Se75源在小徑管射線探傷應用中的試驗研究

楊恒亮 蔡勇 趙加冠

【摘 要】目前工業射線檢測中常用的射線有X射線和γ射線，其中普通X射線能量低、穿透力較差、現場使用制約性大；Ir-192、Co-60等γ射線線質硬，靈敏度低且透照厚度下限較大。20世紀90年代末，一種名為Se-75的γ射線源可以較好的解決上述局限性。國內標準在對Se-75γ射線源的使用方面做出了相關規定，但查閱大量文獻和有關資料均未發現一些實用性相關參數，而且ASME標準也未規定此類射線源的使用。本文擬通過對Se75源小徑管透照靈敏度和Se75源透照厚度寬容度兩方面進行相關試驗，確定了Se75源在小徑管射線探傷中的優越性，以分析研究Se75源在小徑管射線探傷中的具體應用情況。

【關鍵詞】Se75源 小徑管 射線探傷 透照靈敏度 厚度寬容度

1 試驗研究原理

Se-75源是一種能量較低的γ射線源，放射線能量范圍在66kev-401kev之間，包含9條放射線能量譜線（圖1），相應的能量（Mev）分別為：0.066、0.097、0.121、0.136、0.199、0.265、0.280、0.304、0.401。

在射線檢測中，選擇射線源時的一個重要依據是該射線的穿透能力如何，而決定穿透能力的就是該射線的能量。由于每種射線源都由許多能線譜組成，每根能線譜都對應一個能量，我們不能把所有的能線譜能量拿來做選擇依據，而必須確定一個能量，該能量就是平均能量。從已知的理論知識可知，Se75源平均能量為0.206MeV，相當于200Kv的X射線，衰減系數μ較大，射線檢測對比度D較大，射線照相的固有不清晰度μi小（Ir192為0.17，Co60為0.350，而200Kv的X射線僅為0.09），清晰度較高。因此，Se75源應比Ir192有更小的透照厚度下限值。同時Se75源所輻射的是線狀譜，線質較硬，比起相同能量的X射線，它的穿透力更大，因此有較大的透照厚度上限值。

3 Se75小徑管透照靈敏度的試驗

按JB/T4730.2-2005標準中的工藝要求，分別采用Se75源、Ir192源和X射線，采用AGFAD4和AGFAD7膠片，選取規格為φ40×5mm、φ32×5mm、φ60×3mm、φ38×7mm和φ60×5mm的小徑管對接焊縫進行射線照相。經暗室處理后，比較各底片的像質計靈敏度和影像清晰度。

3.1試驗的主要步驟

（1）透照布置。小徑管透照布置示意見圖2，小徑管雙壁雙影垂直透照焦距為500mm，為了減少散射線的影響，暗袋背面放置2mm厚鉛板。

（2）黑度要求。將各檢測條件下底片黑度控制在2.0～3.5范圍內。

（3）數據記錄與分析。將各曝光條件及底片參數按表3的格式進行填寫。

3.2主要注意事項

（1）為了消除各小徑管焊縫余高不同的影響，將余高打磨至與母材齊平。

（2）保證放射源與焊縫中心線的對齊。

（3）控制各底片的黑度保持在規定的范圍內。

3.3試驗小結

從表3中的數據可以看出，采用AgfaD4膠片檢測時，使用Se75源基本接近或達到使用X射線時的像質指數，而使用Ir192源時的像質指數要明顯低于使用Se75源時的像質指數，且Ir192源只有在壁厚5mm以上時才能基本達到像質計靈敏度要求，對于φ60×3mm規格的小徑管靈敏度沒有達到檢測要求。采用AgfaD7膠片時，Ir192源對上述所有小徑管的透照都不能達到像質計靈敏度要求，Se75源僅能在壁厚大于7mm時才能滿足像質計靈敏度要求，X射線能較好的滿足要求。因此，對于小徑管射線檢測來說，無論從像質計靈敏度，還是底片清晰度，Se75源都基本接近或達到X射線的水平，明顯優于Ir192源。

4 Se75源透照厚度寬容度試驗

以階梯試塊作為測試對象，通過不同射線的透照，得出不同種類射線透照情況下底片所顯示的階梯數，進而完成對Se75、Ir192和X射線的透照厚度寬容度進行評估。

4.1試驗的主要步驟

（1）透照工藝條件選擇。根據Se75、Ir192和X射線各自的透照特點，分別選擇如表4所示的透照參數，以滿足膠片質量要求。

（2）完成透照后，通過對所得底片的觀察和測量，將試驗數據填寫至表5。

（3）根據表5中所得的數據，通過觀察，分別取黑度2.0～3.0范圍內可顯示的階梯數，具體見表6。

4.2試驗小結

從表6中可以看出，Se75源和Ir192源的透照厚度寬容度要明顯由于X射線。對于同一個階梯試塊，采用Se75源和Ir192源時，在底片2.0～3.0的范圍內，可以顯示的階梯數均大于4個階梯，而同樣條件下采用X射線時可顯示的階梯數為2個。對于小徑管射線檢測，由于在較小的范圍內，有較大的厚度變化，所以與檢測靈敏度一樣，厚度寬容度也是影響小徑管射線檢測底片質量的一項重要指標。但是靈敏度與寬容度是對立的，兩者不可兼得。實際檢測中為了增加可評定區的長度、提高厚度寬容度，一般使用線質較硬的γ射線，如使用Ir192射線源，但靈敏度要受到損失。為了達到較高的檢測靈敏度，常用較低能量的射線，如X射線，則厚度寬容度較小。通過本試驗，我們了解到Se75源的射線能量較低，但線質較硬，具有較高的靈敏度和較大的寬容度，對小徑管射線檢測有很好的檢測效果。

5 結語

通過對Se75源小徑管透照靈敏度透照試驗和厚度寬容度試驗，Se75源可以接近或達到X射線的透照靈敏度，同時也能獲得較好有效評定范圍，即在保證透照靈敏度的情況下，又有合適的厚度寬容度，對于小徑管的射線檢測，Se75源要優于Ir192源和X射線。因此，對于采用Se75源進行小徑管射線檢測的優越性。

參考文獻：

[1]強天鵬.射線檢測.第2版.北京：中國勞動社保保障出版社，2007年，13-14.

[2]何中寶.Se75射線源用于小徑管射線探傷之探討[J].廣東電力，2002，15（2）：2.

[3]趙蘭英.Se75射線源在小徑管射線探傷之探討[J].長沙電力學院學報（自然科學版），2001，（2）.