Классификационная система для промышленных рентгеновских пленок

Классификационная система для промышленных рентгеновских пленок по EN 584-1

Пленочная система - это комбинация пленки, свинцовой фольги и процесса химико-фотографической обработки пленки, который выполняется в соответствии с инструкцией изготовителя пленки и/или изготовителя химикатов для ее обработки.

Экспонирование пленок для оценки их характеристик.

Пленки должны экспонироваться излучением рентгеновской трубки с вольфрамовым анодом. Собственная фильтрация излучения трубкой и расположенным как можно ближе к окну трубки медным фильтром суммарно должна быть эквивалентна ослаблению слоем (8 ± 0,05) мм Cu. Напряжение на трубке следует устанавливать так, чтобы слой (3,5 ± 0,2) мм Cu ослаблял плотность потока излучения в 2 раза. Обычно это реализуется при напряжении около 220 кВ. Пленка должна быть заключена между двумя свинцовыми усиливающими экранами толщиной от 0,02 до 0,04 мм. При использовании пленки с односторонней эмульсией, она должна быть обращена эмульсией к трубке. Между пленкой и экранами следует обеспечить хороший контакт.

Коэффициент пропускания радиографической пленки (t) есть отношение светового потока Ф, прошедшего через область почернения пленки на прозрачной основе, к световому потоку Фd падающему на нее: t = Ф/Ф0.

Оптическая плотность почернения (О) радиографической пленки характеризует радиографическое изображение и определяется как десятичный логарифм величины, обратной коэффициенту пропускания: О = lg(1/t).

Максимальная оптическая плотность почернения на радиографических пленках может достигать 10 или 11. В радиационном контроле оптическая плотность составляет, как правило, 2 -; 4. На элементах снимка размером 1 -; 3 мм эту характеристику обычно измеряют с помощью денситометров, а на элементах снимка площадью до 0,01 мм2 - с помощью микроденситометров и микрофотометров.

Экспозиция (доза излучения), К - отношение средней энергии, переданной излучением веществу в элементарном объеме, к массе вещества в этом объеме. В системе СИ измеряется в грэях (1 Гр = 1 Дж/кг).

Характеристическая кривая пленки представляет графическую зависимость оптической плотности почернения от логарифма экспозиции. Чтобы получить достоверную кривую, необходимо сделать, по крайней мере, 12 снимков, оптическая плотность которых равномерно распределена в диапазоне 1,0 -; 5,0 без учета составляющей плотности D0, вызванной наличием вуали и подложки пленки.

Чувствительность (S) - величина, обратная значению дозы КS  в грэях: S =1/КS, необходимой для достижения заданного значения оптической плотности D обработанной пленки. Например, D=2 без учета составляющей плотности D0.

Градиент (G) - локальная крутизна характеристической кривой D = f(lg10К) - является мерой достижимого значения контраста. Определяется как производная оптической плотности по логарифму экспозиции: G = dD/d(lgК) = (К/lg е) (dD/dК) при заданном значении оптической плотности (О - О0), где К, Гр - доза для получения плотности D - D0, и D0 - оптическая плотность неэкспонированной обработанной пленки, включая подложку (оптическая плотность вуали и подложки). Градиент G должен измеряться с погрешностью не более 5 % при доверительной вероятности 0,95.

Гранулярность (crD) - это флуктуации оптической плотности равномерно экспонированного и проявленного фотоматериала, оцениваемые инструментальными методами, например, с помощью микроденситометра. 

Оптическая плотность пленки при оценке ее структурометрических характеристик должна составлять D = (2,00 ± 0,05) + D0, диапазон сканирования - не менее 100 мм при диаметре диафрагмы микроденситометра (100 ± 5) мкм.

Таблица 1   

Класс пленки

Gmin

(G/σD)min

при 0=2

(σD)max

при 0=2

0=2

0=4

С1

С2

Сз

С4

С5

С6

4,5

4,3

4,1

4,1

3,8

3,5

7,5

7,4

6,8

6,8

6,4

5,0

30

270

180

150

120

10

0,018

0,018

0,023

0,028

0,032

0,039

Для отсечки низкочастотных шумов данные, поступающие с микроденситометра, должны фильтроваться фильтрами нижних частот с граничной пространственной частотой 0,1 пар линий/мм. Погрешность измерения SD допускается не более 10 % при доверительной вероятности 0,95. Необходимо осуществить минимум 6 измерений на разных пленках.

Отношение градиент/шум - это частное от деления градиента G на σD. Достаточно низкое значение этого отношения для промышленных пленок является необходимым следствием требования низкой плотности вуали при длительном хранении пленок. С увеличением размеров зерен фотоэмульсии, энергии ионизирующего излучения и времени проявления гранулярность возрастает.

Класс пленок по EN 584-1 зависит от граничных значений градиента G, гранулярности σD и отношения GD  (табл. 1).

