Se75源在小徑管射線探傷應(yīng)用中的試驗(yàn)研究

楊恒亮 蔡勇 趙加冠

（國核電站運(yùn)行服務(wù)技術(shù)有限公司，上海 200233）

Se75源在小徑管射線探傷應(yīng)用中的試驗(yàn)研究

楊恒亮 蔡勇 趙加冠

（國核電站運(yùn)行服務(wù)技術(shù)有限公司，上海 200233）

目前工業(yè)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(xiàn)場使用制約性大；Ir-192、Co-60等γ射線線質(zhì)硬，靈敏度低且透照厚度下限較大。20世紀(jì)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(nèi)標(biāo)準(zhǔn)在對(duì)Se-75γ射線源的使用方面做出了相關(guān)規(guī)定，但查閱大量文獻(xiàn)和有關(guān)資料均未發(fā)現(xiàn)一些實(shí)用性相關(guān)參數(shù)，而且ASME標(biāo)準(zhǔn)也未規(guī)定此類射線源的使用。本文擬通過對(duì)Se75源小徑管透照靈敏度和Se75源透照厚度寬容度兩方面進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，確定了Se75源在小徑管射線探傷中的優(yōu)越性，以分析研究Se75源在小徑管射線探傷中的具體應(yīng)用情況。

Se75源 小徑管 射線探傷 透照靈敏度 厚度寬容度

1 試驗(yàn)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(yīng)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。

圖1 Se75源能譜

在射線檢測中，選擇射線源時(shí)的一個(gè)重要依據(jù)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(duì)應(yīng)一個(gè)能量，我們不能把所有的能線譜能量拿來做選擇依據(jù)，而必須確定一個(gè)能量，該能量就是平均能量。從已知的理論知識(shí)可知，Se75源平均能量為0.206MeV，相當(dāng)于200Kv的X射線，衰減系數(shù)μ較大，射線檢測對(duì)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(yīng)比Ir192有更小的透照厚度下限值。同時(shí)Se75源所輻射的是線狀譜，線質(zhì)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。

圖2 小徑管垂直透照示意圖

表1 暗室處理?xiàng)l件

表2 階梯試塊尺寸參數(shù)表

表3 Se75源小徑管透照靈敏度試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

表4 階梯試塊透照工藝參數(shù)

表5 X射線、SE75、Ir192階梯透照厚度寬容度對(duì)比

表6 X射線、SE75、Ir192階梯透照黑度2.0～3.0范圍內(nèi)可顯示階梯數(shù)

2 先決條件

2.1 射線源

Se75源焦點(diǎn)尺寸為φ3×3mm，活度69Ci；Ir192源焦點(diǎn)尺寸為φ3×3mm，活度67Ci；X射線機(jī)型號(hào)為250EGS3，其焦點(diǎn)尺寸為2.5 ×2.5mm。

2.2 器材及耗材

膠片采用AgfaD4和AgfaD7，選用0.1mm厚度鉛增感屏，0.5mm厚度鉛濾光板，防背散射鉛板厚度為2mm。

2.3 暗室條件

采用手工的方式，按表1中的條件對(duì)所得膠片進(jìn)行暗室處理。

2.4 試件

試管規(guī)格分別為：φ40×5、φ32×5、φ60×3、φ38×7、φ60×5。階梯試塊尺寸參數(shù)見表2。

3 Se75小徑管透照靈敏度的試驗(yàn)

按JB/T4730.2-2005標(biāo)準(zhǔn)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(guī)格為φ40 ×5mm、φ32×5mm、φ60×3mm、φ38×7mm和φ60×5mm的小徑管對(duì)接焊縫進(jìn)行射線照相。經(jīng)暗室處理后，比較各底片的像質(zhì)計(jì)靈敏度和影像清晰度。

3.1 試驗(yàn)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(nèi)。

（3）數(shù)據(jù)記錄與分析。將各曝光條件及底片參數(shù)按表3的格式進(jìn)行填寫。

3.2 主要注意事項(xiàng)

（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(duì)齊。

（3）控制各底片的黑度保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。

3.3 試驗(yàn)小結(jié)

從表3中的數(shù)據(jù)可以看出，采用AgfaD4膠片檢測時(shí)，使用Se75源基本接近或達(dá)到使用X射線時(shí)的像質(zhì)指數(shù)，而使用Ir192源時(shí)的像質(zhì)指數(shù)要明顯低于使用Se75源時(shí)的像質(zhì)指數(shù)，且Ir192源只有在壁厚5mm以上時(shí)才能基本達(dá)到像質(zhì)計(jì)靈敏度要求，對(duì)于φ60×3mm規(guī)格的小徑管靈敏度沒有達(dá)到檢測要求。采用AgfaD7膠片時(shí)，Ir192源對(duì)上述所有小徑管的透照都不能達(dá)到像質(zhì)計(jì)靈敏度要求，Se75源僅能在壁厚大于7mm時(shí)才能滿足像質(zhì)計(jì)靈敏度要求，X射線能較好的滿足要求。因此，對(duì)于小徑管射線檢測來說，無論從像質(zhì)計(jì)靈敏度，還是底片清晰度，Se75源都基本接近或達(dá)到X射線的水平，明顯優(yōu)于Ir192源。

4 Se75源透照厚度寬容度試驗(yàn)

以階梯試塊作為測試對(duì)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(shù)，進(jìn)而完成對(duì)Se75、Ir192和X射線的透照厚度寬容度進(jìn)行評(píng)估。

4.1 試驗(yàn)的主要步驟

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

（2）完成透照后，通過對(duì)所得底片的觀察和測量，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫至表5。

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

4.2 試驗(yàn)小結(jié)

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(duì)于同一個(gè)階梯試塊，采用Se75源和Ir192源時(shí)，在底片2.0～3.0的范圍內(nèi)，可以顯示的階梯數(shù)均大于4個(gè)階梯，而同樣條件

……

……

下采用X射線時(shí)可顯示的階梯數(shù)為2個(gè)。對(duì)于小徑管射線檢測，由于在較小的范圍內(nèi)，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(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。但是靈敏度與寬容度是對(duì)立的，兩者不可兼得。實(shí)際檢測中為了增加可評(píng)定區(qū)的長度、提高厚度寬容度，一般使用線質(zhì)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(dá)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(yàn)，我們了解到Se75源的射線能量較低，但線質(zhì)較硬，具有較高的靈敏度和較大的寬容度，對(duì)小徑管射線檢測有很好的檢測效果。

5 結(jié)語

通過對(duì)Se75源小徑管透照靈敏度透照試驗(yàn)和厚度寬容度試驗(yàn)，Se75源可以接近或達(dá)到X射線的透照靈敏度，同時(shí)也能獲得較好有效評(píng)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(duì)于小徑管的射線檢測，Se75源要優(yōu)于Ir192源和X射線。因此，對(duì)于采用Se75源進(jìn)行小徑管射線檢測的優(yōu)越性。

［1］強(qiáng)天鵬.射線檢測.第2版.北京：中國勞動(dòng)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(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2001，（2）.