許選用的最高管電壓、γ射線透照范圍、管子透照允許的最小透照厚度等，參照J(rèn)B/T4730.2-2005第4.2條的規(guī)定。②像質(zhì)計的選用參照J(rèn)B/T4730.2-2005第3.6條、第4.11.3條和4.7條的規(guī)定。③膠片和增感屏a膠片選用：參照J(rèn)B/T4730.2-2005第3.2條的規(guī)定。b增感屏：參照J(rèn)B/T4730.2-2005第3.5條的規(guī)定。④“B”標(biāo)記“B”標(biāo)記的用途、尺寸、放置及鑒別底片質(zhì)量等，可參照J(rèn)B/T4730.2-2005第4.6條的規(guī)定。⑤識別系統(tǒng)定位標(biāo)記、識別標(biāo)記等參照J(rèn)B/T4730.2-2005第4.8條和本單位具體情況而定。⑥觀片燈和評片室參照J(rèn)B/T4730.2-2005第3.4條和第4.10條的規(guī)定。⑦黑度計和標(biāo)準(zhǔn)黑度片列出本單位黑度計型號，其精度應(yīng)小于或等于0.05，標(biāo)準(zhǔn)黑度片的檢定應(yīng)符合JB/T4730.2-2005附錄B的規(guī)定。⑧顯影劑應(yīng)符合膠片廠使用說明書要求。⑹受檢表面的制備和檢測時機參照J(rèn)B/T4730.2-2005第3.7條的規(guī)定編寫。⑺檢測技術(shù)①幾何條件幾何條件的選取應(yīng)同時滿足幾何不清晰度（Ug）和K值要求。對于環(huán)縫內(nèi)透照時，一般都能滿足K值的要求，需要重點考慮滿足Ug要求，環(huán)縫外透照時應(yīng)重點考慮滿足該檢測技術(shù)等級的K值要求。參照J(rèn)B/T4730.2-2005第4.1.3條和4.3條的規(guī)定。②透照方式a單壁透照（包括縱縫透照、中心透照、環(huán)縫單壁內(nèi)透照和環(huán)縫單壁外透照等）；b雙壁單影透照；c雙壁雙影透照。每種透照方式應(yīng)考慮的內(nèi)容包括：A射線能量的選擇；B如何選擇膠片、像質(zhì)計以及標(biāo)記的放置；c搭接標(biāo)記的擺放位置；參照J(rèn)B/T4730.2-2005附錄Gd像質(zhì)計的選用、數(shù)量和擺放放置；e一次透照長度和透照片數(shù)的選擇（計算或查圖表）；f焦距和膠片尺寸的選擇、散射線的屏蔽等。③曝光條件按JB/T4730.2-2005第4.4條和第4.5條編寫。⑻暗室處理①膠片的裁切、裝暗袋和保管參照教材及相關(guān)內(nèi)容編寫。②暗室處理暗室處理的參數(shù)和要求可根據(jù)膠片說明書和實踐編寫；自動洗片機沖洗參數(shù)和要求可相應(yīng)洗片機使用說明書編寫。⑼底片的評定①評片者的資格需持有Ⅱ級或Ⅲ級射線檢測資格人員。②底片質(zhì)量參照J(rèn)B/T4730.2-2005第4.11條的規(guī)定編寫。⑽質(zhì)量分級參照J(rèn)B/T4730.2-2005第5章的規(guī)定編寫。⑾記錄、報告和資料保管參照J(rèn)B/T4730.2-2005第7章。專用工藝卡內(nèi)容及編制1.專用工藝卡的主要內(nèi)容射線檢測工藝卡是指以表卡形式制定的，針對某一具體檢測對象進(jìn)行射線檢測時，根據(jù)通用工藝和設(shè)計文件規(guī)定出具體參數(shù)和技術(shù)措施的工藝文件。工藝卡的適用對象是可以是某一具體產(chǎn)品，也可以是產(chǎn)品上的某一部件，或者是部件上的某一具體結(jié)構(gòu)。