Примечание: значения оптической плотности D указаны  без  учета  составляющей  D0

 

Взаимосвязь EN 584-1 с другими классификационными системами

В табл. 2 - 4 приводится информация об условном (приближенном) соответствии широко известных в мире классификационных классов пленочных систем.

Таблица 2

 

Фирма

 

Тип

Ручная  обработка

Машинная  обработка

 1      2     3     4

 5     6      7     8

AGFA

D2
D3
D4
D5
D7
D8
С1
С2
Сз
С4
С5
С6
С1
С2
С3
С4
С5
С6

FUJI

IX25
IX29
IX50
IX59
IX 80
IX100
IX150
С2
С5
С2
С6
Сз
С4
С6
С1    С1
С5    С5
С2    С2
С6    С6
С3    С3
С5    С5
С5    С6

FOMA

R4
R5
R7
R8
С3
С4
С5
С6
С3
С4
С6
С6

Kodak (пленка INDUSTREX)

DR M
MX125
T200
AA400
СX
С1
С2
С3
С4
С5
С6
С1
С2
С3
С4
С5
С6
Таблица 3

Класс по

DIN 54111

Типы пленок

AGFA

FOMA

Kodak

G I

G II

G III

G IV

D2, D3

D4, D5

D7

D8

-

R4, R5

R7

R8

DR, M, MX125

T200

AA400, СX

B

 

Таблица 4

СEN

DRAFT  ISO

ASTM

С6

С5

С4, Сз

С2, С1

Т1

Т2

Тз

Т4

TУPE 3

TУPE 2

TУPE 1

SPEСIAL

Реактивы: 1 - FUJI Hi-rendo/1; 2 - AGFA G 128, G 328; 
 3 - FOMADUX LP-T; 4 - KODAK INDUSTREX; 5 - FUJI Superdo/1; 
 6 - AGFA G 135, G 335; 7 - FOMADUX LP-D; 8 - KODAK

В США разрабатывается новый стандарт ASTM Е07-01, в котором качество радиографических промышленных пленок классифицируется в зависимости от значений их сенситометрических и структурометрических параметров. Классификация пленок по этому стандарту (табл. 4) основывается на значениях величин, используемых в Евростандарте EN 584-1 и ISO СD.

Выбор рентгеновских пленок


Выбор специалистом той или иной пленки определяется необходимостью получения рентгеновского снимка с определенной контрастностью и четкостью изображения. Контрастность пленки, ее чувствительность и гранулярность взаимосвязаны между собой: высокочувствительные пленки имеют крупные зерна и низкий предел разрешения, а низкочувствительные - мелкие зерна и высокий предел разрешения. 

Таблица 5    

Класс

Тип зернистости

Качество снимка

Чувствительность

С1; С2
С3; С4
С5
С6
Очень мелкодисперсная Мелкозернистая Средняя Крупнозернистая Очень высокое Высокое Среднее Низкое Очень низкая
Низкая
Средняя
Высокая

С экономической точки зрения желательно, чтобы время экспонирования пленки было как можно короче, однако использование высокочувствительной пленки ограничивается ее зернистостью, которая в значительной мере определяет качество изображения мелких дефектов заводы-изготовители пленок выпускают их с достаточно широким диапазоном по чувствительности, контрастности и гранулярности.

Таблица 6

Коэффициенты относительной экспозиционной эквивалентности для пленок по EN 584

Класс Источники излучения

100 кВ

200 кВ

192 r

60Сo

L NAС/8 MeV

С1
С2
Сз
С4
С5
С6
10,6
4,1
3,1
1,8
1,0
0,7
8,7
4,2
2,6
1,6
1,0
0,7
9,0
5,0
3,0
1,5
1,0
0,7
10,0
5,1
3,1
1,5
1,0
0,7
10,0
5,1
3,1
1,5
1,0
0,7

На основании табл. 1 можно составить качественную классификационную таблицу (табл. 5) с учетом того, что чувствительность пленок хотя и не является классификационным параметром, но непосредственно зависит от значений G, σD, G/σD.

Относительная чувствительность пленочных систем со свинцовыми усиливающими экранами различных классов по EN 584 представлена в табл. 6, где за стандартную пленку выбрана пленка класса С5. Для других пленок значение экспозиции оценивается произведением экспозиции для пленки класса С5 на указанный в таблице коэффициент.

