孫振江
(洛陽(yáng)欣隆工程檢測(cè)有限公司 , 河南 洛陽(yáng) 471012)
鑄造鋁合金作為傳統(tǒng)的金屬材料,由于其具有較高的比強(qiáng)度與較小的密度,被廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械及汽車等諸多領(lǐng)域。隨著社會(huì)的科學(xué)與工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展,近年來(lái)我國(guó)對(duì)鑄造鋁合金的數(shù)量與質(zhì)量上的需求都有著大幅度的提升。鑄造產(chǎn)品的質(zhì)量直接影響著使用者的切身利益,甚至直接影響使用者的人身安全,因此鑄件在出廠前需對(duì)其進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)以保證鑄件質(zhì)量。射線檢測(cè)是鑄件檢測(cè)中十分重要的檢測(cè)方法,其在生產(chǎn)中的應(yīng)用比例達(dá)到了40%左右。
在射線檢測(cè)過(guò)程中,許多因素都會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成影響。例如,管電壓作為X射線產(chǎn)生的主要條件之一,對(duì)檢測(cè)效果有很重要的影響。在其他參數(shù)相同的情況下,不同的管電壓在對(duì)相同工件、相同部位的檢測(cè)會(huì)產(chǎn)生不同的效果。在實(shí)際檢測(cè)中會(huì)遇到很多復(fù)雜部件,漸變的厚度會(huì)提升射線檢測(cè)的難度,而如何快速確定管電壓的大小,成為實(shí)際檢測(cè)的關(guān)鍵問(wèn)題。本文以鑄鋁件為材料,進(jìn)行研究分析,通過(guò)對(duì)射線檢測(cè)時(shí)變量的控制,分析如何對(duì)影響因素進(jìn)行控制,使其影響因素降至最低,達(dá)到高效檢測(cè)鑄鋁件的目的。
實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備及材料有XXQ-150型射線機(jī)、HB7684像質(zhì)計(jì)、鋁制梯形試塊、鑄鋁工件(內(nèi)含缺陷)、自動(dòng)洗片機(jī)、黑度計(jì)、觀片燈、鉛板、暗袋、膠片。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況以及射線檢測(cè)照相最小焦距的要求,選擇焦距為1 000 mm作為固定焦距來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。因備件為輕薄鋁件,電壓<100 kV,故理論上不使用增感屏。為防止背散射,在暗袋后方添加背鉛板防護(hù),防止背散射對(duì)照相結(jié)果干擾。因?yàn)槭褂帽炽U板防護(hù),故增加鉛箔增感后屏,防止背防護(hù)鉛板造成的散射對(duì)照相結(jié)果產(chǎn)生影響。
因被檢件表面較光滑,厚薄差距較小,膠片大于被檢件相關(guān)部位,未達(dá)成使用其他散射防護(hù)的條件,所以不采用其他的散射防護(hù)措施。根據(jù)所選設(shè)備XXQ-150型射線機(jī),額定管電流為4 mA,焦距為1 000 mm,焦點(diǎn)尺寸為1.5 mm×1.5 mm。使用鋁制階梯試塊。更改管電壓以及曝光時(shí)間,制作相關(guān)曝光曲線。根據(jù)以上所做3張D-T曲線,查取該黑度值所用參數(shù)。制作相關(guān)E-T曲線,曲線見(jiàn)圖1。
圖1 E-T曲線
被檢件為鋁鑄件,被檢部位為直角棱角處,檢測(cè)厚度20 mm,長(zhǎng)度140 mm。選用180 mm×80 mm裝有后增感屏膠片,將其布置與被檢部位,使之與被檢部位貼合,在膠片后方放置規(guī)定格式背散射鉛板以防止背散射。在近源側(cè)粘貼符合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)像質(zhì)計(jì)。按照相關(guān)要求放置工件,調(diào)整焦距,做好安全防護(hù)。按照以下實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作:①根據(jù)所做該射線機(jī)的曝光曲線;設(shè)置曝光時(shí)間2 min,管電壓70 kV作為曝光參數(shù),在膠片后方放置鉛板,進(jìn)行照相。