建筑钢结构焊缝检测用定向 X 射线机曝光曲线制作研究

林岚荣（上海建科检验有限公司， 上海 201120）

焊接作为目前国内建筑钢结构的主要连接方式之一，对建筑钢结构施工质量起到至关重要的作用。通过无损探伤方法对焊缝进行质量检验是确保建筑钢结构施工质量的重要手段。X 射线检测作为常规无损探伤方法目前已广泛应用于建筑钢结构焊缝质量检验，其原理为射线通过物体时会被物体吸收和散射，将胶片放置在焊缝背面，使用 X 射线从正面对焊缝进行照射。当焊缝内部有缺陷时 X 射线在胶片上的曝光程度就会出现差异，从而胶片显影后会有黑度差异，以此来评判焊缝中是否有缺陷。

常规焊缝检测用定向 X 射线机在工程上使用一段时间后机器射线源就会出现衰减，衰减后 X 射线机的穿透能力就会有所变化，所以定期制作 X 射线机的曝光曲线，并在检测过程中及时进行校准修正十分必要。这直接影响到焊缝缺陷的有效判断，避免焊缝缺陷漏检或误判。本文主要对建筑钢结构焊缝检测用定向 X 射线机(X 2515 型)进行曝光曲线制作，并进行研究和探讨，以确保 X 射线机对焊缝进行检测时所用曝光参数的准确有效。

1 X 2515 曝光曲线常规制作

1.1 制作条件与设备

（1）射线机：上海探伤机 X 2515；

（2）增感方式：铅箔；

（3）胶片：天津 Ⅲ 型；

（4）材料：钢；

（5）焦距：1 000 mm；

（6）焦点尺寸：4 mm×4 mm；

（7）曝光量：3 min×10 mA；

（8）显影时间：5 min；

（9）定影时间：10 min；

（10）温度：（20±2）℃；

（11）洗片方法：手工槽洗+活水洗；

（12）黑度：D=2。

1.2 阶梯楔块的具体透照

根据 X 2515 管电压的取值范围（60 kV～250 kV）取 5个电压值分别为：80 kV、110 kV、140 kV、170 kV、200 kV。还根据射线机出厂的曝光曲线大概得出各个电压对应的透照厚度，见表 1。

表 1 透照电压与穿透厚度关系表

1.3 电压为 80 kV 时的透照操作

做好一切先前工作后，因为透照厚度为 1.4 mm，选择阶梯楔块范围为 1.0～10.0 mm，阶梯试块本身能满足透照厚度的要求，不要在其下摆放垫块。现在摆放铅字如图 1 所示。

图 1 80 kV 时铅字摆放图

在 X 射线机控制台上调好透照电压（80 kV），随后开始照射。

1.4 电压为 110 kV 时的透照操作

因为透照厚度为 5.4 mm，选择阶梯楔块范围为 1.0～10.0 mm，阶梯楔块本身可满足透照厚度的要求，也不要在其下摆放垫块。摆放铅字如图 2 所示。

在 X 射线机控制台上调好透照电压（110 kV），随后开始照射。

1.5 电压为 140 kV 时的透照操作

因为透照厚度为 12.0 mm，选择阶梯楔块范围是6.0～15.0 mm，这样就要在阶梯楔块（1.0～5.0 mm）下放1 块垫块，摆放铅字如图 3 所示。

图 3 140 kV 时铅字摆放图

在 X 射线机控制台上调好透照电压 140 kV，随后照射。

1.6 电压为 170 kV 时的透照操作

透照厚度为 18.5 mm，选择阶梯楔块范围是 11.0～20.0 mm，需要在 2 个阶梯楔块下摆放 1 个垫块，摆放铅字如图 4 所示。

图 4 170 kV 时铅字摆放图

在 X 射线机控制台上调好透照电压 170 KV，随后照射。

1.7 电压为 200 kV 时透照操作

透照厚度为 25.4 mm，选择阶梯楔块范围是21.0～30.0 mm，需要在 2 个阶梯楔块下摆放 2 个垫块，摆放铅字如图 5 所示。

图 5 200 kV 时铅字摆放图

在 X 射线机控制台上调好透照电压 200 kV ，随后照射。

2 底片处理和数据测量

在暗室里先将显影液和定影液的温度控制在 20℃，随后在全暗(可留一些红光)的暗室里从胶片盒(已拍)取出胶片，夹在洗胶片的夹子上。先在清水里浸一下，随后在显影液内显影 5 min，显影时要严格控制时间，达时后取出在清水洗十几秒钟，再放入定影液中，时间定在10 min，时间范围在 8～10 min 之内均可。最后，在活水里冲洗 10 min 左右，随后把胶片放置起来晾干。在这上面的操作时不可用手触摸胶片的中间区域，预防留下痕迹影响后面黑度的测量。

胶片干透后,用黑度计对每张胶片的每个阶梯区域进行黑度测量，测量一个区域的黑度要分三点测量取平均值，表2 为所测值。

表 2 不同阶梯的黑度值

根据表 2 做出黑度D与透照厚度d的关系曲线，如图 6所示。

图 6 黑度与厚度关系图

从图 6 可知，在黑度D=2 处，作横坐标的平行线，与每根D-d曲线相交，可得出交点处的电压和厚度的值填入表 3。

表 3 管电压与穿透厚度关系表

又根据表 3 绘出 X 2515 的管电压-透照厚度的曝光曲线，如图 7 所示。

图 7 X 2515 曝光曲线图

3 结 语

本次设计得出的新曝光曲线制作的公式是从射线检测理论学中再结合经验参数总结而来的。试验所得的数据画图经由计算机语言进行处理的，由此避免在数据画图处理过程中存在的人为误差。

（1）新制作曝光曲线方法的公式的理论推导还是可行的。

（2）试验的结果虽然在最后对实践工作要求有一定的差距，只能在一定的范围内有用，即在所选择的透照电压附近可行，范围大概为 ±30 kV，存在一定的局限性。

（3）在试验的具体过程积累了一定的经验，这样可以在以后实际的生产工作的过程中再总结一些经验数据，使新曝光曲线制作公式更加实用。