摘要：本文主要探討了環縫內透偏心法（F<R）可以周向曝光的問題
　　關鍵詞：射線透照 偏心法 周向曝光 K值
　　壓力容器在我廠靜設備中占有舉足輕重的地位，93.1.1脫餾罐的爆炸就證明了壓力容器安全運行的重要性。而壓力容器制造過程中的無損檢測也是絕不容忽視的，無損檢測是把好壓力容器安全關口的最后也是最重要的一道防線。
　　渤海公司自97年取得勞動部門頒發的一、二類壓力容器制造資格以來，首先為七三五工程立下了汗馬功勞，預制了近二十臺容器，近百米的二催油氣大管、煙道。在近幾年的聚丙烯三、四、五套裝置、二甲基椏楓一、二期工程中，無損檢測更是起到了重要的作用，承攬了整個工程的檢測任務。
　　壓力容器無損檢測是一項非常細致而嚴肅的工作，檢測前我們首先制定工藝卡,初步設定工藝過程。但在設制工藝卡是，我們卻經常遇到非常困惑棘手的問題，就是對容器環縫內透偏心法(F
　　有時計算不出最少透照次數和一次透照長度，例如對氣分改造工程中脫丙烷塔、二催改造油汽大管、煙道等等的檢測。
　　下面以脫丙烷塔為例，脫丙烷塔的規格為φ2400×26mm由于筒徑較大、壁厚也較厚，而檢測比例為20%，就其而言，最佳檢測方法為周向曝光，但當時我們的設備為周向250KV的X光機，在焦距F=1200mm的情況下，其透照能力不夠，于是我們采用(F
　　在制定檢測丙烷塔的探傷工藝時，我們按照標準中給出的公式進行計算(參照圖1)，其公式為：
　　θ=Cos-1[{1+(K2-1)T/D}/K]
　　η=Sin-1[D0Sinθ/(D0-2F)]
　　α=η-θ
　　N=180/α
　　公式中：
　　α —— 一次透照半中心角;
　　θ —— 影像最大失真角;
　　η —— 有效半輻射角;
　　T —— 工件厚度;
　　D —— 容器外直徑;
　　K —— 透照厚度比，即K=T`/T(參照圖2)。它是評價射線透照影象是否失真的最主要因素，在射線透照過程中要首先考慮K值的要求，在標準JB-4730中：環縫 A級和AB級透照K值取1.1。
　　針對丙烷塔，我們取F=1000mm;小于R=1200mm;
　　即：
　　θ=Cos-1[(1+(K2-1)T/D)/K]
　　=Cos-1[1+(1.12-1)26/2400/1.1]
　　=24.30
　　η=Sin-1[D0Sinθ/(D0-2F)]
　　=Sin-1[2400Sin24.30/(2400-2×1000)]
　　=Sin-12.47 (沒有意義)
　　由于η角沒有意義，也就無法計算最少透照次數N和一次透照長度L3了。當時我們百思不得其解，問了幾位檢測專家也得不出說服力的答復。
　　在上述公式中，要想使η角有意義，必須使
　　D0Sin24.30/(D0-2F)≤1，
　　即2400Sin24.30/(2400-2F)≤1
　　得出F≤708 mm
　　為什么F必須小于等于708mm，而在708 ~ 1200mm之間不存在呢?我對此做了詳細的研究和探討。發現教材中給出的公式為F遠小于R的情況，而我們實際工作中所用的F在708 ~ 1200mm之間、即焦點離圓心較近的這種情況，沒有考慮到。
　　焦點離圓心較近的情況，既然無法計算出一次透照長度，那么是否可以用偏心法達到周向曝光的效果呢?下面就討論射線源與圓心的距離在什么范圍時，才能保證K值符合標準要求，獲得質量符合要求的底片。
　　如圖3所示，當射線源置于P點時，只要各透照部位K值滿足標準要求，則射線源置于以O為圓心，以OP為半徑的圓的范圍內進行透照，均可滿足標準對K值的要求。
　　下面證明射線源置于P點時，PA(或PD)透照方向的K值為最大。此處K1=AB/T，只要PA透照方向的K值滿足標準要求，則此透照布置就滿足標準對K值的要求。
　　過P點任意作一條直線EH，則PE(或PH)透照方向上的K值為K2=EF/T，只要證明AB>EF，即可證明K1>K2。
　　AB =(R2-OP2)1/2-(r2-OP2)1/2
　　EF = (R2-OI2)1/2-(r2-OI2)1/2
　　因為OIEF(只要證明函數 y =(R2-x2)1/2-(r2-x2)1/2為單調遞增函數即可，這里證明從略)。
　　因為
　　θ=Cos-1[(1+(K12-1)T/D0)/K1]
　　當D>>T時，取K=1.1，則
　　OP=RSinθ=Rsin[Cos-1(1+(K12-1)T/D0)/K1]
　　=Rsin[Cos-1(1/1.1)]
　　=0.417R
　　所以，當OP≤0.417R時，可采用周向曝光，而滿足K≤1.1的要求。這個結論與我們實際工作中的疑問，即F在708 ~ 1200mm的情況基本符合，(1-0.417)×1200=700mm≈708mm，此時
　　Fmax=R+OP=R+0.417R=1.417R
　　Fmin=R-OP=R-0.417R=0.583R
　　設周向曝光時O1處的實際曝光量及底片黑度分別為E1和D1，O2處的實際曝光量及底片黑度分別為E2和D2，膠片的平均對比度為r。
　　r =(D2-D1)/(lgE2-lgE1)
　　D2-D1= r(lgE2-lgE1)= r lg(E2/E1)
　　= r lg(Fmax2/Fmin2)
　　=0.77 r
　　取r =3.0則
　　D2-D1=0.77 r =0.77×3.0
　　=2.31
　　JB4730-94標準中對AB級X射線探傷規定的底片黑度范圍為1.2 ~ 3.5。
　　ΔD=3.5-1.2=2.3
　　由于一般工業探傷用非增感型膠片的 r >3.0，所以在實際探傷中，若射線源置于OP=0.417R的P處，用相同的曝光時間，雖然滿足標準對K值的要求，但底片中黑度難以滿足標準的要求。換句話說，只要底片黑度滿足標準要求，則這種透照布置一般均滿足K≤　1.1的要求。
　　采用源置于圓心的周向曝光法透照筒體環縫是一種最佳的透照方法，此時，各處的曝光量相同，橫向裂紋檢出角θ=0，既能得到黑度均勻的底片，也便于發現垂直于表面的裂紋，但在實際工作中，不可能保證射線源正好處于圓心，通過本次推導可以得出，只要射線源置于以O為圓心，以0.417R為半徑的圓的范圍內透照，均可滿足標準對K值的要求。這樣，無論是周向X光機，還是定向X光機都不用再通過公式計算最少透照次數和一次透照長度，因為在偏心距≤0.417R的范圍內，無論怎樣放置都能滿足K值的要求。如果為定向X光機，只考慮透照場的大小，如果為周向X光機，只考慮各處曝光量的差異，而不用再挪移X光機。
　　通過這次對筒體環縫內透偏心法(F<R)的探討，為我們以后的工作帶來了更多的方便和更充分的技術根據。