②照相結(jié)束后,更換新膠片,按照曝光曲線,設(shè)置曝光時(shí)間3 min,管電壓60 kV進(jìn)行第二次曝光,并在膠片后方放置鉛板。③照相結(jié)束后,再次更換膠片,按照曝光曲線,設(shè)置曝光時(shí)間4 min,管電壓50 kV進(jìn)行曝光,并在膠片后方放置鉛板。④照相結(jié)束后,更換膠片,設(shè)置曝光時(shí)間3 min,管電壓60 kV的曝光參數(shù),此次曝光不設(shè)置背鉛板,進(jìn)行照相。⑤照相結(jié)束后,更換膠片,設(shè)置曝光時(shí)間4 min,管電壓50 kV的曝光參數(shù),同樣不設(shè)置背鉛板,進(jìn)行照相。⑥曝光結(jié)束后,將實(shí)驗(yàn)?zāi)z片進(jìn)行暗室處理。
測(cè)定黑度值,經(jīng)過(guò)黑度計(jì)測(cè)試,可以得出使用曝光時(shí)間2 min、70 kV管電壓的情況下,在被檢區(qū)域附近最大黑度為3.23,最小黑度為2.76。第二組使用曝光時(shí)間3 min、60 kV管電壓的情況下,在被檢區(qū)域附近最大黑度為3.20,最小黑度為2.80。第三組曝光時(shí)間4 min、50 kV管電壓的曝光條件下,相同位置處最大黑度為3.17,最小黑度為2.85。因被檢部位厚度為20 mm,根據(jù)選用像質(zhì)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),均可以清晰看到11號(hào)絲,說(shuō)明帶背鉛板防護(hù)的3膠片黑度清晰度標(biāo)準(zhǔn),可以進(jìn)行評(píng)片。對(duì)比2張不設(shè)置背鉛板防護(hù)的膠片,黑度下降,2張膠片相同位置黑度最大值為2.7,黑度最小值為2.3,但膠片虛化嚴(yán)重,清晰度不足,不符合該檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的黑度值要求,判定為廢片。檢測(cè)膠片如圖2所示。
在膠片上,可以清晰地看到裂紋狀缺陷,判定該缺陷為裂紋缺陷。分辨底片可看出,在使用曝光量8 mA·min、管電壓70 kV、焦距1 000 mm的參數(shù)條件下以及使用曝光量12 mA·min、管電壓60 kV、焦距1 000 mm的參數(shù)條件下均可以識(shí)別出11號(hào)絲,而在使用16 mA·min、管電壓50 kV、1 000 mm焦距的參數(shù)條件下,可以識(shí)別到12號(hào)絲。由此得出曝光量高的情況下,如果其他參數(shù)相同,那么清晰度會(huì)更高。
a.12 mA·min、60 kV,有背散射防護(hù)底片 b.16 mA·min、50 kV,有背散射防護(hù)底片 c.8 mA·min、70 kV,有背散射防護(hù)底片 d.12 mA·min、60 kV,無(wú)背散射防護(hù)底片 e.16 mA·min、50 kV,無(wú)背散射防護(hù)底片
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,在進(jìn)行射線檢測(cè)時(shí),管電壓與曝光量會(huì)對(duì)鑄件射線檢測(cè)質(zhì)量產(chǎn)生影響。在以管電壓為變量,其他量為常量的情況下,會(huì)導(dǎo)致所照射底片黑度發(fā)生改變。過(guò)高的黑度與過(guò)低的黑度都不利于對(duì)底片的觀察,不利于對(duì)缺陷的評(píng)定與分析。
在以曝光量為變量的情況下,以底片黑度相同的情況為基準(zhǔn),同時(shí)改變管電壓,在相同的黑度情況下,觀察底片,更大的曝光量會(huì)有較高的清晰度,更利于對(duì)細(xì)小缺陷進(jìn)行分辨,檢測(cè)出更細(xì)小的缺陷,提高檢測(cè)靈敏度。實(shí)際操作中,需要注意散射線的防護(hù),在檢測(cè)中,添加背鉛板防護(hù)的實(shí)驗(yàn)組所拍攝的膠片清晰度更高,更宜檢測(cè)出缺陷,在相同情況下拍攝的不增加鉛板的膠片,散射線較嚴(yán)重,膠片的黑度較低,不利于觀察。因此在實(shí)際檢測(cè)中,需要注意散射線的防護(hù)。