关于ASME V SE-94表1半价层的讨论

热度 5已有 1132 次阅读2011-5-29 17:47

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-941给出的数值显然是矛盾的。

      ASME V SE-941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》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-94-1,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250KVh6.4mm,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


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发表评论 评论 (2 个评论)

回复 丁伟臣 2011-5-30 11:17
对于半价层有两种测法:
1、窄束测量:记录物质与工件一定的距离,而且射线的接受角度在0.01 角度之内。
2、宽束测量:记录物质直接在工件之后。
日常工作当然宽束更有指导意义。
美标ASTM E94中所给数据为宽束测试对应射线能量(有效能量)的关系,可直接应用于日常工作。如需要具体窄束数据可查美国射线检测手册,低能部分有些差别,但高能部分基本相当。
回复 梁金昆 2011-5-30 21:53
ASME SE-94表1所给高能部分半价层数据,与《美国无损检测手册.射线卷》表6-1十分接近。而后者明确被称为“典型的宽束半值层”。这也是我认为:ASME SE-94表1所列半价层为宽束半价层的原因。

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