Выбор пленок и металлических экранов для просвечивания сварных швов объектов контроля из сплавов на основе железа, меди и никеля Европейский комитет по стандартизации (EN 444) рекомендует делать в соответствии с табл. 7, а из сплавов на основе алюминия и титана использовать пленки соответственно класса С3 (табл.  8)

Таблица 7    

Классы пленок и типы металлических усиливающих экранов для радиографии стали и сплавов на основе меди и никеля

Источник излучения

Просвечи-  ваемая толщина

Класс пленок1

Тип и толщина (T)  металлических экранов

< 100 кВ
 
            100ч150 кВ
 
150ч250 кВ

 

С3
 
            С3
 
С4
Без экранов или между PЬ-экранами,T<0,03мм
Между -экранами,
T<0,15 мм
То же

69Yb

< 5 мм

С3

Без экранов или между    PЬ-экранами,  T<0,03 мм

1170Tm

≥ 5 мм

С4

МеждуPЬ-экранами, 
0,02<T<0,15 мм
Рентгеновская трубка при напряжении
250 ч 500 кВ
≤ 50 мм

> 50 мм
С4

С4
Между PЬ-экранами,
0,02<T<0,2 мм
Передний экран из PЬ, 0,1<T<0,2мм1)

75Se

 

С4

Передний экран из PЬ, 0,1<T<0,2мм2)

192Ir

 

С4

То же задний экран из PЬ, 0,02<T<0,2мм

60Со

≤ 100 мм
              > 100 мм
С4
          С5
Между экранами из стали или Сu,  0,25<T<0,7мм3)

1ч4 МэВ


4 ч12 МэВ



                           > 12 МэВ
≤ 100 мм
> 100 мм

                   ≤ 300 мм
> 300 мм
 
                                ≤ 300 мм
> 300 мм
С3
С5

             С4
С5

                            С4
 С5

То же


Передний экран из Сu, стали или Ta, T < 1 мм задний экран из Сu или стали, T < 0,5мм4)
Между экранами изTa,
T < 1 мм (передний)5),
T < 0,5 мм (задний)

Основная часть табличного и графического материала, используемого при подготовке технологических документов для проведения эффективного контроля, дается для объектов, выполненных из сплавов на основе алюминия и железа. Коэффициенты радиографической эквивалентности для объектов контроля из других материалов приведены в табл. 9. Значение эквивалентной толщины оценивается произведением толщины объекта контроля на указанный в табл. 9 коэффициент.

Собственная нерезкость изображений дефектов на пленках определяется микроструктурой пленки (экрана) и физикой взаимодействия фотонов первичного излучения с веществом пленки (экрана). На нерезкость преобразования влияет не только средний размер зерна пленки, но и энергия фотонов, поскольку она определяет длину пробега электронов в эмульсии.

 

 

 

Источник излучения

Класс пленок1

Тип и толщина (T)  металлических экранов

< 150 кВ

 

150 ч 250 кВ

250 ч 500 кВ

С3

 

С3

С3

Без экранов или между  -экра- нами, T < 0,03 мм (передний) и T < 0,15 мм (задний)
Между  -экранами, 0,02 <T< 0,15 мм
Между -экранами, 0,1 < T < 0,2 мм

69Yb

 

75Se

С3

 

С3

Между -экранами, 0,02 <T< 0,15 мм

Между -экранами, 0,1 < T < 0,2 мм

1 Могут быть использованы и лучшие классы пленок
                                                                                                           
  Могут быть также использованы:
1) лучшие классы пленок;
2) готовые упаковки пленок с передним экраном с Т < 0,03 мм,
если между объектом контроля и пленкой размещен дополнительный PЬ-экран толщиной около 1 мм;
З) свинцовые экраны толщиной от 0,1 до 0,5 мм;
4) свинцовые экраны толщиной от 0,5 до 1 мм;
5) экраны из вольфрама

В табл. 10 представлены усредненные по экспериментальным данным значения нерезкости преобразования для мелкозернистых и крупнозернистых пленок при различных энергиях фотонов.

Таблица 9
Коэффициенты радиографической
эквивалентности

Материал

Рентгеновское излучение

Гамма-излучение

 

100 кВ

200 кВ

4 - 25 МэВ

192Ir       60Сo

Магний
Алюминий 
и Титан
Сталь
Медь
Цинк
Латунь
Циркони
Свинец
Уран
0,6
1,0
8,0
12,0
18,0
-
-
-
-
-
0,08
0,18
0,35
1,0
1,4
1 3
1,3
2,0
12,0
25,0
-
-
-
1,0
1,3
1,2
1,1
-
3,0
3,9
-           -
0,35      0,35
-           -
1 0        1,0
1,1        1,0
1,1        1 0
1,1        1,1
-           -
4,0        2,3
12,6       3,4
Таблица 10

Энергия излучения, МэВ, или тип источника

Нерезкостьмм

Мелкозернистая пленка

Крупнозернистая пленка

0,05
0,1
0,2
0,3
0,4
1
2
8
31
192Ir
1З7Сs
60Сo
0,03
0,05
0,09
0,12
0,15
0,24
0,32
0,6
1,0
0,13
0,28
0,35
0,05
0,1
0,12
0,15
0,2
0,3
0,45
0,7
1,2
0,2
0,3
0,5

 

 

 

 

 

Примечание:  При напряжении на рентгеновских трубках 100 кВ за стандартный материал принимается алюминий, а при более
высоких напряжениях и при использовании гамма-излучения - сталь


Просмотров: 5780

Дата: Среда, 25 Июля 2012

Новости