一次透照长度的计算1 目的为规范射线检测工作，明确各有关责任人的职责，保证底片质量和检测灵敏度，特制定本规程2 范围2.1本计算方法适用于除双壁双影法一次透照法外其他各种透照方式的一次透照长度L3，以及相关参量如搭接长度△L，有效评定长度Leff，最少曝光次数N等的计算3 职责检测人员或检测工艺编制人员在检测前应根据检测对象和质量要求计算一次透照长度，以确定底片长度并对计算结果的正确性负责4 要求4.1有关长度参量的说明（见图12－1）4.1.1一次透照长度L3图12－1 焊缝透照厚度比示意图一次透照长度是指焊缝射线照相一次透照的有效检测长度，通常用L3表示L3对照相质量和工作效率同时产生影响：选择较大的L3，可以提高检测效率，但在大多数情况下，透照厚度比K和横向裂纹检出角θ均随L3的增加而增大，这对射线照相质量是不利的实际工作中对L3的选取要受两个因素的限制：一个是射线源的有效照射场的范围，L3不可能大于有效照射场的尺寸，另一个是射线检测标准的有关规定（如焊缝的透照厚度比K值的规定）间接限制了一次透照长度的大小GB3323－87和JB4730－94标准都规定了：环缝的A级和AB级的K值不大于1.1，B级的K值不大于1.06；纵缝的A级和AB级的K值不大于1.03，B级的K值不大于1.01。
K值与横向裂纹检出角θ有关，由图12－1可见：θ＝Cos－1（1／K）而θ又与一次透照长度L3有关，所以L3的大小要按标准的规定通过计算求出4.1.2搭接长度△L和底片的有效评定长度Leff搭接长度是指一张底片与相邻底片重迭部分的长度底片有效评定长度是指一次透照检验长度在底片上的投影长度4.13L1是射线源焦点至工件表面的最小距离：L2是工件表面至胶片的距离4.2 L3、△L、Leff、N的计算4.2.1平板对接焊缝或筒体纵缝（见图12－1）4.2.1.1 L3的计算由图12－1有 K＝T´／T1／Cosθ 即θ＝Cos－1（1／K） L3＝2L1tgθ因 A级、AB级：K＝1.03，θ≤13.86°，所以L3≤0.5L1 B级：K≤1.01，θ≤8.07°，所以L3≤0.3L1 4.2.1.2 △L的计算 由图12－1中的相似三角形关系推出： L1／L2＝L3／2 △L／2＝L3／△L 即△L＝L2*L3／L1 当L3＝0.5L1时，△L＝0.5L2；当L3＝0.3L1时，△L＝0.3L24.2.1.3底片的有效评定长度Leff的计算：Leff＝L3＋△L实际透照时，如搭接标记放在射线源侧，则底片上搭接标记之间的长度即为有效评定长度。
如搭接标记放在胶片侧（如双壁单影透照纵焊缝），则底片上搭接标记以外△L长度属有效评定范围4.3环缝单壁外透法（见图12－2）图12－2 环缝单壁外透法采用外透法100％透照环焊缝时，满足一次厚度宽容度的最少曝光数N可由下式确定（见12－2）： N＝180°／α α＝θ－η θ＝Cos－1[Do＋（K2－1）T]／K.Do η＝Sin－1[Do.Sinθ／（Do＋2L1）] 当Do>>T时，θ≈Cos－1K－1式中：α－与AB／2对应的圆心角； θ－影像最大失真角； η－有效半辐射角； K－透照厚度比； T－工件厚度； Do－容器外直径由（1）式可导出不同K值时的θ角计算式： θk1.1＝Cos－1 （0.21T＋Do）／(1.1 Do) θk1.06＝Cos－1 （0.12T＋Do）／(1.06 Do)当T ≤Do时，有： θ∝K1.1＝Cos－1 （1／1.1）＝24.62° θ∝K1.06＝Cos－1（1／1.06）＝19.37°求出了满足K值要求的环焊缝最少曝光次数，就可进一步求出射线源侧焊缝的一次透照长度（即外等分长度）L3和胶片侧焊缝的等分长度L3’，以及底片上有效评定长度Leff和相邻两片的搭接长度Lx： L3＝π*Do／N L3´＝π*Di／N Di－容器内直径 Lx≈2T*tgθ 当K＝1.1时，Lx＝2T*tg24.62°＝0.92T 当K＝1.06时，Lx＝2T*tg19.37°＝0.70T （近似值） Leff＝Lx／2＋L3´＋Lx／2 实际透照时，如搭接标记放在射线源侧焊缝透检区两端，则底片上搭接标记之间的长度范围即为有效评定长度Leff，毌须计算。
