摘要：本文主要探討了環(huán)縫內(nèi)透偏心法（F<R）可以周向曝光的問題
　　關(guān)鍵詞：射線透照 偏心法 周向曝光 K值
　　壓力容器在我廠靜設(shè)備中占有舉足輕重的地位，93.1.1脫餾罐的爆炸就證明了壓力容器安全運(yùn)行的重要性。而壓力容器制造過程中的無(wú)損檢測(cè)也是絕不容忽視的，無(wú)損檢測(cè)是把好壓力容器安全關(guān)口的最后也是最重要的一道防線。
　　渤海公司自97年取得勞動(dòng)部門頒發(fā)的一、二類壓力容器制造資格以來(lái)，首先為七三五工程立下了汗馬功勞，預(yù)制了近二十臺(tái)容器，近百米的二催油氣大管、煙道。在近幾年的聚丙烯三、四、五套裝置、二甲基椏楓一、二期工程中，無(wú)損檢測(cè)更是起到了重要的作用，承攬了整個(gè)工程的檢測(cè)任務(wù)。
　　壓力容器無(wú)損檢測(cè)是一項(xiàng)非常細(xì)致而嚴(yán)肅的工作，檢測(cè)前我們首先制定工藝卡,初步設(shè)定工藝過程。但在設(shè)制工藝卡是，我們卻經(jīng)常遇到非常困惑棘手的問題，就是對(duì)容器環(huán)縫內(nèi)透偏心法(F
　　有時(shí)計(jì)算不出最少透照次數(shù)和一次透照長(zhǎng)度，例如對(duì)氣分改造工程中脫丙烷塔、二催改造油汽大管、煙道等等的檢測(cè)。
　　下面以脫丙烷塔為例，脫丙烷塔的規(guī)格為φ2400×26mm由于筒徑較大、壁厚也較厚，而檢測(cè)比例為20%，就其而言，最佳檢測(cè)方法為周向曝光，但當(dāng)時(shí)我們的設(shè)備為周向250KV的X光機(jī)，在焦距F=1200mm的情況下，其透照能力不夠，于是我們采用(F
　　在制定檢測(cè)丙烷塔的探傷工藝時(shí)，我們按照標(biāo)準(zhǔn)中給出的公式進(jìn)行計(jì)算(參照?qǐng)D1)，其公式為：
　　θ=Cos-1[{1+(K2-1)T/D}/K]
　　η=Sin-1[D0Sinθ/(D0-2F)]
　　α=η-θ
　　N=180/α
　　公式中：
　　α —— 一次透照半中心角;
　　θ —— 影像最大失真角;
　　η —— 有效半輻射角;
　　T —— 工件厚度;
　　D —— 容器外直徑;
　　K —— 透照厚度比，即K=T`/T(參照?qǐng)D2)。它是評(píng)價(jià)射線透照影象是否失真的最主要因素，在射線透照過程中要首先考慮K值的要求，在標(biāo)準(zhǔn)JB-4730中：環(huán)縫 A級(jí)和AB級(jí)透照K值取1.1。
　　針對(duì)丙烷塔，我們?nèi)=1000mm;小于R=1200mm;
　　即：
　　θ=Cos-1[(1+(K2-1)T/D)/K]
　　=Cos-1[1+(1.12-1)26/2400/1.1]
　　=24.30
　　η=Sin-1[D0Sinθ/(D0-2F)]
　　=Sin-1[2400Sin24.30/(2400-2×1000)]
　　=Sin-12.47 (沒有意義)
　　由于η角沒有意義，也就無(wú)法計(jì)算最少透照次數(shù)N和一次透照長(zhǎng)度L3了。當(dāng)時(shí)我們百思不得其解，問了幾位檢測(cè)專家也得不出說(shuō)服力的答復(fù)。
　　在上述公式中，要想使η角有意義，必須使
　　D0Sin24.30/(D0-2F)≤1，
　　即2400Sin24.30/(2400-2F)≤1
　　得出F≤708 mm
　　為什么F必須小于等于708mm，而在708 ~ 1200mm之間不存在呢?我對(duì)此做了詳細(xì)的研究和探討。發(fā)現(xiàn)教材中給出的公式為F遠(yuǎn)小于R的情況，而我們實(shí)際工作中所用的F在708 ~ 1200mm之間、即焦點(diǎn)離圓心較近的這種情況，沒有考慮到。
　　焦點(diǎn)離圓心較近的情況，既然無(wú)法計(jì)算出一次透照長(zhǎng)度，那么是否可以用偏心法達(dá)到周向曝光的效果呢?下面就討論射線源與圓心的距離在什么范圍時(shí)，才能保證K值符合標(biāo)準(zhǔn)要求，獲得質(zhì)量符合要求的底片。