射線檢測工藝卡一般包括以下內(nèi)容：⑴工藝卡編號；⑵產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品編號、設(shè)備類別、規(guī)格尺寸、材料編號、材質(zhì)、熱處理狀態(tài)及表面狀態(tài)等；⑶設(shè)備與器材：射線機種類、型號、檢測附件和檢測材料；⑷工藝參數(shù)：檢測方法、檢測比例、檢測部位等；⑸技術(shù)要求：執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)級別和驗收級別；⑹檢測程序；⑺檢測部位圖；⑻編制人（級別）和審核人（級別）；⑼制定日期。標(biāo)清焊縫類別及焊縫編號；標(biāo)清焊縫的長度；小徑管的規(guī)格參數(shù)；安全技術(shù)規(guī)范和制造標(biāo)準(zhǔn)要求必須透照的部位（如焊縫交叉部位、1.5倍開孔包容焊縫等）。2.焊縫射線檢測工藝卡表樣在滿足安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的前提下，射線檢測工藝卡的格式可根據(jù)本單位的實際情況編制，下面給出了壓力容器制造單位常用的典型工藝卡格式，并以常見產(chǎn)品儲罐（Di1200*2500*10mm）為例介紹一次透照長度和拍片數(shù)量的選擇方法，可供大家參考借鑒。A1縱縫：L=1800mm,T=10mm,f=F-b=600-14=586求：L3和N解：L3≤f/2=293mm取L3=260mmN=L/L3=1800/260=7(片)A2縱縫：L=280mm,T=8mm,f=F-b=600-12=588求：L3=f/2=294mm取280N=280/280=1B1，B2，中心透照：L=(1200+20)π=3831L3=256求：N=3831/256=15射線檢測工藝卡工藝卡編號：2011-01共頁第頁工件產(chǎn)品名稱儲罐產(chǎn)品(制造)編號07-01材料牌號16MnR規(guī)格Di1200*2500*10mm器材源種類X□Ir192□Co60設(shè)備型號XXQ25005/2005焦點尺寸2.0*2.0/1.0*3.5mm膠片牌號AGFAC7增感方式Pb□Fe前屏0.03mm后屏膠片規(guī)格360*80/300*80/240*80屏蔽方式必要時配備鉛板沖洗方式□自動手工顯影液配方膠片廠家配方顯影條件時間4~8min溫度18~21檢測工藝參數(shù)焊縫編號A1A2B1,B2B1，B2B3B4B5B1，B2板厚mm108101088810象質(zhì)計型號Fe10/16Fe10/16Fe10/16Fe10/16Fe10/16Fe10/16Fe-13Fe10/16透照方式單壁透照單壁透照中心透照單壁外透中心透照雙壁單影垂直雙壁單影f(焦距)mm（600）（600）（612）（600）（235）（600）（600）（1370）能量KV130110140130120160170200管電流mA55555555曝光時間min222.120.23221應(yīng)識別絲號131313131313F13F12F焊縫長度m23831*214638572803831*226028025625624417194256*3拍片數(shù)量片7115*215*265315*2合格級別ⅡⅡⅡⅡⅡⅡⅡⅡ檢測比例%100100100100100100100100技術(shù)要求1.檢測標(biāo)準(zhǔn)：JB/T4730.2-2005100%檢測2.射線檢測技術(shù)等級：AB級3.底片黑度范圍D：2.0~4.01-54.本工藝卡未規(guī)定事宜，按GY-RT001執(zhí)行。1-55.