大型搅拌浆叶的射线检测

　　1　工件介绍

　　图1为大型搅拌浆叶的实物照片,图2为浆叶上的一个断面的剖面示意图。从图上可看出,在浆叶体的横向截面上,从中心至端头的厚度是渐变的,且厚度变化非常大,最厚处达到320mm。此外,在浆叶的纵向厚度也是渐变的。根据用户的要求,探测部位为整个浆叶体,检测灵敏度要求不低于JB4730规定的像质指数。对于这一特殊工件进行射线照相,按常规照相工艺是无法满足检测质量要求的,这就需要采用特殊的射线照相工艺。

　　2　宽容度试验

　　在常规射线照相中,宽容度不是重要问题,在标准允许的底片黑度范围内,可以包容足够的工件厚度宽容度。例如对接焊缝射线照相,由于焊缝有余高,母材部分与焊缝部分厚度不一致,这样底片上的母材区域与焊缝区域就存在黑度差,但由于对接焊缝的厚度差不大,只要选择合适的射线能量,底片的黑度值很容易控制在标准规定范围内。但对于大厚度比工件, 单依靠射线能量已无法将底片的黑度值控制在标准规定范围内,必须考虑同时采用其它措施。

　　为确定大厚度差工件在不同射线能量下的底片黑度变化情况,设计了一个厚度宽容度试验试块(见图3)。采用不同能量的射线对斜楔块进行透照,对应于斜楔块厚度Ln处,透过射线强度为In,相应部位底片的黑度为Dn。由此得出在某一射线能量下穿透厚度与底片黑度的关系,以及标准允许的底片黑度范围内包容的工件厚度。从而估算出用不同能量的射线所需的透照次数和拍片数量。

　　因浆叶的厚度变化范围很大,试验分几个厚度段进行,改变透照厚度的方法是斜楔块下加钢板,透照布置如图4所示。

　　3　射线源的选择

　　正确地选择合适的射线源是完成此检测项目的关键。

　　普通X射线的线质软,照相质量好,灵敏度高。但X射线对大厚度差工件照相时,底片上的黑度差大,可观察的有效评定区太小,且X射线机穿透能力不够,即使是420kVX射线机,其最大穿透厚度也不到100mm,因此该大型浆叶的照相不考虑使用X射线机。

　　放射性同位素60Co最大穿透厚度大约为180mm,而浆叶最大厚度为320mm,对大厚度部位照相的穿透能力仍显得不够。此外60Co照相曝光时间长、散射比大,照相灵敏度低,用于该大型浆叶的照相也不理想。

　　直线加速器产生的高能X射线能量高、穿透能力强、焦点小、曝光时间短、散射线少,尤其是它具有很大的检测宽容度的特点,特别适用于大厚度差工件的射线检测,因此,选择4MeV电子直线加速器来进行该大型浆叶的射线检测。4MeV电子直线加速器的宽容度范围见图5,按图中所示,在黑度1.8～4.0范围,允许工件厚度差大致为40mm。