Se75射线源的曝光时间计算和透照工艺分析.doc

Se75射线源的曝光时间计算和透照工艺分析冯华平(广州市锅炉压力容器监察检验所, 广州 510050)摘要： 通过对Se75射线源的特性分析，参考曝光时间计算的表格法和公式法，研发出Se75源曝光时间的快速计算仪器；通过拍片工艺试验，提出获取优化的透照工艺参数的途径。关键词： Se75射线源 曝光时间计算 优化透照工艺 EXPOSURE TIME CALCULATION AND TECHNICAL ANALYSIS OF SOURCE Se75Feng Huaping(Guangzhou Institute of Boiler and Pressure Vessel Supervision and Inspection,Guangzhou 510050)Keywords: source Se75 , Exposure time calculation , Excellent exposure technical 近年来研制成功的第二代Se75射线源,从原来的单质硒改进成为热稳定性高、强度高的金属硒化物；射源形状从原来的圆柱形改进成为准球形，焦点尺寸比原来小23.5%，从而在几何不清晰度相同的情况下能使射源更接近被照工件，提高照射量率50%；它的半衰期是118天，是Ir192的1.6倍；它的发射平均能量为206Kev，接近X射线的能量水平，适宜透照540mm厚度的钢铁工件特别是锅炉受热面的小口径钢管工件，得到灵敏度和宽容度较高的透照影像。因为有这些优点，新一代Se75源推出市场以后就受到探伤工作者的重视和欢迎。1，2，3，4 由于Se75源在我国使用时间还不长，探伤人员对它还有一个认识过程。特别是目前未见到关于它的曝光时间的快速计算工具；另外，由于它的射线能量和辐射水平都较低，因此曝光时间比Ir192源要长（经试验，相同条件下，Se75曝光时间约为Ir192的1.83.0倍），有时还比X射线曝光时间要长。如何根据它的性能特点选择优化的透照工艺参数，以求得透照质量和工作效率的统一，是值得探讨的问题。 本文就这方面的内容作分析探讨。一Se75源对钢铁工件的曝光时间计算 根据文献3介绍，Se75源的透照厚度与曝光量的关系见表一所示。 Se75透照厚度与曝光量的对应关系 表一透照厚度Se75曝光系数CiSec/M2黑度D=2.0黑度D=2.5mm胶片D4胶片D7胶片D4胶片D7844320.2818463.0170242.9129261.90947500.9719783.4775283.9731354.691050909.9321198.3780686.8033597.161154563.5422714.4686477.3836000.001258479.3524338.9992683.5238574.701362676.1826079.7099335.0541333.531467174.2027944.90106463.9344289.681571995.0329943.50114104.4347457.241677161.8332085.03122293.2550851.351782699.4334379.73131069.7654488.211888634.4436838.55140476.1258385.161994995.3839473.22150557.5462560.8320101812.8342296.31161362.4667035.1421109119.5345321.32172942.8171829.4422116950.6148562.66185354.2376966.6423125343.7052035.83198656.3782471.2424134339.1255757.40212913.1688369.5225143980.1159745.13228193.1094689.6526154313.0064018.06244569.62101461.7927165387.4368596.59262121.41108718.2628177256.6473502.57280932.83116493.7229189977.6578759.42301094.28124825.2730203611.5984392.24322702.63133752.6831218223.9990427.91345861.72143318.5832233885.0796895.25370682.86153568.6333250670.08103825.13397285.30164551.7534268659.69111250.64425796.91176320.3835287940.33119207.20456354.67188930.6936308604.68127732.82489105.45202442.8837330752.02136868.18524206.62216921.4538354488.79146656.90561826.86232435.5239379929.05157145.70602146.96249059.15 