補充說明：1-151-1-151-15B1B2A2B3B511-5A2B32801-3(1800)A11-7280Di=1200Di=120010B410B41-51-5SHAPE編制人（資格）：年月日日審核人（資格）：年月日日B1，B2，單壁外透：L=(1200+20)π=3831T=10,D0=1220,f=F-b=600-14=586因為D0/T＞＞30θ=24.62η=12.16α=24.62-12.16N=180/α=14.7取N=15L3=πD0/N=256mmΔL=1T=10L3’=πDi/N=1200πLeff=251.3+10=261.3已知：D0=Di+2T=466L=D0π=1463L3=244N=D0π/L3=1463/244=6F=（450+16+4）/2=2351/6002=X/2352，X=0.15已知：B4（雙壁單影）F=600,K=1.2,D0=273θ=cos-11/1.2=33.56η=sin-1D0sinθ/(2F-D0)=9.37N=180/α=180/(33.56+9.37)=4.19取N=5B1（雙壁單影）F=1220+150=1370N=180/(θ+η)=180/(24.62+19.5)=4.07取N=5L3=πD0/N=766.5一次照三片，共照5次查表法做工藝卡：B1,B2T/D0=10/1220=0.008D0/f=1220/586=2.08取：N=15雙壁單影方式透照：T/D0=0.01D0/f=1220/（1220+150）=0.89?。篘=5(照5次，每次3片)B4T/D0=8/273=0.03D0/F=273/600=0.46?。篘=53.焊縫射線檢測工藝卡填寫說明（1）份數(shù)本工藝卡應(yīng)一式兩份，一份保留在探傷組，另一份交檢測人員使用。其中一份應(yīng)隨檢測資料和底片的檔案中一起存檔。（2）填寫eq\o\ac(○,1)工藝卡編號可根據(jù)本單位質(zhì)量管理文件的要求來填寫，一般由年份和流水順序號組成。eq\o\ac(○,2)工件部分a材料編號：指主體材料編號，如使用兩種材料時，應(yīng)分別填寫。b規(guī)格：一般指殼體規(guī)格，表示方法為直徑*長度*壁厚。可按圖樣規(guī)格欄的尺寸填寫。eq\o\ac(○,3)器材部分a屏蔽方式：按計劃選用的方法填寫。b顯影液配方、顯影時間、顯影溫度：顯影液配方指準(zhǔn)備采用的顯影液配方，一般按膠片廠提供提供的配方，可填寫“按膠片廠配方”。顯影時間、顯影溫度按采用的曝光曲線規(guī)定的參數(shù)；自動沖洗按說明書填寫。eq\o\ac(○,4)檢測工藝參數(shù)a焊縫編號：是指被檢焊縫的編號，按照統(tǒng)一的焊縫布置圖上的編號。一般檢測工藝參數(shù)相同的同類焊縫的編號填在一欄內(nèi)。例：“B1～B4”，即代表4b像質(zhì)計型號：一般按照像質(zhì)計編號填寫，如Fe-10/16、Fe-6/12和Fe1/7。對外徑≤100mm的管子對接焊縫可使用等絲像質(zhì)計，如Fe-12、Fe-13……c透照方式：為針對該焊縫計劃采用的透照方式，縱縫可直接填寫單壁透照，對于環(huán)焊縫可根據(jù)選用的透照方式填寫為單壁外透照、中心透照、偏心內(nèi)透照（F>R或F<R）、雙壁單影和雙壁雙影等。df（焦距）：為選取的f或者焦距長度，加括弧的數(shù)值表示焦距，不加括弧的數(shù)值為f（焦點至透照部位表面的距離）。e能量Kv、管電流（活度）、曝光時間：應(yīng)從該設(shè)備的曝光曲線上查得。使用X射線機時能量用管電壓Kv表示。源的活度值應(yīng)加括弧，對于球罐等大型容器一般用曝光量表示，例如200Ci·h。此時可將“曝光時間”欄改為“曝光量Ci·h”或“Ci·min”。f應(yīng)識別絲號：指按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)該達(dá)到的最低像質(zhì)計絲號。像質(zhì)計置于膠片側(cè)時應(yīng)加“F”字母。