射線照相效果影響研究
相關(guān)鏈接： 中國安全網(wǎng) 中國質(zhì)量網(wǎng) 中國論文網(wǎng) 中國資訊網(wǎng)
論文導(dǎo)讀：評價射線照相最重要的指標是射線照相靈敏度。即射線能量的選擇。只要暗室處理得當。盡管射線透照工藝掌握的十全十美。
關(guān)鍵詞：射線照相靈敏度,射線透照工藝,射線能量,暗室處理,膠片的顯影
對材料性能的無損評價是當前熱點，也是無損評價的基本任務(wù)。它所依據(jù)的事實是材料的機械性能是由晶體結(jié)構(gòu)、形態(tài)等內(nèi)在因素決定的。通過對材料進行X射線照相后對影象進行分析得到對材料的評價，它包括以下幾個方面。
1射線照相靈敏度的影響因素
評價射線照相最重要的指標是射線照相靈敏度。所謂射線照相靈敏度從定量方面說，是指在射線底片上可以觀察到的最小缺陷尺寸或最小細節(jié)尺寸；從定性方面來說，是指發(fā)現(xiàn)和識別細小影象的難易程度。實際工件中，常用與被檢工件或焊縫厚度有一定百分比關(guān)系的人工結(jié)構(gòu)即像質(zhì)計作為底片影象質(zhì)量的監(jiān)測工具。
射線照相靈敏度是射線照相對比度(小缺陷或細節(jié)與其周圍背景的黑度差)，不清晰度(影象輪廓邊緣黑度過渡區(qū)的寬度)，顆粒度(影象黑度的不均勻程度)三大要素的綜合效果，可歸納為表１.１。
表1.1 射線照相靈敏度的影響因素
射線照相對比度ΔD  |
射線照相不清晰度U  |
射線照相顆粒度Gr |
||
主因?qū)Ρ榷? |
膠片對比度 |
幾何不清晰度  |
固有不清晰度  |
|
| 取決于： a.由缺陷造成的透照厚度差ΔT(缺陷高度、形狀、透照方向) b.射線的質(zhì)μ(或γ，kvp，Mev) c.散射比n(n=Is/Ip) | 取決于： a.膠片類型γ(或梯度G) b.顯影條件(配方、時間、活度、溫度、攪動) c.底片黑度D(γ∝D) | 取決于： a.焦點尺寸df b.焦點至工件表面距離L1 c.工件表面至膠片距離L2 | 取決于： a.射線的質(zhì)μ(或γ，kvp，Mev) b.增感屏種類(Pb、Au、Sb) c.屏與片貼緊程度 | 取決于： a.膠片類型Gf b.射線的質(zhì)μ(或γ，kvp，Mev) c.顯影條件(配方、時間、溫度 |
2 射線透照工藝的四要素
在同一物質(zhì)條件下，不同的人所得到的射線底片質(zhì)量很可能是不同的，這里涉及到技術(shù)問題，即射線能量的選擇，曝光量的選取，焦距的選用和散射線的預(yù)防等四要素的配合運用。從理論上學(xué)通、弄懂這四要素的邏輯關(guān)系，分明主次，合理取舍，并在實際操作中認真貫徹，只要暗室處理得當，一定會透照出高質(zhì)量的射線底片。
2.1射線能量的選擇
透照工件時選擇射線能量即管電壓的原則是：在保證工件被穿透的條件下應(yīng)盡量選擇低的管電壓，這樣可以提高底片對比度，從而提高射線檢驗的靈敏度。
2.1曝光量的選取
X射線曝光量的定義是：X射線管的管電流與曝光時間的乘積。曝光量的選取原則是：在可能條件下，盡量選用大的管電流和短的曝光時間。這是因為選用盡量大的管電流可以充分發(fā)揮X射線機的效率，從而提高工作效率并減少散射線的作用時間，對提高底片的清晰度也是有利的。
2.3焦距的選用
2.3.1按射線機的焦點尺寸：如果使用的射源焦點極大，可選用較大焦距。
2.3.2按源的射線強度和膠片感光度：如果使用的X射線機管電流較大，或選用的X射線膠片感光度也較大，可選用較大的焦距。
