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论X射线探伤灵敏度与底片黑度之关系

曾祥照

摘要：理论和试验表明，提高底焊缝区域的黑度，能够提高X射线探伤灵敏度。
一
X射线探伤是锅炉制造中质量检验的重要方法之一，正因为其重要，则要求X射线探伤自身的工作质量要精益求精，要求具有高灵敏度以防止漏检。所谓X射线探伤灵敏度，是指在X射线底片上所能够发现的焊缝内部最小缺陷的能力，它是衡量X射线探伤自身工作质量的重要指标，X射线探伤的技术水平和所用的器材性能水平较集中地反映在这项指标上。探伤灵敏度又与底片黑度、对比度（反差）、清晰度等因素有一定内在联系。为了集中地讨论其中的某一问题，本文仅就是灵敏度与底片黑度之间的相互关系作较深入的探讨。
二
用于无损探伤的X射线通常是由高速运动的电子撞击物质的原子所产生的波长为10-6－10-10厘米的电磁波，它具有穿透金属和其它物质的能力，同时能使胶片感光。当X射线穿透工作时，由于基本金属（如锅炉筒体的母材和焊缝）和内部缺陷（如焊缝内部的气孔、夹渣、未熔合、未焊透、裂纹等）的密度不同，它们对X射线的吸收亦有所不同，使贴在焊缝背面的X光胶片的感光量也有所不同，经暗室显影处理后根据底片上黑化程度的差异，判断是否有“伤”，这就是X射线照相探伤方法的基本原理。
底片黑化程度称为黑度。黑度是指X射至底片上的光通量与透过的光通量的常用对数的比值D。
D=lg(I0/I)----(1)

底片的对比度（反差）是指底片上相邻两有个区域黑度的差异。
△D=D2-D1----(2)

对比度愈大，则缺陷与焊缝金属之间的轮廓界线愈分明，就愈容易判“伤”，因此，探伤灵敏度愈高。
三
X射线穿透物质后，由于被物质所吸收（产生光电效应和散射效应）而消耗能量，射线强度将显著减弱。实验证明，射线减弱具有自然衰减的规律。通过厚度为dt微小薄层物质时，X射线强度衰减量di正比于X射线强度I和穿透层的厚度（如图1） 即：di ∝-Idt 或 di= -μdt …（3）
式中μ为比例常数，与X射线的波长及物质有关系，称为该物质的衰减系数，其单位为厘米-1，负号“－”表示强度的变化是由强变弱，即衰减的意思。由（