一种X射线探伤机的焦点偏移和辐射场圆锥角测定方法

    1 引 言

    在 X 射线探伤仪常规检测中, 定向 X 射线探伤仪( 下简称探伤仪) 辐射角均有中心偏移的情况存在。在无损检测中, 中心偏移严重不但使有效射线束范围不能完全覆盖胶片和影响无损检测人员对探伤部位的准确定位, 并且也会造成辐射场均匀性变差, 相对辐射场中心, 接近辐射场边缘的穿透力不足和灵敏度降低, 从而影响探伤检测质量, 造成不能正常检测物件内部缺陷的废片, 为受检产品留下安全隐患。

    探伤仪计量检定规程 JJG 40- 2001 规定, 探伤仪的辐射角及中心偏移的检测是首检和后续检定都必检的项目之一, 生产领域中探伤仪产品的行业标准也对其作了相关要求。JJG40- 2001 规程中规定了采用平面式剂量扫描法进行测量, JB/T 9402- 1999和 JB/T 7413- 1994 标准中推荐了弧形剂量扫描法( 圆锥角大于 70°时) 和双片拍片( 圆锥角小于 70°时)的两种测量方法。无论是平面剂量扫描法还是弧形剂量扫描法都需要配套价格不菲的专用检测设备( 如双道剂量仪、步进电机驱动的扫描机构及控制仪、支架定位系统) ; 而标准中推荐的双片拍片测试方法,在一定范围内, 焦点与胶片之间的距离偏差要求可以不那么严格，但是无论剂景扫描法还是双片拍片法, 均存在射线束是否垂直胶片平面, 以及探测器或胶片沿射线窗口中垂线准确定位的问题, 易造成较大的测量误差, 不能完全反映射线束中心偏移的程度。

    2 检测原理方法及器具介绍

    探伤仪现场检测时, 往往需要快速、准确, 而辐射角和中心偏移需要占用较多的检测时间。根据实际检测需要, 研究了一种新的辐射角及中心偏移的检测方法———针像拍片成像法。通过借助自制的一个辐射角及中心偏转测试架 ( 简称测试架,如图 1) , 准确建立测试点与发射窗口之间的位置联系。测试架采用铝材和有机玻璃材料制作。图中左起第一、二块有机玻璃板上均刻有对中的十字槽,刻槽内分别嵌 有!0.5 mm 钨丝作为标记物, 十字槽交叉点在射线窗口中垂线上, 第二块有机玻璃板用于放置摄影胶片, 称为胶片架, 两块有机玻璃板间距 107mm。使用时将装有300mm×80mm 的工业 X光胶片的片袋插入第二块板的片槽中, 上圆柱铝杆为标尺杆, 测试架通过夹具规定在射线窗口上。所有定位均是借助机械加工精度保证准确定位。测试架可自由拆装, 可方便用于现场检测时对定向探伤仪进行辐射角和中心偏移的测试。

    检测时, 通过调节测试架紧固螺母以使夹具夹挤射线窗口外圆部分, 实现自动准确寻找射线窗口中垂线, 即使有机玻璃板上十字线中心与窗口中心对准, 通过在标尺杆上移动有机玻璃板位置, 可实现拍片距离的改变, 一般沿标尺杆将胶片架退后至距管头中心线 300mm 的位置上固定( 在此位置上,用 300mm 长的胶片至少可以覆盖小于 50°辐射圆锥角) 。设置探伤仪为最低照射条件后启动高压开关拍片( 不可使胶片过黑) , 胶片冲洗晾干后, 通过透射标记物- 钨丝在检测位置处的胶片成像, 在 215Lx强光观片灯下观察测量标记物之间在图像上位置的偏移量, 可准确得到 X 射线探伤仪辐射中心的偏移, 中心偏移检测成像见图 2; 通过测量图像的有效灰度区域宽度, 可准确得到 X 射线探伤仪的辐射角。