兩種同類型膠片基礎特性及檢測應用比對

劉 貞 任文堅 常 博 高 輝 蘇 浩

（西安航天發動機有限公司，西安 710100）

文 摘 針對如何在液體火箭發動機產品射線檢測過程中，根據具體情況選擇合適的射線膠片，達到既能保證射線檢測圖像質量又能提高檢測效率減少檢測成本的目的，本文通過對進口富士IX100型膠片和國產樂凱牌L7 型膠片的特性和質量穩定性進行工藝對比試驗。結果表明，L7 型膠片本底灰霧度稍大于IX100 型膠片，靈敏度遜于IX100型膠片，寬容度高于IX100型；但兩者均屬于GB/T19348.1—2003規定的T3范疇膠片，綜合性能比較接近；L7 型膠片適用于發動機上具有變截面的鋁鑄件、機加余量不大的鋼鑄件、鈦鑄件及大部分熔焊縫的射線檢測。

0 引言

射線檢測作為液體火箭發動機質量可靠性的重要保障手段，已廣泛應用于發動機推力室焊縫、總裝導管焊縫及鑄件產品的內部質量檢測。工業射線膠片是記錄射線檢測結果的載體介質，不同類型的膠片其性能（梯度、顆粒度、感光度、梯度噪聲比）差別很大［1～3］，在發動機產品射線檢測過程中，應根據具體情況選擇合適的射線膠片，做到既能保證射線檢測圖像質量，又能提高檢測效率，減少檢測成本。

本文通過對進口富士IX100 型膠片和國產樂凱牌L7 型膠片的特性和質量穩定性進行工藝對比試驗，從而有助于射線檢測過程中膠片的選型。

1 膠片基礎特性對比試驗

富士IX100 型膠片和樂凱L7 型膠片按膠片標準分類同屬于T3類，滿足普通射線照相要求，同時適用于高能射線及γ射線的透照，滿足各種沖洗套藥及高溫自動洗片機。富士IX100 型膠片具有高對比度及較寬的曝光范圍；樂凱L7型工業射線膠片，同采用藍色滌綸片基作支持體雙面涂布感光乳劑膜、隔層和保護層。現對兩種膠片的基礎特性:表觀質量、感光均勻性、抗偽缺陷性能、包裝、存儲穩定性等進行測試比較。

1.1 膠片表觀質量檢驗

分別從任意一盒未開封的IX100 型和L7 型膠片的前、中、后位置各抽取一張膠片，放在白光下目視檢查，未發現流膠、漏涂、氣泡、臟點、劃傷等缺陷。

1.2 透明片質量檢驗

從任意一盒未開封的IX100 型和L7 型膠片的前、中、后位置各抽取一張膠片，不經曝光，按正常條件作顯影、定影、水洗、干燥一系列處理后，制成透明片，觀察其表觀質量均不存在霉點、藥膜脫落、白點、涂布不均，靜電斑紋等問題，均具有良好的膠片清晰度和視覺清晰度；但在涂層機械強度方面，L7型膠片遜于IX100型，易擦傷。采集兩種底片不同區域的本底灰霧度值及片基厚度值得知，IX100 型和L7 型本底灰霧度分別在0.22～0.23、0.28～0.29之間波動，片基厚度均為0.2 mm。L7 型的灰霧度顯然大于IX100 型，但均符合GJB1187A—2001 A 級透照技術（≤0.35）對本底灰霧度的要求，具有較好的產品批次一致性。

1.3 膠片感光均勻性對比試驗

從任意一盒膠片中前、中、后的位置分別抽取一張膠片，對2.0 mm 厚的薄鋼板進行透視，暗室處理后觀察底片影像質量，記錄其差異性及AgBr 分布的均勻性。將每張底片分為左上、左下、中、右上、右下5個區域進行數據采集。分析可知，兩種膠片的AgBr顆粒分布都比較均勻，保證了底片影像的清晰度。

1.4 抗偽缺陷性能對比

在對透明片質量檢驗和感光均勻性測試的過程中，發現有偽缺陷的產生。對偽缺陷的定性和處理，直接關系到探傷工作的返工次數和質量事故的發生，抗偽缺陷性能好的膠片可以大大提高工作效率，降低錯、漏檢概率。

同一時間段，相同的暗室處理條件下發現的偽缺陷類型較典型的有延遲條痕（圖1）、氣泡斑痕（圖2）、類似夾雜影像偽缺陷（圖3）。可知，L7 型膠片的抗偽缺陷能力遜于IX100型膠片。經過反復驗證，明確上述偽缺陷是由于洗片機工作時，高溫引起藥液結晶污染了錕排，污染物在膠片上成像造成。使用清洗套藥對洗片機進行徹底清洗，調整顯影溫度、時間后，偽缺陷的出現情況得到了改善。

圖1 底片延遲條痕對比Fig.1 Film delay streak comparison

圖2 底片氣泡斑痕對比Fig.2 Contrast of bubble spots on negative film

圖3 底片偽缺陷對比Fig.3 Negative false defect comparison

2 主要技術性能對比試驗

L7 型和IX100 型膠片均屬于T3 類膠片，在此基礎上，通過試驗驗證兩種膠片顆粒度、感光速度、平均梯度及寬容度等技術性能的差異（與膠片的類型和質量級別密切相關）。感光度和平均梯度都可從膠片的特性曲線上反映出來，而膠片的顆粒度與感光度有直接關系［4］，為此通過制作膠片特性曲線來了解兩種膠片的特性。