g焊縫長度：指被透照的一條焊縫長度，當(dāng)幾條焊縫長度相同時，可在長度后標(biāo)注條數(shù)。例如“1200*5”，表示5條1200mmh一次透照長度：指在分段檢測時，保證滿足K值要求的情況下求得的一次曝光所檢測的焊縫長度，用L3表示。實際選用時應(yīng)△L、膠片側(cè)等分長度和膠片的長度而定。100%檢測時，可根據(jù)透照次數(shù)將焊縫長度等分。采用中心曝光時，應(yīng)填寫兩搭接標(biāo)記之間的焊縫長度。雙壁雙影透照時，如透照兩次，一次透照長度是管子周長之半；如透照三次，則為管子周長的1/3。i拍片數(shù)量：指被透照焊縫應(yīng)拍的片子數(shù)，同類型的焊縫，可在拍片數(shù)后加上條數(shù)表示。例如“13*5”，即表示共有5條焊縫，每條焊縫拍片13張eq\o\ac(○,5)合格級別指設(shè)計圖樣規(guī)定的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的最低合格級別。eq\o\ac(○,6)檢測比例指設(shè)計圖樣要求的檢測比例。如為局部檢測應(yīng)根據(jù)要求填寫相應(yīng)的百分比。eq\o\ac(○,7)技術(shù)要求a對于局部檢測的焊縫，安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定必檢部位可在此欄內(nèi)說明。b射線檢測工藝規(guī)程：指編寫工藝卡所依據(jù)的射線檢測工藝規(guī)程的代號。eq\o\ac(○,8)透照部位示意圖用圖示方法表示被檢設(shè)備上需要射線檢測的焊縫編號、分布、尺寸、拍片數(shù)量。a一般采用主視圖，，對于球罐等大型設(shè)備應(yīng)采用展開圖。在圖上必須標(biāo)明焊縫編號、拍片數(shù)量、必檢部位及拍片編號（即底片編號）等。該欄目位置不夠時可加附圖。b必要時應(yīng)畫出某種類焊縫透照布置圖。eq\o\ac(○,9)編制人和審核人欄編制人應(yīng)至少具有本射線檢測Ⅱ級資格。審核人應(yīng)為檢測責(zé)任師。編制人和審核人應(yīng)簽字或蓋章，并填寫簽字日期。4.6.2典型對接焊接接頭射線檢測工藝卡編制范例【示例1】浮頭式換熱器管箱組件的射線檢測工藝卡產(chǎn)品編號201101浮頭式換熱器管箱組件(圖4-25)的射線檢測工藝卡的編制。產(chǎn)品的概貌及檢測要求(1)由焊接工藝規(guī)程查得:需射線檢測的焊縫編號為A1、B1～B4，焊縫B1處的筒體外側(cè)削薄至20mm,采用全雙面焊。(2)由下料排版圖知,筒體長度700mm,筒體上有一條縱縫。(3)由圖樣知:管箱的內(nèi)徑為1100mm。環(huán)焊縫B3和B4所在的兩個接管規(guī)格為φ273×9mm,接管位于筒節(jié)長度方向的中心部位。封頭無拼接焊縫,壁厚20mm。筒節(jié)厚度26mm(材料Q345R),右側(cè)為長頸設(shè)備檢測要求:設(shè)計圖樣規(guī)定,該設(shè)備部件的制造和驗收應(yīng)滿足GB150和《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的要求：執(zhí)行JB/T4730.2-2005標(biāo)準(zhǔn)，A、B類對接接頭的射線檢測技術(shù)級別AB級，檢測比例≥20%,合格級別不低于Ⅲ級。圖4-25浮頭式換熱器管箱組件檢測條件(1)射線機：XXQ-2505(定向，焦點尺寸2.Omm×2.Omm)；XXH-2505(平靶周向，焦點尺寸為1.Omm×2.4mm(2)膠片:AgfaC7,規(guī)格300mm×80mm。(3)沖洗方式:手工。