锆合金Co60γ射线检测用曝光曲线的绘制及应用

张博

【摘  要】锆合金管、棒、板、铸件是重要的核安全一级部件，对产品质量具有极高的要求。射线检测是产品制造过程中重要的一种无损检测方法。基于材料的特殊性对于射线检测质量要求极高。通过使用Co-60γ射线源、Agfa C7性胶片、0.5cm增感屏对40-130mm锆合金阶梯试块进行透照试验，并借助EXCEL分析工具绘制出了Co-60 γ曝光曲线，拟合出了锆合金Co-60 γ曝光时间计算公式。该曝光曲线正确使用将会大大提高拍片效率，一次合格率。

【关键词】曝光曲线绘制;Co-60 γ射线;锆合金;黑度;

1  引言

随着材料冶金技术的发展，锆合金逐渐从核用、軍用拓展到民用市场，但是相关无损检测基础数据的研究可查资料甚少。Co-60 γ射线检测制动工艺时如果采取曝光计算法时相关参数无从获得，只能参照其他材料或者通过试验摸索曝光参数。为了提高拍片效率、一次合格率绘制出适用于锆合金Co-60 γ射线检测的曝光曲线及拟合公式就显得极其必要。

2  绘制曝光曲线

2.1方案设计

2.1.1锆合金射线检测中存在的困难

（2）化工行业经常会使用一些锆合金泵阀异形件，在实际射线检测中会遇到同一部位厚度差较大情况。大多情况下制作的曝光曲线以2.5或3.0作为控制黑度。当遇到厚度差较大工件时，查单一曝光曲线获得的曝光时间就很容易造成局部黑度超差。

（3）锆合金时核电站、核动力航母重要的材料，产品中不容许存在高密度夹杂。在制造过程中需要对返回炉料板坯进行射线检验。因板坯厚度较大，一次透照时间较长，选取最佳透照工艺就显得尤为重要。

2.1.2实验方案

2.1.2.1  实验器材

采用丹东阳光产的YG-60A型Co-60 γ射线探伤机，源焦点尺寸为φ4.0mm×8.0mm，当前活度2.55×1012Bq。

采用Agfa C7/C4两种型号工业胶片和与之配套的Agfa工业胶片手工冲洗套液。前后增感屏均为0.5mm铅增感屏。防背散射铅板规格（长×宽×厚）为2000×1500×5mm。

像质计采用Zr-4合金板材参照SE-1025制造的孔型像质计，编号及板厚，孔径如表一所示。

2.1.2.3实验方案

按照2.1.2.2实验参数进行透照实验，并将实验数据记录在表4中。第一步将所有数据输入EXCEL。第二步选取同一厚度试块黑度值、曝光量数据，并以黑度值为横坐标，曝光量对数值为纵坐标绘制曲线。第三步查曲线获取阶梯试块每个厚度黑度为2.5、3.0、3.5时得曝光量数据并记录在EXCEL表格中。第四步以厚度值为横坐标，达到2.5、3.0、3.5黑度所需曝光量对数值为纵坐标绘制三条曲线。

3  曝光曲线现场使用结果

为检验曝光曲线及拟合公式的可靠性与实用性，在Zr-4铸造泵阀射线检测中进行了应用。使用根据曝光曲线及拟合公式确定的曝光量进行射线检测，底片黑度满足要求，与预期黑度值偏差较小。

4  结论

通过对锆合金Co60γ射线检测用曝光曲线的绘制及应用，得出锆合金射线检测曝光量与检测厚度关系曲线，拟合出了曝光量计算公式，为快速、准确制定不同厚度锆合金材料射线检测工艺奠定了基础，提高了拍片一次合格率，在实际工作中受益匪浅。

参考文献：

[1] 屠耀元，郑世才，李衍.射线检测技术[M].上海：上海世界图书出版公司，1997.

（作者单位：国核宝钛锆业股份公司）