2.1 膠片特性曲線的制作

按照國家標準GB/T 9582—1998，根據曝光量的定義對兩種膠片的特性曲線進行測試和比較。

試驗條件:X 射線機MG325，濾波板（鉛）1 mm，焦距800 mm，電流5.0 mA，管電壓125 kV，曝光時間4、8、16、32、64、96、128、192、256、352 s。

兩種膠片同時曝光，通過自動洗片機沖洗、干燥后，用黑白密度計測量兩種底片黑度（表1），據此制作出特性曲線（圖4）。

表1 膠片特性曲線測定數據Tab.1 Measured date of the characteristic curve of different films

圖4 兩種膠片的特性曲線Fig.4 Characteristic curve of two kinds of films

感光度S為:

梯度G為:

式中，E0為黑度為2.0 時所需曝光量，D1為片基加灰霧度再加1.5 的黑度，D2為片基加灰霧度再加3.5 的黑度；E1為產生黑度D1所需的曝光度，E2為產生黑度D2所需的曝光度；這里的平均梯度G值與量綱都與國標中的一致。

經計算，得到L7、IX100 膠片的感光度分別為45.71、41.69，平均梯度分別為5.00、5.41。

2.2 膠片感光特性的比較

由2.1 試驗結果得知，L7 型和IX100 型膠片均屬于中顆粒度膠片，綜合性能比較接近；L7的感光速度高于IX100，直接反映出L7 的鹵化銀顆粒尺寸大于IX100，表明L7 的成像噪聲會大于IX100；梯度代表底片表征影像細節的能力，而L7 的梯度低于IX100，說明IX100 成像的射線照相對比度高于L7。寬容度為特性曲線上近似直線部分對應的曝光量對數之差，一般情況下，寬容度與平均梯度成反比，L7的寬容度優于IX100。

綜上，L7 的靈敏度遜于IX100，但寬容度高于IX100，L7型膠片更適合于透照對靈敏度要求不太高的具有變截面的金屬及合金材料產品。

3 產品檢測對比試驗

通過對兩種膠片的主要技術性能進行測試和比較，確定了兩者之間的性能差異，為制作曝光曲線提供了技術基礎，從而可以為發動機產品射線檢測實際應用中的參數選擇提供依據。

3.1 膠片曝光曲線的制作

以不銹鋼為例，分別采用IX100 型和L7 型膠片對2～36 mm 厚度范圍內的不銹鋼階梯試塊進行透視，階梯試塊相同厚度區域的底片黑度達到2.0 時，記錄36 組透照參數，制作出兩種膠片的曝光曲線見圖5。

圖5 兩種膠片的曝光曲線Fig.5 Exposure curve of two films

由圖5得知，由于L7型膠片的感光度高于IX100型，在相同的透視條件和暗室處理條件下，為使不銹鋼試塊達到相同黑度，IX100 所需的電壓比L7 高出3～5 kV，電壓的增大勢必會降低影像對比度。為提高裂紋類線狀缺陷的檢出率，理論上應選用低一些的電壓，延長曝光時間以增加曝光量來達到合適的底片黑度［5］，但會降低檢測效率；所以在發動機產品檢測的實際應用中，針對不同的產品特點應統籌兼顧檢測質量和效率。

3.2 膠片在產品中的應用

依據兩種膠片在不同材料下的曝光曲線，選用合適的透視參數，對部分具有代表性的發動機產品進行檢測，分析比較兩種膠片在實際產品檢測中的差異，以確定L7型膠片在發動機上的適用范圍。

被選取的產品，首先根據工藝文件，采用IX100型膠片對產品進行正常的透視，測量IX100型底片黑度，調整透照參數后，采用L7 型膠片進行重復透視，使兩種型號的底片黑度一致，且處于2.0～3.0 區間內，記錄透視結果和影像質量。

3.2.1 在鑄造產品中的應用

選取ZG1Gr18Ni9Ti、ZL104、ZTC4、K4202、S-08 4 種材料，厚度分布區間為2 ～38 mm 的10 種鑄造產品進行試驗比對。

由現場射線底片影像可知，相同透視參數下，L7型膠片在用于檢測具有厚度差的鋁鑄件時，底片灰霧度和影像不清晰度稍高于IX100，但具有更好的寬容度，如圖6所示。L7 型應用于鋼鑄件和鈦鑄件檢測時，底片影像綜合質量與IX100型膠片接近。

圖6 鋁鑄件夾雜檢測結果對比Fig.6 Comparison of detection results of inclusions in aluminum castings

3.2.2 在焊接產品中的應用

選取熔焊、電子束焊接、釬焊、擴散焊產品共計14種，厚度區間為1～20 mm。

由現場射線底片影像可知，相同透視參數下，L7型膠片可以應用于液體火箭發動機產品上的銑槽釬焊道堵塞檢測和大部分熔焊縫的射線檢測。如圖7所示，相同透照參數下，L7型膠片檢測出的熔焊焊縫未焊透影像輪廓不清晰度高于IX100型膠片，但缺陷長度接近，說明L7型膠片影像對比度稍差，不建議應用于釬焊縫焊角處缺陷的射線檢測。

圖7 熔焊焊縫未焊透檢測結果對比Fig.7 Comparison of incomplete penetration test results of fusion weld

4 結論

（1）L7 型膠片本底灰霧度稍大于IX100型膠片，抗偽缺陷能力不如IX100型，但仍具有良好的底片清晰度。

（2）L7 型膠片靈敏度遜于IX100 型膠片，寬容度高于IX100 型；但兩者均屬于GB/T19348.1—2003 規定的T3范疇膠片，綜合性能比較接近。

（3）L7 型膠片適用于發動機上具有變截面的鋁鑄件、機加余量不大的鋼鑄件、鈦鑄件及大部分熔焊縫的射線檢測。