射线检测技术及透照工艺分析

射线检测技术及透照工艺分析

胡晶

镇海石化建安工程股份有限公司   浙江宁波 315207 

摘要：射线检测技术作为五大常规无损检测方法之一，在工业领域应用广泛。本文详细分析了射线检测的基本原理、种类以及透照工艺的关键环节，并通过具体数据展示了Se75γ射线源的透照工艺参数及其计算过程。研究指出，透照工艺的选择和参数的设定直接影响检测结果的准确性和可靠性。通过对Se75γ射线源透照工艺的分析和试验，发现合理选择透照参数、优化散射控制、提高底片对比度等措施可以有效提高射线照相灵敏度。本文还探讨了影响射线照相灵敏度的多个因素，并提出了相应的改进措施。最后，强调了射线检测对人体和环境的影响，需采取必要防护措施确保安全。

关键词：射线检测技术，透照工艺，Se75γ射线源，曝光时间，射线照相灵敏度

射线检测技术作为五大常规无损检测方法之一，在工业领域具有广泛的应用。本文将从射线检测的基本原理、检测种类、透照工艺及其影响因素等多个方面进行详细分析，并通过具体的数据表格来展示Se75γ射线源的透照工艺参数及其计算过程。

1.射线检测技术概述

射线检测技术，又称为Radiographic Testing（RT），主要利用X射线、γ射线等电磁波的穿透能力来检测物体内部的缺陷。这些射线能够穿透可见光无法穿透的物质，并在穿透过程中与物质发生复杂的物理和化学作用，从而改变射线的强度。当射线穿透含有缺陷的工件时，由于缺陷部位对射线的衰减作用不同于无缺陷部位，导致透射射线的强度发生变化，通过检测透射射线的强度变化，可以判断工件内部是否存在缺陷及其位置、大小。

2.射线检测的种类

射线检测按照使用射线的种类可以分为X射线检测、γ射线检测、β射线检测和α射线检测等。其中，X射线和γ射线在工业无损检测中应用最为广泛。

X射线检测：X射线与自然光一样，都是电磁波，但X射线的光量子能量远大于可见光，具有较强的穿透能力。X射线检测设备通常由X射线管、高压发生器、控制器、冷却系统以及暗室处理设备等组成。

γ射线检测：γ射线是原子核能级跃迁时释放出的射线，其穿透能力比X射线更强，且不需要额外的射线源设备，如放射源可以直接使用。但γ射线源的使用需要严格遵守辐射安全规定。

3. 透照工艺分析

透照工艺在射线检测中扮演着至关重要的角色，它不仅是检测过程的具体实施方法，更是确保检测结果准确性和可靠性的关键环节。透照工艺涵盖了射线透照过程中的方法、程序、技术参数和技术措施等多个方面，每一个细节都可能对最终的检测结果产生深远影响。

3.1 透照布置原则

透照布置是透照工艺的基础，它主要关注射线源、工件和胶片之间的相对位置关系。为了确保射线能够顺利穿透工件并被胶片准确记录，射线源与胶片通常被安排在工件的两侧。这样的布置不仅有利于射线的穿透，还能确保胶片能够捕捉到工件内部的缺陷信息。同时，为了进一步提高检测效果，胶片应尽量靠近工件，以缩短缺陷与胶片的距离。这样做的好处是可以降低几何不清晰度，并减小缺陷影像的畸变，从而使得检测结果更加准确可靠。

3.2 透照参数的选择

选择透照参数时，需要考虑被检工件的材质、厚度、缺陷类型以及检测要求等多个因素。射线能量是其中一个关键的参数，它在保证射线穿透力的前提下，应尽量选择较低的能量，以增大对比度并提高检测灵敏度。曝光时间也是一个重要的参数，它直接影响底片的黑度和对比度。过长的曝光时间会导致底片黑度过高，影响缺陷的识别；而过短的曝光时间则会导致底片黑度不足，无法清晰显示缺陷。因此，在选择曝光时间时，需要综合考虑多个因素，以确保获得最佳的检测结果。此外，焦距和透照厚度也是透照参数中不可忽视的部分。焦距的选择应确保射线束能够覆盖整个有效透照区，并尽量减小几何不清晰度；而透照厚度的确定则需要根据被检工件的实际情况进行，以确保射线能够穿透工件并记录下足够的信息。

