淺談射線曝光曲線的應用及注意事項

李先勇

（甘肅眾誠工程檢測有限公司，甘肅 蘭州 730060）

射線曝光曲線是在特定條件下（指定膠片類型、焦距、增感屏、暗室條件和基準黑度值），經過曝光、沖洗、黑度測定等一系列環節后，繪制出的透照參數與透照厚度之間關系的曲線。根據曝光曲線中透照參數的選取內容不同，分為曝光時間-板厚（t-T）曲線、管電壓-板厚（kV-T）曲線、黑度-板厚（D-T）曲線、曝光量-板厚（E-T）曲線等（見圖1~4）。

圖1 曝光時間- 板厚（t-T）

圖2 管電壓- 板厚曲線（kV-T）

圖3 黑度- 板厚曲線（D-T）

圖4 曝光量- 板厚曲線（E-T）

1 曝光曲線的應用

使用曝光曲線時，為了滿足相關標準要求，應控制射線照射率和線質，使選取的曝光參數合理、有效，必要時對曝光參數進行修正計算，并按一定的步驟進行。

1.1 對管電壓和曝光量的要求

控制射線照射率和線質的方法就是控制X 射線的管電壓和曝光量。在其它條件一定的情況下，管電壓與曝光量組合的合理與否將直接決定射線的底片質量。標準中對最高管電壓和曝光量的選取都有明確的規定。但在實際工作中，選取結果不僅要符合標準的相關規定，還要滿足工作效率和設備使用性能的要求，應綜合考慮，全面兼顧。（標準對射線最高管電壓的要求見下圖）。

圖5 不同透照厚度允許的X射線最高透照管電壓

1.2 曝光量的修正和計算

由于曝光曲線是在特定條件下制作出來的，因此在實際使用時，應保持實際使用條件和曝光曲線制作時條件的一致。若兩者條件相同，可直接采用曝光曲線上透照參數；而當使用條件（如膠片類型、黑度值、材質、焦距等）發生變化時，則不能直接采用，應對選取的透照參數在修正計算后再使用。需要進行修正計算的參數內容包括。

（1）材質。制作曝光曲線使用的階梯試塊材質通常為碳鋼材料，用其制作的曝光曲線一般適用于碳鋼和合金鋼材料。當被檢工件材質是鋁、鎂、鈦及其合金材料時，則需要按照下表中的射線透照等效系數對曝光參數進行換算。

（2）膠片類型和黑度值。當其發生改變時，應根據膠片特性曲線，利用公式對其進行修正計算；

（3）焦距、管電壓和曝光量。當其中任一參數發生改變時，都應通過平方反比定律進行換算；

1.3 確定曝光量的基本步驟

使用曝光曲線確定曝光量時，一般采用以下步驟進行：

（1）計算透照厚度T’和焦距F.

（2）暫定管電壓V。

（3）計算實際曝光量E。

（4）驗證并確定實際曝光量E ≥15 Am.min。

2 使用曝光曲線的注意事項

在曝光曲線的應用過程中，應注意以下事項：

（1）在對曝光量的確定步驟過程中，對計算出的實際曝光量值，應驗證其是否滿足標準推薦范圍值的要求，否則將無法保證檢測數據的正確性。

圖6 t-T 曝光時間- 板厚（t-T）曲線

比如利用某臺XXG 2505 型定向X 射線設備（曝光曲線見下圖），對材質Q235B，規格φ426×8（mm），焊縫余高2mm 的管道焊縫，依據NB/T 47013.2-2015 標準，采用AB 級射線檢測技術，采用雙壁單影方式透照。在實際透照過程中的使用條件和曝光曲線制作時條件除焦距不同外，其他條件都相同，確定實際曝光量的步驟如下：①根據工件實際規格，確定透照厚度T’=18(mm)和焦距F=568(mm) ：②為了加快檢測進度，提高工作效率，依據標準對最高管電壓的限制和設備使用性能要求，暫定管電壓為210kV ；③依據暫定的管電壓從本機曝光曲線上選取曝光時間2min（見圖中虛線部分），同時對焦距進行修正，計算得出實際透照時間1.8 min，即實際曝光量為9 Am.min。④對以上計算結果，用平方反比定律對標準范圍值進行驗證：t/7002=9/5682 計算得實際曝光量E 約為14Am.min, 低于標準推薦范圍值E ≥15 Am.min，據此判定選取的管電壓和曝光量不符合標準要求，應重新選取，直至實際曝光量值在標準推薦范圍值內。

在上例實際曝光量的確定過程中，如果對計算后的實際曝光量值不進行標準范圍值驗證直接使用，就會導致：即使底片在表征上（黑度、靈敏度）滿足標準值規定，但采用此數據填寫的工藝文件及檢測記錄、報告等文件資料內容缺乏規范性和正確性。因此，對計算出來的實際曝光量值，必須要驗證其是否滿足標準范圍推薦值要求。

（2）由于曝光曲線是在特定條件下制作出來的，因此對已經確定的管電壓和曝光量組合，在使用過程中應隨著暗室使用條件的變化而變化，不能固定不變。因為暗室的沖洗條件會隨工作量的增加及工作時間的推移而產生變化，這種變化主要體現在顯影液濃度方面。由于顯影液濃度會隨著洗片量的增多及長時間使用逐漸氧化而降低，進而影響底片沖洗質量，導致底片灰霧度增大及對比度降低，甚至底片質量不合格。因此在利用曝光曲線透照過程中，應隨時監測顯影液的濃度，必要時對顯影液進行濃度補充或更換，從而保證底片質量滿足標準要求。

（3）不同型號X 射線機的曝光曲線不能混用或借用：由于各種型號X 射線機的射線管在制作結構、材質、焦點尺寸等方面不盡相同、施加在X 射線管兩極上的電壓波形也不同（全波整流、半波整流、倍壓整流和恒直流），加之對射線管兩端的管電壓、管電流測定誤差等原因，都會使X 射線機發出的線質和射線照射率不同。制作出來的曝光曲線也是不一樣的；即使是同一臺設備，由于長時間的使用，X 射線管的燈絲和陽極靶會老化，從而使射線照射率及線質發生變化，尤其是設備在經過大修理及更換主要部件（射線管、高壓包等）后，變化尤為明顯。因此，對使用中的曝光曲線，每年至少應核查一次；在X 射線設備經過較大修理或更換重要部件后，更要及時對曝光曲線進行核查或重新制作。

3 結語

綜上所述，只有正確掌握和應用曝光曲線，才能使射線檢測工作變的更為方便、快捷，更加有效的提高工作效率和節約使用成本，從而讓它在射線檢測工作中充分發揮出重要作用。

表1 金屬線透照等效系數