2.3.3按被檢工件數(shù)量、形狀和尺寸：若每次透照零件的形狀和尺寸相同，且數(shù)量較多時，可選用較大焦距以增大透照場面積；在分段透照管材時，為盡量減少沿工件圓周方向的分段次數(shù)，可適當提高焦距以增大每次透照的有效長度。
總之，選用焦距時應(yīng)滿足最小焦距要求(依據(jù)諾模圖確定)，至于采用的最大焦距應(yīng)根據(jù)工作中的具體情況進行綜合分析，以滿足靈敏度要求為原則。
2.4散射線的預(yù)防
散射線主要有兩個特性：一是輻射方向不定，二是射線能量低。由于散射線的輻射方向不定，使底片清晰度下降，從而降低了射線檢驗的靈敏度。此外，由于散射線能量低，因而更容易被膠片吸收，增加其危害程度。
2.4.1采用鉛制光闌限制一次射線的輻射范圍。
2.4.2將濾波板置于X射線管防護套的窗口上，吸收部分無用的軟射線。
2.4.3被透工件上不需曝光的部位用鉛板遮蔽起來，可屏蔽來自前方或側(cè)面的射線。
2.4.4為防止背散射，可加厚鉛增感屏的后屏厚度，或在膠片后面墊以厚為1～4mm的鉛板。
3 暗室處理的討論 [1]
暗室處理過程是射線檢驗工作中的重要環(huán)節(jié)，盡管射線透照工藝掌握的十全十美，并在曝光膠片上留下了理想的工作潛影，可是由于暗室處理的條件很差或工藝失誤，往往造成前功盡棄，因此射線檢驗工作的暗室處理與工件的透照同等重要。
3.1膠片的顯影：顯影作用的實質(zhì)是用還原劑(顯影劑)把曝光的溴化銀還原成金屬銀，即把不可見的潛影變成可見的影象。影響膠片顯影質(zhì)量的因素包括：
3.1.1顯影時間：一般正常顯影時間控制在4～6分鐘，過分延長顯影時間，還原的金屬銀過多，影象黑度過大，同時，也使未曝光的溴化銀起作用而增加灰霧，并使影象銀粒變粗，從而降低底片的清晰度。顯影時間過短，可導(dǎo)致底片黑度過低或底片反差過小。
3.1.2顯影溫度：顯影液溫度一般控制在18～20℃范圍，溫度過高不僅會使影象過黑，反差過大，灰霧增高，銀粒變粗，并且由于膠片乳劑膜過于膨脹，在顯影操作中容易劃傷膠片。溫度過低，會使底片黑度不足或反差過低。
3.1.3顯影液的濃度：顯影液在使用一段時間后，濃度變淡，其變淡程度與顯影膠片的數(shù)量和黑度成正比。膠片經(jīng)濃度變淡的顯影液顯影后，除了需延長顯影時間外，所得影象的反差降低或黑度過低。
3.2膠片的停影：停影的作用是防止顯影過度或反差不均，并可延長定影液的使用壽命。停影液最好用PH值為3～5的酸性溶液，也可用清水代替，時間約1分鐘即可。
3.3膠片的定影：定影的作用就是將經(jīng)過顯影的膠片中未感光，也沒有還原成金屬銀的鹵化銀溶解掉，使底片呈現(xiàn)透明狀態(tài)，同時將經(jīng)過顯影的影象固定下來，便于觀察和長期保存。論文檢測。定影過程的操作須注意以下幾點：
3.3.1定影液溫度控制：定影過程是一種化學(xué)反應(yīng)過程，受溫度影響較大。定影溫度越高，定影速度越快，但乳劑吸水膨脹也越厲害，在操作中容易產(chǎn)生劃傷和脫膜現(xiàn)象，而且溫度若高于29℃時，定影液便開始分解和沉淀。因此定影液的溫度不宜過高，一般控制在16～24℃為宜，最好與顯影液溫度相近。
3.3.2定影的時間控制：定影所需的時間決定于鹵化銀的成分、晶體的大小、藥膜的厚度、定影液的配方和溫度。為了確保定影過程的圓滿完成，必須適當?shù)匮娱L定影時間，這是為了使乳劑中大部分銀的絡(luò)合物擴散到定影液中，因為如果含銀量太高，則銀的絡(luò)合物不容易被隨后的水洗去除。為此，整個定影時間至少為達到底片透明所需時間的兩倍，但在較新鮮的定影液中，定影時間不得超過15分鐘，經(jīng)常移動膠片，可以縮短定影時間。