3.3 透照方式的选择

不同的透照方式适用于不同形状、尺寸和缺陷类型的工件。常见的透照方式包括小径管环缝透照、直缝单壁透照、直缝双壁透照以及环缝内透（包括中心透照、内偏心法、外偏心法）等。在选择透照方式时，需要根据被检工件的具体特点和检测要求进行综合考虑，以确保选择最适合的透照方式并获得最佳的检测结果。

3.4 散射控制

散射是射线检测中不可避免的问题，它会对底片的对比度和清晰度产生不良影响。为了降低散射的影响，需要在透照过程中采取有效措施控制和屏蔽散射线。常用的散射屏蔽材料包括铅板、含铅橡胶等，它们能够有效地吸收和阻挡散射线，从而提高底片的对比度和清晰度。在实际操作中，需要根据具体情况选择合适的散射屏蔽材料，并确保其正确安装和使用，以获得最佳的散射控制效果。

4.Se75γ射线源透照工艺分析

Se75γ射线源是一种常用的放射性同位素源，具有热稳定性高、射线能量适中、适宜透照一定厚度范围内的钢铁工件等优点。以下是对Se75γ射线源透照工艺的具体分析。

4.1曝光时间计算

Se75γ射线源的曝光时间计算需要根据透照厚度、胶片类型、黑度要求等因素综合考虑。表1给出了Se75源透照厚度和曝光量的对应关系（以D4和D7胶片为例，黑度分别为2.0和2.5）。

4.2透照工艺试验与结果分析

通过对Se75γ射线源的透照工艺试验，发现其曝光时间普遍比Ir192和X射线曝光时间长。例如，用40居里Se75源透照10mm厚工件，透照焦距600mm，使用天津Ⅲ型胶片和0.1mm铅箔增感屏，要求底片黑度为2.5时，经计算曝光时间约为5分钟，比Ir192曝光时间增加约83%，比X射线曝光时间增加约67%。

透照工艺试验还表明，透照厚度越大，曝光时间增加越显著。因此，在实际应用中需要根据工件的实际情况合理选择透照参数，以确保检测结果的准确性和可靠性。

5.射线照相灵敏度的影响因素

射线照相灵敏度是评价射线照相影像质量的重要指标，它受到多种因素的影响。以下是对射线照相灵敏度影响因素的详细分析。

5.1对比度

对比度是指底片上某一小区域和相邻区域的黑度差，也称为底片反差。对比度越大，影像就越容易被观察和识别。提高对比度的方法包括选择适当的射线能量、控制曝光时间、优化散射控制等。

5.2不清晰度

不清晰度是指影像轮廓边缘黑度过渡区的宽度。不清晰度越大，影像的轮廓就越模糊。影响不清晰度的因素包括焦点尺寸、透照距离、工件表面粗糙度等。为减小不清晰度，需要选择较小的焦点尺寸、控制透照距离、改善工件表面质量等。

5.3颗粒度

颗粒度是指影像黑度的不均匀程度。颗粒度越大，影像的质量就越差。影响颗粒度的因素包括胶片类型、显影条件等。为提高影像质量，需要选择颗粒度较小的胶片类型，并优化显影条件。

5.4像质计灵敏度

像质计灵敏度是通过与被检工件或焊缝厚度有一定百分比关系的人工结构（如金属丝、孔、槽等）来定量评价射线照相灵敏度的方法。虽然像质计灵敏度并不等于自然缺陷灵敏度，但提高像质计灵敏度可以间接反映射线照相对最小自然缺陷检出能力的提高。

结论

射线检测技术作为一种重要的无损检测方法，在工业领域具有广泛的应用前景。透照工艺是射线检测中的关键环节，它直接影响检测结果的准确性和可靠性。通过对Se75γ射线源透照工艺的分析可以看出，合理选择透照参数、优化散射控制、提高底片对比度等措施可以有效提高射线照相灵敏度，确保检测结果的准确性和可靠性。同时，还需要注意射线检测对人体和环境的影响，采取必要的防护措施确保安全。

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