固体发动机高能X射线探伤的质量控制

　　1　引言

　　应用高能X射线无损检测技术对固体发动机进行探伤检测可发现其内部存在的界面脱粘、气孔等缺陷,是目前固体发动机进行质量管理的一种重要手段。同时其准确的缺陷定位也为固体发动机的缺陷修复和质量检验提供依据。鉴于目前主要采用胶片法实施该项活动,因此本文主要阐述该检测过程中的质量控制因素。

　　2　探伤设备和条件的选择

　　2.1　射线源的选择

　　用于固体发动机探伤的高能X射线源包括同位素γ射线源、电子感应加速器等多种,但目前使用最广泛的还是直线加速器。由于高能X射线在很大厚度范围内其灵敏度可达到1%,高于X射线探伤标准规定的探伤灵敏度应满足2%的要求,因此在射线源的选择上主要考虑的是剂量率、射线能量、焦点尺寸、射线场均整率、漏射线等技术指标。其中最为重要的便是射线能量。射线能量低,材料的吸收率大,也即吸收系数大,相应对比度较高,灵敏度增大;但低能射线穿透能力差,致使主线束几乎全部被吸收,造成底片灰雾度增加,灵敏度降低。因此,对于一定的材料厚度有一个能量值的问题。图1所示为不同能量射线源与探伤灵敏度的关系曲线[1]。推荐选取射线能量的原则是,在保证射线具有一定穿透能力的条件下选用较低的能量[2]。

　　2.2　曝光条件的选择

　　曝光条件的选择通常包括以下几个方面:

　　(1)合理选择焦距。焦距越大射线场越均匀,越宽、一次曝光覆盖面积越大,因而效率越高,但焦距增大会增长曝光时间,而且会增大散射,因此焦距的选择要视场地情况及待检物体而定。

　　(2)曝光剂量的选择。根据选用胶片的曝光曲线及黑度要求,可以很方便地求得使用的曝光剂量。

　　(3)合适的D/T比。该参数与缺陷影像的几何不清晰度和放大率有关,比值越大影像效果越好。但该值太大会降低射线的利用率。通常该值最好大于3。

　　(4)激光中心的确定。激光中心的位置对投影影像有很大影响,使用时应确保激光中心与射线束中心准确重合且与探伤部位正投影。同时为利于对一周的底片进行比较和分析,沿周向激光中心应精确分布。

　　(5)像质计的使用。在正式的射线探伤中,每张拍片都应有像质计,以便评定其灵敏度。像质计应放在成像条件最差的部位。如果被检区的黑度变化超过像质计所在处黑度值的+30%和-15%时,则应使用两只像质计,分别放在黑度最高和最低的位置,但最低黑度不得低于1.7[3]。

　　2.3　探伤方案及工艺

　　探伤方案和工艺是执行射线探伤过程的重要依据。通常该方案和工艺由Ⅱ级或Ⅲ级人员编制,Ⅲ级人员或无损检测工程师审核,主管部门领导批准。探伤方案通常应根据检测场地、检测设备和被检物体的情况来定,尤其需要指出的是该方案的制订者一定要非常熟悉待检固体发动机的材料、结构及工艺,对容易出现缺陷的部位要重点加以检查,降低缺陷的漏检率。