3.3.3定影液的使用壽命：定影液常常要給以補充，為提高定影液的使用壽命，膠片顯影后最好經(jīng)過停影處理，以防止把顯影液直接帶入定影液中，降低其壽命。若將顯影后的膠片直接置入定影液中，這時顯影和定影同時進行，就會產(chǎn)生極微細的銀粒所組成的兩色灰霧，這種灰霧在反射光中呈黃綠色，而在透射光中呈粉紅色。
3.4底片的水洗：水洗的目的就是為了延長影象的保存時間。水洗溫度一般控制在16～22℃較好。低于16℃沖洗過程很緩慢，但水洗溫度過高，雖然擴散作用快，可縮短水洗時間，但易于使底片膨脹而劃傷，甚至脫膜。論文檢測。
3.5底片的干燥：干燥加工的目的是排除底片乳劑膜中的大量水分而不影響影象。在開始干燥以前，最好先除去乳劑表面的水分，也可對底片進行潤濕處理，這樣可以避免底片產(chǎn)生水跡而影響觀察。為此，將底片浸入洗滌劑水溶液中約30秒，使水均勻地從底片表面流下，既避免產(chǎn)生水跡又可縮短底片干燥時間。干燥方法可以采用自然風(fēng)干也可使用烘干機快速干燥。
4其他
4.1焦距與靈敏度的關(guān)系比較復(fù)雜。提高焦距有有利的一面，也有不利的一面，如：提高焦距可以減小幾何不清晰度，可以縮小工件沿射線方向的厚度變化，但卻增加了散射線對膠片的作用時間，并降低了工作效率。所以，選用焦距時除應(yīng)滿足最小焦距要求外，至于采用的最大焦距應(yīng)根據(jù)工作中的具體情況進行綜合分析。在此必須指出，為采用較大焦距，用提高管電壓的辦法來彌補曝光時間的增加，這種作法是錯誤的，會嚴重降低靈敏度。
4.2簡單而準確地評定射線照相影象質(zhì)量，是實際射線照相工作的重要問題�，F(xiàn)在采用像質(zhì)計綜合評定射線照相影象的質(zhì)量，即以其影象的可識別性綜合評定圖象的對比度、清晰度和顆粒度。目前廣泛使用的絲型像質(zhì)計存在的主要問題是 [20] ：
4.2.1從像質(zhì)計得到的射線照相靈敏度值對射線照相技術(shù)因素的變化不夠靈敏。
4.2.2同一級別技術(shù)，對不同透照厚度得到的相對靈敏度值不同。
70年代國外曾集中研究過這個問題，希望提出新的像質(zhì)計設(shè)計形式。80年代以后，英國標準增加了雙絲型像質(zhì)計，用以測定圖象的不清晰度。原西德標準曾提出了像質(zhì)指數(shù)概念，即
式中d—圖象中可識別的最小絲徑尺寸mm
從此式得到的像質(zhì)指數(shù)值也僅僅是絲的編號。至今，像質(zhì)計存在的問題，在本質(zhì)上或形式上都未得到解決。
4.3使用的金屬增感屏要與膠片緊密貼合，且表面要清潔，金屬箔不應(yīng)有折痕、破損和劃傷，否則將在底片上造成假缺陷。
4.4曝光曲線是選擇射線透照時曝光參數(shù)的依據(jù)，但在實際生產(chǎn)工作中完全依照曝光曲線選參數(shù)并不合理，也不現(xiàn)實，此時就要視具體情況做出相應(yīng)的調(diào)整，以提高底片靈敏度和工作效率。
最后需要注意的是，僅把無損評價和材料的機械性能聯(lián)系起來是不夠的，同時還應(yīng)該與決定機械性能的微觀因子相結(jié)合。論文檢測。即需要建立能將無損評價、微觀結(jié)構(gòu)和破壞性實驗聯(lián)系起來的模型和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。
參考文獻：
1.孫萬鈴，潘炳勛，楊新榮，射線檢驗，國防工業(yè)出版社，1989，205—208
2.鄭世才，射線檢測技術(shù)發(fā)展的簡要評述，無損檢測，1996，18(1),1—5
