射线检测技术6-5 工艺参数选择

射线能量选择原则
• 保证穿透能力条件下选用较低的能量。 • 透照电压不能高于允许的最高透照电压， 防止管电压过高产生较大的固有不清晰度 。
最高管电压
4. 曝光量
• 曝光量：射线强度与照射时间的乘积。 E it X射线机 射线机 E At • 影响：底片黑度、影像对比度、颗粒度及 信噪比，可记录的最小细节尺寸。
高灵敏度法 可透最大厚度(mm) 10 15 25 40 75 125 200 300 325
低灵敏度法 可透最大厚度(mm) 25 50 75 90 110 160 250 350 450
常用射线源可透照的钢厚度范围
源种类 Se75 Ir192 Cs137 Co60
高灵敏度法(mm) 14-40 20-90 30-100 60-150
低灵敏度法(mm) 5-50 10-100 20-120 30-200
选用较高能量的影响
• 线衰减系数减小 • 散射比n减小 • 对比度降低 • 胶片固有不清晰度增大，总的不清晰度增大 • 底片颗粒度增大，灵敏度降低 • 透照厚度宽容度较大
选用较低能量的影响
• 影响射线穿透力，底片黑度不足，灰雾增大 • 线衰减系数增大 • 对比度增大 • 透照厚度宽容度小
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平方反比定律
•
2 TA T0 T1 (T2 T1 ) 3
• 上式也可作为变截面工件透照时选择透照厚度时 的参考。
2. 焦距
• 考虑因素
几何不清晰度 工件几何形状 透照方式 焦距大，几何不清晰度小，曝光时间长。 焦距必须满足射线照相对几何不清晰度的规定 焦距应给出射线强度比较均匀的透照区
6.5 透照工艺参数
主要工艺参数
• 透照厚度 • 焦距F • 射线源、射线能量(或管电压)V • 曝光量E 采用较低V，较大的F，较大的E，可以得 到更好质量的射线照片。
1.透照厚度
• 透照厚度：射线穿过工件的路径长度
• 在实际检测中通常是根据曝光曲线来确定主要的 透照参数，而曝光曲线的横坐标是工件的透照厚 度。因此在确定其它透照参数前，必须先知道并 合理选择透照的厚度，它决定了实际透照管电压 、曝光量、像质指数的选取，还与透照厚度比、 有效透照区等有关。
最小焦距的其他选择方法
• R．Halmshaw基于射线照相基本理论和长期的 工业应用实践经验，提出最小焦距的选择应按所 需要的射线照相质量等级，根据几何不清晰度许 用值与固有不清晰度的关系，分以下三种情况:
3. 射线源、射线能量
• 射线对被检工件有足够的穿透力。 对X射线，穿透力取决于管电压。管电压越 高射线的线质越硬，在试件中的衰减系数 越小，穿透厚度越大。
曝光量的推荐值
JB/T4730-2005 推荐使用的曝光量(焦距 700mm) 技术级别 高灵敏度 中等灵敏度 低灵敏度 胶片类型 T1 或 T2 T3 T4 曝光量(mA.min) 20 15 15
互易律
• 决定光化学反应产物质量的条件只与总曝光量相 关，即取决于辐射强度和时间的乘积，而与这两 个因素的单独作用无关。即底片黑度只与总的曝 光量相关，而与辐射强度和时间单独作用无关。 • 成立条件：铅箔增感或无增感 • 荧光增感时，互易律失效。如果 I 和 t 发生变化 尽管乘积不变，底片的黑度仍会改变。此现象称 为互易律失效。 • 意义：互易律给出了在底片黑度不变的前提下， 射线强度与曝光时间相互变化的关系。
AB级
B级
U g (1/ 10)T 1/ 3
U g (1/ 15)T 1/ 3
f 15d T
2/3
F f T 实质：限制了焦距最小值。
诺模图-查找焦距的最小值。
诺模图
• 先在d线、T线上分别找到所使用射线源的焦点尺 寸和透照厚度的对应点。 • 用直尺连接这二点。 • 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。 • 则 Fmin=f+T • 以上根据几何不清晰度的要求确定的Fmin，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。 实际选用的焦距总是要大于上面确定的焦距最小 值。
平板焊缝透照厚度确定
单面焊
双面焊
有垫板透照
平板焊缝透照厚度确定
变截面透照
角焊缝透照
平板焊缝透照厚度确定
环焊缝透照厚度
射线源在工件圆中心透照
射线源在工件一侧垂直透照
环焊缝透照厚度
射线源在工件一侧偏移透照
射线源在工件一侧偏移透照
环焊缝透照厚度
透照厚度的特殊考虑
• 美国ASTM 标准常要求底片黑度满足D0-0.15D0与 D0+0.30D0之间。其中D0是像质计所在处的黑度。根据此 规定，从胶片感光特性曲线和曝光曲线的函数关系，可对 厚度为T1～T2的变截面(存在厚度差）工件，导出D0处对 应的透照厚度T，并作为确定透照电压的透照厚度
曝光量
• 底片的黑度取决于胶片感光乳剂吸收的射线量， 在其它条件一定时(工件、相对位置、胶片和增感 屏、射线源)，底片黑度与曝光量有很好的对应关 系，因此控制曝光量控制底片黑度。
0.434 G T D 对比度 D 1 n
GD是胶片材性曲线的梯度，受曝光量影响 颗粒度：除了与胶片特性有关外，还与曝光量有 关。随着曝光量的增加，影像黑度与背景黑度不 均匀之比不断增大。E须达到一定的大小，才能 保证小的细节的影像的可检出性。曝光量应不低 于某一最小值。
dT Ug F T
焦距
dT d Fmin T 1 Ug U F T g
JB/T4730-2005规定
技术等级 A级 透照距离 f
U g值
U g (2 / 15)T 1/ 3
f 7.5d T 2 / 3
f 10d T 2 / 3
对于r射线，穿透力取决于射源的种类。
• X射线机 管电压
• r射线机
平均能量或等效能量
工业X射线设备可透照的钢的最大厚度
射线能量 100KV X 射线 150KV X 射线 200KV X 射线 300KV X 射线 400KV X 射线 1MV X 射线 2MV X 射线 8MV X 射线 30MV X 射线