建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫檢測用定向 X 射線機曝光曲線制作研究

林嵐榮（上海建科檢驗有限公司， 上海 201120）

焊接作為目前國內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)的主要連接方式之一，對建筑鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用。通過無損探傷方法對焊縫進行質(zhì)量檢驗是確保建筑鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的重要手段。X 射線檢測作為常規(guī)無損探傷方法目前已廣泛應(yīng)用于建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量檢驗，其原理為射線通過物體時會被物體吸收和散射，將膠片放置在焊縫背面，使用 X 射線從正面對焊縫進行照射。當(dāng)焊縫內(nèi)部有缺陷時 X 射線在膠片上的曝光程度就會出現(xiàn)差異，從而膠片顯影后會有黑度差異，以此來評判焊縫中是否有缺陷。

常規(guī)焊縫檢測用定向 X 射線機在工程上使用一段時間后機器射線源就會出現(xiàn)衰減，衰減后 X 射線機的穿透能力就會有所變化，所以定期制作 X 射線機的曝光曲線，并在檢測過程中及時進行校準(zhǔn)修正十分必要。這直接影響到焊縫缺陷的有效判斷，避免焊縫缺陷漏檢或誤判。本文主要對建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫檢測用定向 X 射線機(X 2515 型)進行曝光曲線制作，并進行研究和探討，以確保 X 射線機對焊縫進行檢測時所用曝光參數(shù)的準(zhǔn)確有效。

1 X 2515 曝光曲線常規(guī)制作

1.1 制作條件與設(shè)備

（1）射線機：上海探傷機 X 2515；

（2）增感方式：鉛箔；

（3）膠片：天津 Ⅲ 型；

（4）材料：鋼；

（5）焦距：1 000 mm；

（6）焦點尺寸：4 mm×4 mm；

（7）曝光量：3 min×10 mA；

（8）顯影時間：5 min；

（9）定影時間：10 min；

（10）溫度：（20±2）℃；

（11）洗片方法：手工槽洗+活水洗；

（12）黑度：D=2。

1.2 階梯楔塊的具體透照

根據(jù) X 2515 管電壓的取值范圍（60 kV～250 kV）取 5個電壓值分別為：80 kV、110 kV、140 kV、170 kV、200 kV。還根據(jù)射線機出廠的曝光曲線大概得出各個電壓對應(yīng)的透照厚度，見表 1。

表 1 透照電壓與穿透厚度關(guān)系表

1.3 電壓為 80 kV 時的透照操作

做好一切先前工作后，因為透照厚度為 1.4 mm，選擇階梯楔塊范圍為 1.0～10.0 mm，階梯試塊本身能滿足透照厚度的要求，不要在其下擺放墊塊?，F(xiàn)在擺放鉛字如圖 1 所示。

圖 1 80 kV 時鉛字?jǐn)[放圖

在 X 射線機控制臺上調(diào)好透照電壓（80 kV），隨后開始照射。

1.4 電壓為 110 kV 時的透照操作

因為透照厚度為 5.4 mm，選擇階梯楔塊范圍為 1.0～10.0 mm，階梯楔塊本身可滿足透照厚度的要求，也不要在其下擺放墊塊。擺放鉛字如圖 2 所示。

在 X 射線機控制臺上調(diào)好透照電壓（110 kV），隨后開始照射。

1.5 電壓為 140 kV 時的透照操作

因為透照厚度為 12.0 mm，選擇階梯楔塊范圍是6.0～15.0 mm，這樣就要在階梯楔塊（1.0～5.0 mm）下放1 塊墊塊，擺放鉛字如圖 3 所示。

圖 3 140 kV 時鉛字?jǐn)[放圖

在 X 射線機控制臺上調(diào)好透照電壓 140 kV，隨后照射。

1.6 電壓為 170 kV 時的透照操作

透照厚度為 18.5 mm，選擇階梯楔塊范圍是 11.0～20.0 mm，需要在 2 個階梯楔塊下擺放 1 個墊塊，擺放鉛字如圖 4 所示。

圖 4 170 kV 時鉛字?jǐn)[放圖

在 X 射線機控制臺上調(diào)好透照電壓 170 KV，隨后照射。

1.7 電壓為 200 kV 時透照操作

透照厚度為 25.4 mm，選擇階梯楔塊范圍是21.0～30.0 mm，需要在 2 個階梯楔塊下擺放 2 個墊塊，擺放鉛字如圖 5 所示。

圖 5 200 kV 時鉛字?jǐn)[放圖

在 X 射線機控制臺上調(diào)好透照電壓 200 kV ，隨后照射。

2 底片處理和數(shù)據(jù)測量

在暗室里先將顯影液和定影液的溫度控制在 20℃，隨后在全暗(可留一些紅光)的暗室里從膠片盒(已拍)取出膠片，夾在洗膠片的夾子上。先在清水里浸一下，隨后在顯影液內(nèi)顯影 5 min，顯影時要嚴(yán)格控制時間，達時后取出在清水洗十幾秒鐘，再放入定影液中，時間定在10 min，時間范圍在 8～10 min 之內(nèi)均可。最后，在活水里沖洗 10 min 左右，隨后把膠片放置起來晾干。在這上面的操作時不可用手觸摸膠片的中間區(qū)域，預(yù)防留下痕跡影響后面黑度的測量。

膠片干透后,用黑度計對每張膠片的每個階梯區(qū)域進行黑度測量，測量一個區(qū)域的黑度要分三點測量取平均值，表2 為所測值。

表 2 不同階梯的黑度值

根據(jù)表 2 做出黑度D與透照厚度d的關(guān)系曲線，如圖 6所示。

圖 6 黑度與厚度關(guān)系圖

從圖 6 可知，在黑度D=2 處，作橫坐標(biāo)的平行線，與每根D-d曲線相交，可得出交點處的電壓和厚度的值填入表 3。

表 3 管電壓與穿透厚度關(guān)系表

又根據(jù)表 3 繪出 X 2515 的管電壓-透照厚度的曝光曲線，如圖 7 所示。

圖 7 X 2515 曝光曲線圖

3 結(jié) 語

本次設(shè)計得出的新曝光曲線制作的公式是從射線檢測理論學(xué)中再結(jié)合經(jīng)驗參數(shù)總結(jié)而來的。試驗所得的數(shù)據(jù)畫圖經(jīng)由計算機語言進行處理的，由此避免在數(shù)據(jù)畫圖處理過程中存在的人為誤差。

（1）新制作曝光曲線方法的公式的理論推導(dǎo)還是可行的。

（2）試驗的結(jié)果雖然在最后對實踐工作要求有一定的差距，只能在一定的范圍內(nèi)有用，即在所選擇的透照電壓附近可行，范圍大概為 ±30 kV，存在一定的局限性。

（3）在試驗的具體過程積累了一定的經(jīng)驗，這樣可以在以后實際的生產(chǎn)工作的過程中再總結(jié)一些經(jīng)驗數(shù)據(jù)，使新曝光曲線制作公式更加實用。