影响射线照相法检测精度的因素分析

王彦泽 郭航飞

摘 要： 经济的发展推动了社会的进步和科学技术的提升，众所周知，射线检测是工业无损检测的一个重要专业门类，其最主要的应用是探测试件内部的宏观几何缺陷（探伤）。按照不同特征如使用的射线种类、记录的器材、工艺和技术特点等可将射线检测分为射线照相检测法、射线实时成像法、射线层折检测法。其中射线照相法是指用射线或γ射线穿透试件，以胶片作为记录信息器材的无损检测方法，该方法是一种应用最广泛的最基本的射线检测方法。射线照相法在锅炉、压力容器的制造检验和在用检验中得到了广泛的应用，其检测对象为各种熔化焊接方法（电弧焊、气体保护焊、电渣焊、气焊等）的对接接头，也能检查铸钢件，在特殊情况下也可用于检测角焊缝或其他一些特殊结构试件;一般不适宜于钢板、钢管、锻件的检测，也较少用于钎焊、摩擦焊等焊接方法的接头检测。射线照相法用底片作为记录介质，可以直接得到缺陷的直观图像，通过观察底片能够比较准确地判断出缺陷的性质、数量、尺寸和位置，且可以长期保存。射线照相法很容易检出那些形成局部厚度差的缺陷，对气孔和夹渣类缺陷具有很高的检出率，对于裂纹类缺陷由于受到透照角度的影响，从而检出率不是很高;不能检出垂直照射方向的薄层缺陷，例如钢板的分层。射线照相法所能检出的缺陷高度尺寸与透照厚度有关，可以达到透照厚度的1%，甚至更小，所能检出的长度和宽度尺寸分别为毫米数量级和亚毫米数量级，甚至更小。

关键词： 射线照相法;检测精度;因素

【中图分类号】TG115.28     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）23-0195-01

引言：射线照相法几乎适用于所有的材料，在钢、钛、铜、铝等金属材料上使用均能得到良好的检测效果，该方法对试件的形状、表面粗糙度没有严格要求，材料晶粒度对其不产生影响。但影响射线照相法检测精度的因素很多，本文结合多年的实际工作经验对此进行详细分析

1 射线衍射法

射线衍射也是大学物理理论及实验教学的重要内容.传统的射线衍射实验方法主要包括：照相法、四圆衍射仪法、德拜照相法及粉末衍射法等.照相法和德拜照相法分别测量单晶和多晶物质的晶体取向和结构，具有仪器结构简单、价格便宜的特点.但是，由于采用胶片感光，因此检测耗时长.另外，采用胶片记录衍射射线，需要在暗室中经显影处理才能测得数据，处理过程复杂.四圆衍射仪法和粉末衍射法均基于角度色散型射线衍射原理，采用准单色射线，通过高精度旋转台连续或步进扫描获得满足布拉格定律的曲线，从而测定晶体的晶面间距.相对于照相法，衍射仪法采用闪烁计数器收集衍射射线，在灵敏度、测量精度和速度方面得到了提高，与计算机结合，具有自动化程度高、分析简单等优势。

2 影响射线照相法检测精度的因素分析

影响射线照相法检测精度的因素主要涉及到以下方面：按射线源、工件和胶片之间的相互位置关系，透照方式分为纵缝透照法、环缝外透法、环缝内透法、双壁单影法和双壁双影法五种。其中环缝外透法和环缝内透法是最常用的透照方法，双壁双影法只适用于Φ100mm以下管子的对接环焊缝，除了管道和无法进入内部的小直径容器只能采用双壁双影法透照外，大多數容器壳体的焊缝照相都釆用双壁单影法透照，透照时既可以将射线源放在外面而胶片贴在内壁，称为外透法，也可以将射线源放在里面而胶片贴在外面，称为内透法，内透法按射线源在不在圆心，又分为中心法和偏心法。外透法的优点是操作比较方便，内透法的优点是透照厚度差小，在满足透照厚度比K值的情况下，一次透照长度较大。选择透照方式时，应综合考虑各方面的因素，包括透照灵敏度、缺陷检出的特点、透照厚度差和横向裂纹检出角、一次透照长度、操作方便性、试件及设备的具体情况。

3 数据数量及处理

2018年生态环境部《关于发布<建设项目竣工环境保护验收技术指南污染影响类>的公告》明确要求验收检测时，场所辐射监测运行和非运行两种状态下每个测点测试数据一般不少于5个。检测时可参照执行，注意等仪器稳定后读数，以免发生数据单调递增或递减的问题。关于每个检测点位检测数据的处理，上面几个标准也均未涉及，目前常规做法是采取直接乘以检定证书上的刻度因子，修正后，以最大值、最小值、均值形式表示或以均值±标准偏差的形式表示。此处，有个问题需要注意，不同的工况参数计量单位给的刻度因子不一定完全匹配[12]，建议可以结合实际情况进行能量修正，如计量单位给的有80kV、100kV的刻度因子，实际测的射线装置管电压92kV，此时直接用80kV、100kV的刻度因子均不合适，可以进行能量修正再参与计算。

4 成像应用

利用高能射线强的穿透性及生物组织/材料对射线吸收阻止能力的差异，射线成像是卤化物射线探测器最重要的应用之一。在成像方面，卤化物钙钛矿具有传统HPGe、CZT等不具备的独特优势：（1）兼容性，钙钛矿可通过低温溶液法生长在CCD、TFT等成像芯片上“原位”集成;（2）大尺寸，不受（HPGe、CZT）尺寸制约，多晶浆料/单晶生长可向上拓展;（3）柔性兼容。

结语：总而言之，射线照相法在锅炉、压力容器的制造检验和在用检验中得到了广泛的应用，其用底片作为记录介质，由于底片上记录的信息十分丰富，通过观察底片能够比较准确地判断出缺陷的性质、数量、尺寸和位置，且底片可以长期保存，具有可追溯性，从而射线照相法成为各种无损检测方法中记录最真实、最直观、最全面、可追溯性最好的检测方法。但射线对人体有伤害，检测人员需要采取防护措施。

参考文献

[1] 中国特种设备检测研究院，江苏省特种设备安全监督检验研究院，中广核工程有限公司.NB/T47013.2—2015承压设备无损检测第2部分：射线检测[S].北京：中国标准出版社，2015：26-39.

[2] 崔强.厚壁管座角焊缝直线加速器射线检测技术研究[D].大连：大连理工大学，2018：10-50.

[3] 马志坚.角接接头X射线检测方法探讨[J].广州化工，2016（16）：176-177.

[4] 邢劲松.移动γ探伤辐射安全管理对策研究[D].北京：清华大学，2007：20-45.