由表一的数据,经数学整理,得到计算曝光时间的经验公式(1)、（2）、（3）、（4）D=2.0： D7胶片： At=0.018F22TA/10 (1) D4胶片： At=0.042F22TA/10 (2)D=2.5： D7胶片： At=0.028F22TA/10 (3) D4胶片： At=0.067F22TA/10 (4) 公式中, A： 射源强度 （ Ci ） t： 曝光时间（ min ） F： 射源至胶片距离 （ cm ） TA： 工件实际透照厚度 （ mm ） 通过公式(1)(4)，解决了Se75源的曝光时间计算问题。但是，要求探伤人员在生产现场用上述的公式法或表格法计算，也是不现实的。很有必要研发出一种快速准确的计算工具，解决现场生产的曝光时间计算问题。 笔者利用可编程计算器（型号 CASIO fx-4500pA ），在对计算公式整理编程以后，把它内存于计算器之中。仪器使用时，首先调出要求计算的数学程序，然后通过人机对话，根据仪器的提问，向仪器输入有关探伤数据，如：胶片达到一定黑度所需的射线剂量伦琴数E；透照焦距F；工件穿透厚度D；射源已出厂时间T（天）；射源出厂时的活度居里数A等，仪器就能根据公式准确迅速地计算出曝光时间（用时、分、秒显示）。由于计算器有体积小、重量轻、携带容易、计算速度快、计算结果数字显示等优点，故特别适合生产现场的应用，成为探伤人员手中一件方便实用的计算工具。二Se75源对工件透照的工艺试验和结果分析：通过对Se75源的曝光时间计算，发现其曝光时间普遍比Ir192和X射线的曝光时间长，当射源的活度居里数越低，或工件透照厚度越大，曝光时间的增加就更明显。例如，用40居里的Se75源透照10mm厚的工件，透照焦距600mm，使用的是天津型胶片和0.1mm铅箔增感屏，要求底片黑度为2.5，经计算曝光时间约为5分钟。这与Ir192曝光时间2分40秒相比，曝光时间约增加83%；与X射线曝光时间3分钟相比，约增加67%。这样，虽然Se75拍片质量比Ir192要好，也接近X射线的拍片效果，但是，由于曝光时间的明显增加，就使拍片效率显著降低，这样对工作是不利的，也大大影响了探伤人员使用Se75源的积极性，这是很值得关注和解决的问题。为了尽可能缩短Se75的曝光时间，笔者从影响曝光时间的一些因素进行了拍片工艺试验和结果分析，以求得这些因素的影响效果。 1. 不同透照焦距对曝光时间的影响（表二） 表二底片编号工件规格透照方式前屏厚度(mm)透照焦距(mm)底片黑度曝光时间17610双壁单影0.15702.62.710276107602.62.8213325183352.42.7710”4426184362.32.613从表二看出，随着透照焦距的增加，曝光时间也明显增加，这也验证了曝光量与距离的平方成反比的理论。因此，要减小Se75的曝光时间，尽可能缩短透照焦距是一条重要的途径。在制定透照工艺时，我们应优先选用单壁单影外照法或内照（偏心内照）法，以使射源能尽量靠近被照工件；此外，还应根据有关探伤参数，首先确定透照的L1min数值，透照时尽可能选择L1等于L1min或稍大于L1min，这样既满足标准中对几何不清晰度的要求，又确保选择的L1最小，从而大大缩短曝光时间。2 不同底片黑度对曝光时间的影响（表三） 表三底片编号工件规格透照方式前屏厚度(mm)透照焦距(mm)底片黑度曝光时间51146双壁单影0.11242.52.617611461243.43.626776105702.62.710876105703.03.114 从表三看出，底片黑度的增大，对曝光时间的增加也是相当明显的。因此，除非验收标准有特别的规定，我们在根据底片黑度确定透照曝光量时，都应该尽量选取标准规定的黑度下限值。如国标规定射线拍片底片黑度值为1.83.5，那么，我们制定工艺时就尽量在黑度1.82.0的范围内确定底片曝光量。还有标准规定，用双片重迭观察评定时，单一底片的黑度可降到1.3,我们也可以采用这一方法，用较低的底片黑度值来确定曝光量，从而减小曝光时间。3 不同厚度增感屏(前屏)对底片黑度的影响(表四)表四底片编号工件规格透照方式前屏厚度(mm)透照焦距(mm)曝光时间底片黑度9515双壁双影0.03450733”2.73.010515双壁双影0.1450733”2.32.5从表四看出，在相