顯影條件:顯影時間4～8min,顯影溫度18～22(4)曝光規(guī)范（兩臺射線機相同）:由曝光曲線可知,F=600mm,曝光量15mA·min時,kV=5TA+80,其中TA=W+余高。檢測工藝參數(shù)的確定1、透照方式、應(yīng)識別像質(zhì)計絲號和像質(zhì)計型號的確定(1)透照方式:A1、B1采用單壁外透照；B2環(huán)縫采用中心透照；B3和B4采用雙壁單影透照。(2)按透照厚度W來確定應(yīng)識別像質(zhì)計絲號和像質(zhì)計型號（見表4-5）。表4-5201101產(chǎn)品的像質(zhì)計靈敏度焊縫長度和焦距的確定(1)焊縫長度:B1：π(1100+40)=3581(mm)B2為：π(1100+52)=3619(mm)B3和B4：π273×2=857×2=1714(mm)（2）射線源至工件表面最小距離fmin的計算：根據(jù)JB/T4730.2-2005第4.3條，AB級的fmin≥10×d×b2/3（fmin也可查諾模圖求得）則：A1焊縫：fmin≥10×2×(26+4)2/3=194.1(mm)；B1焊縫：fmin≥10×2×(20+4)2/3=166.4(mm)；B3、B4焊縫：fmin≥10×2×(9+2)2/3=98.9(mm)(3)確定焦距：焊縫B1、B3和B4焦距均選用600mm；焊縫B2：焦距選用（1100+52+4）/2=578（mm）一次透照長度L3和每條焊縫最少的透照片數(shù)N0.2(1)A1焊縫按公式計算：已知:f=600-(26+4)=570mm,L=700mm。L3≤f/2=570/2=285(mm),取L3=250mm。N0.2=(L/L3)·20%=0.56(張),取N=1(張)。(2)B1焊縫的N0.2和L3。用查圖表法已知:D0=Di+2T=1100+40=1140mm,T=20mmT/D0=20/1140=0.018D0/F=1140/600=1.9查JB/T4730.2-2005附錄D圖D.3可知拍片數(shù)量N為15張N0.2=N·20%=3(張)。L3=πD0/N=1140×3.14/15=238(mm)(3)B2焊縫的計算因采用中心透照法，此時K=1,N=1。根據(jù)題中給出的膠片規(guī)格，取L3=250(mm)則N=πD0/250=14.48(張)N0.2=N·20%=2.89(張),取N0.2=3(片)。（4)B3和B4焊縫的計算用查圖表法已知:D0=273mm,F=600mm,T=9mmT/D0=9/273=0.033D0/F=273/600=0.455查JB/T4730.2-2005附錄D圖D.6可知拍片數(shù)量N為5張（選K=1.2）N0.2=N·20%=1(張)。L3=πD0/N=273×3.14/5=171(mm)開孔兩側(cè)B1和B2焊縫的計算根據(jù)題給條件，B1和B2均被1.5倍開孔直徑為半徑的圓所覆蓋,屬必檢范圍,做如下計算：①將開孔處展開（如圖4-26a）。AB=2A0=2*(409.52-3502)*1/2=2×212.6(mm)。②弧ＡＢ為B1縫開孔處必檢的弧長,,如圖4-26b所示。?。粒?2R1π2α1/360=2×570×3.14×2×arcsin(212.6/570)/360=435.7(mm)?。痢洌隆錇锽2縫開孔處必檢弧長圖4-26c?。痢洌隆?2R2π·2α2/360=2×576×3.14×2×arcsin(212.6/576)/360=435.5(mm)由此可見,B1和B2焊縫在每一開孔覆蓋處均應(yīng)加拍2片,也就是B1和B2每條焊縫應(yīng)照5張片。4、曝光規(guī)范的確定按檢測條件（4）確定：B1縫：由曝光曲線可查,F=600mm,曝光量15mA·min時,kV=5TA+80=5*（20+4）+80=200；B3和B4縫：由曝光曲線可查,F=600mm,曝光量15mA·min時,kV=5