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0 问题的提出
日本《射线探伤B》表1.1列出了(窄束)连续X射线、在管电压为250KV时、通过0~20mm厚度钢后的半价层(此表也可见强天鹏先生主编的《射线检测》2007版第23页表1-6)。从表中可见250KV(窄束)X射线,通过不同钢件厚度时,半价层是逐渐变大的,钢件厚度为20mm时,半价层为3.8mm。这一试验结果与ASME V SE-94表1给出的数值显然是矛盾的。
ASME V SE-94表1列出了“常用射线能量下的典型的钢半价层厚度”。这个钢半价层厚度是怎么得来的呢?是实测值、还是计算值?我进行了一些推证,得出了两个结论。现发表出来,如有不当,敬请指正。
1 我的推证
不同管电压下,钢的线衰减系数与其半价层厚度的关系可用下式计算
μ=0.693/h (1)
式中:μ一线衰减系数,单位/cm;
h一半价层厚度,单位cm。
用公式(1)计算出的μ值,再查《美国无损检测手册.射线卷》表20-16 铁,用插入法,反推出铁在此线衰减系数下的单一射线能量,将计算结果列入表1。
表1 常用射线能量下的典型的钢半价层厚度
(摘自ASME SE-94-表1,表中线衰减系数、相当单一能量两行系笔者所加)
管电压(KV) 半价层h(mm) 线衰减系数μ(/cm) 相当单一能量(KeV)
120 2.5 2.77 120
150 3.6 1.925 140
200 5.1 1.36 180
250 6.4 1.08 220
400 8.9 0.78 390
2 我的结论
1)由于连续X射线能谱复杂、且其半价层因透过工件厚度而不同,ASTM使用了连续X射线能谱中最大光子能量,作为其单一能量,查出其线衰减系数μ,从而用公式(2)计算出半价层h的:
h=0.693/μ (2)
至于表中单一能量和管电压数值有些误差,可能是因钢与铁不同、或插入计算误差而引起的;
2)如前所述,《射线探伤B》表1.1给出的结果是:在250KV管电压下、透过20mm厚钢件,其实测半价层为3.8mm;那么ASTM在表中给出250KV的h为6.4mm,还有什么意义呢?我认为:《射线探伤B》的试件距测试探头1米,探头接受的是不包括散射线的窄束射线;而实际使用的却是宽束射线,散射线补偿、扩大了半价层厚度。试验数据表明:宽束连续X透射线半价层接近或略大于上表中的数值。在这个意义上说,我认为:美国的教程、标准更加实用。