关于全景或周向曝光允许偏心距〔e〕的讨论

摘 要 ：

      本文是个简单的几何问题，试图回答：

      (1)偏心内照，哪个方向上，射线的穿透厚度比最大？

      (2)K值不超过要求时，允许的偏心距〔e〕的计算方法。

 

1 问题的提出

      全景或周向曝光，射线源均应处于球形或园筒形设备的中心，此时透照厚度比K=1，焊接接头上横向裂纹的(最大)照射角θ=0度；如果安装支架时，有些偏心，K值就会大于1，但不一定超过标准对环缝K值的要求。比如AB级环缝，标准要求的K≤1.1，有些偏心，K值也不一定大于1.1。那么偏心距e该是多大，才使K值超过1.1呢？讨论这个问题的实用价值虽然不大，但本文愿作为一种简单几何知识，供读者朋友参考。如有不当，请专家和读者朋友指正。

2 偏心内照，K值最大处在哪里？

      使用全景或周向射源，偏心透照，设η为有效辐射半角，当η=90度时，透照厚度比K值最大，此时θ角也最大(K和θ二者是上升关系)，这一推论，是由下面正弦定律反证而得出的：

                      θ=sin-1〔(e/r).sinη〕             (1)

      式中：

         e—射线源偏心距。当焦距F小于外半径R时，e=R-F；当F大于R时，e=F-R。

         r—设备内半径。r=R-T。R为设备外半径，T为设备壁厚；

        η一射线辐射半角；

        θ一与K值、T/D0有关的照射角。

      当η=90度时，.sinη=1，θ角最大。偏心内照，辐射半角η=90度的方向上射线穿透厚度比(K值)最大。此时

                         Sinθ=e/r                               (2)    

3 标准规定的K值和允许的〔θ〕角的关系

      内照法，θ角的顶点在设备内壁圆周上，K值和θ角的关系应用资料〔1〕第112~113页公式(4一23)或(4一26)。当T/Di≤3%时，不必计算，AB级K=1.1，直接取〔θ〕=25度、B级K=1.06，直接取〔θ〕=20度，就可以满足工程计算要求了。

4 标准允许的偏心距〔e〕的计算

      AB级 k=1.1〔θ〕=25度     〔e〕=sin25度.r=0.422.r       (3)

        B级  K=1.06 〔θ〕=20度  〔e〕=sin20度.r=0.34.r        (4)

      式中：r，同上，，设备内半径。

5 讨论

      (1)当实用的偏心距e小于〔e〕时，仍可对整个球或整个圆周进行一次性曝光。此时K值虽大于1，但仍小于1.1。但应注意：在源所处的同一直径上，有最小和最大两个焦距，最小焦距处的底片评定区的最大黑度，不宜超过标准规定上限；焦距最大处底片评定区的最小黑度，不应低于标准规定下限。

      (2)实际使用时，只要整球或整周底片黑度范围符合标准，射线源大体上处于中心位置就行了，没有、也不必有严格要求。

      (3) 当偏心距e大于AB级或B级允许的〔e〕时，才有必要进行η角、α角及透照次数N的计算。

参考资料〔1〕：强天鹏主编.射线检测.北京：中国劳动社会保障出版社，2008.

附：今年元旦以来，血压波动、右臂酸疼，似乎难以写博文了；但“乐此不疲”的兴趣，又支持我写了此文。