　　如圖3所示，當(dāng)射線源置于P點(diǎn)時(shí)，只要各透照部位K值滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，則射線源置于以O(shè)為圓心，以O(shè)P為半徑的圓的范圍內(nèi)進(jìn)行透照，均可滿足標(biāo)準(zhǔn)對(duì)K值的要求。
　　下面證明射線源置于P點(diǎn)時(shí)，PA(或PD)透照方向的K值為最大。此處K1=AB/T，只要PA透照方向的K值滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，則此透照布置就滿足標(biāo)準(zhǔn)對(duì)K值的要求。
　　過P點(diǎn)任意作一條直線EH，則PE(或PH)透照方向上的K值為K2=EF/T，只要證明AB>EF，即可證明K1>K2。
　　AB =(R2-OP2)1/2-(r2-OP2)1/2
　　EF = (R2-OI2)1/2-(r2-OI2)1/2
　　因?yàn)镺IEF(只要證明函數(shù) y =(R2-x2)1/2-(r2-x2)1/2為單調(diào)遞增函數(shù)即可，這里證明從略)。
　　因?yàn)?br /> 　　θ=Cos-1[(1+(K12-1)T/D0)/K1]
　　當(dāng)D>>T時(shí)，取K=1.1，則
　　OP=RSinθ=Rsin[Cos-1(1+(K12-1)T/D0)/K1]
　　=Rsin[Cos-1(1/1.1)]
　　=0.417R
　　所以，當(dāng)OP≤0.417R時(shí)，可采用周向曝光，而滿足K≤1.1的要求。這個(gè)結(jié)論與我們實(shí)際工作中的疑問，即F在708 ~ 1200mm的情況基本符合，(1-0.417)×1200=700mm≈708mm，此時(shí)
　　Fmax=R+OP=R+0.417R=1.417R
　　Fmin=R-OP=R-0.417R=0.583R
　　設(shè)周向曝光時(shí)O1處的實(shí)際曝光量及底片黑度分別為E1和D1，O2處的實(shí)際曝光量及底片黑度分別為E2和D2，膠片的平均對(duì)比度為r。
　　r =(D2-D1)/(lgE2-lgE1)
　　D2-D1= r(lgE2-lgE1)= r lg(E2/E1)
　　= r lg(Fmax2/Fmin2)
　　=0.77 r
　　取r =3.0則
　　D2-D1=0.77 r =0.77×3.0
　　=2.31
　　JB4730-94標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)AB級(jí)X射線探傷規(guī)定的底片黑度范圍為1.2 ~ 3.5。
　　ΔD=3.5-1.2=2.3
　　由于一般工業(yè)探傷用非增感型膠片的 r >3.0，所以在實(shí)際探傷中，若射線源置于OP=0.417R的P處，用相同的曝光時(shí)間，雖然滿足標(biāo)準(zhǔn)對(duì)K值的要求，但底片中黑度難以滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。換句話說(shuō)，只要底片黑度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，則這種透照布置一般均滿足K≤　1.1的要求。
　　采用源置于圓心的周向曝光法透照筒體環(huán)縫是一種最佳的透照方法，此時(shí)，各處的曝光量相同，橫向裂紋檢出角θ=0，既能得到黑度均勻的底片，也便于發(fā)現(xiàn)垂直于表面的裂紋，但在實(shí)際工作中，不可能保證射線源正好處于圓心，通過本次推導(dǎo)可以得出，只要射線源置于以O(shè)為圓心，以0.417R為半徑的圓的范圍內(nèi)透照，均可滿足標(biāo)準(zhǔn)對(duì)K值的要求。這樣，無(wú)論是周向X光機(jī)，還是定向X光機(jī)都不用再通過公式計(jì)算最少透照次數(shù)和一次透照長(zhǎng)度，因?yàn)樵谄木?le;0.417R的范圍內(nèi)，無(wú)論怎樣放置都能滿足K值的要求。如果為定向X光機(jī)，只考慮透照?qǐng)龅拇笮。绻麨橹芟騒光機(jī)，只考慮各處曝光量的差異，而不用再挪移X光機(jī)。
　　通過這次對(duì)筒體環(huán)縫內(nèi)透偏心法(F<R)的探討，為我們以后的工作帶來(lái)了更多的方便和更充分的技術(shù)根據(jù)。