从图12－2可见，当透照距离L1减小时，若透照长度L3不变，则K值、θ角增大；若K值、θ角不减小，则一次透照长度L3缩短而当L1增大时，情况相反，当L1→∝时，透照弧长所对应的圆心角即与壁厚无关，其极限值等于影像最大失真θ的2倍若θ取15°或18°，则此环缝至少应拍片12张或10张，用数式表示即：L1→∝，α→θ因为N＝180°／α，而θ＝15°或θ＝18°；所以Nmin＝12或Nmin＝10图12－3表示外透法100％透照环焊缝，K＝1.1时的最少曝光次数的曲线图，图中D／L1可由下式求出： D／L1＝{1／2[（Sinθ／Sin（θ－α）－1）]}－1图12－3 外透法100％透照环焊缝,K＝1.1时的最少曝光次数的曲线图4.4内透中心法（F＝R）采用此法时，射源或焦点位于容器或圆筒或管道中心，胶片或整条或逐张连接覆盖面整圈环缝外壁上，射线对焊缝作一次性周向曝光，这种透照布置，透照厚度比K＝1.0，横向裂纹检出角θ≈0，一次透照长度为整条环缝长度4.5内透偏心法（F＜R＝（图12－4）4.5.1用F＜R的偏心法100％透照的最少曝光次数N因定向X射线管的阳极靶与管轴线方向呈20°的倾角,发射的X射线束为40°的立体锥角,其最大半辐射角为20° 即η≤20°< Cos－1 （1／k）＝24.62° (AB级)因此,一次一次透照长度L3主要由半辐射角η决定。
而：η=α＋θ（即θ角不受K值的限制） α≤20° N＝180°／α≥180°／20°=94.5.2一次透照长度L3 L3＝＝π*Di／N L3´＝π*Do／N Di－容器内径 Do－容器外径图12－4 内透偏心法（F＜R时，N的确定图12－5 内透偏心法（F＞R时，N的确定4.6内透偏心法（F＞R）（图12－5）4.6.1用F＞R偏心法透照的最少曝光次数N因定向X射线管的阳极靶与管轴线方向呈20°的倾角,发射的X射线束为40°的立体锥角,其最大半辐射角为20° 即η≤20°由图12－5可知，θ最大为20°即θ不受K值的限制因此，α≤40 °N＝180°／α≥180°／40°=54.6.2一次透照长度L34.6.2一次透照长度L3 L3＝＝π*Di／N L3´＝π*Do／N Di－容器内直径 Do－容器外直径4.6.3当F＞R时，焦点位置引起的相关几何参数变化也以圆心为准当F↑，若L3不变，则K↑、θ↑；当F↓，若K、θ不变，则L3↑4.7采用内透偏心法的注意事项4.7.1用内透偏心法时，在满足几何清晰度Ug的前提下，焦点靠近圆心位置能增加有效透照长度。
4.7.2不管是F＜R或F＞R的偏心法，如果使用普通的定向机照射，一次可检范围往往取决于X射线机的有效照射场范围，亦即偏心法中由计算求出的η角必须服从于实际最大可用半辐射角的限制4.8双壁单影法4.8.1 100％透照环焊缝的最少曝光次数N（图12－6）图12－6 100％透照环焊缝的最少曝光次数N N＝180°／α α＝θ＋η θ＝Cos－1[1／K＋（K2－1）T／（K*Do）] η＝Sin－1[Do*Sinθ／（2F －Do）] 当Do>>T时，θ≈Cos－1K－1 L3＝π* Do／N4.8.2若考虑透照有效范围最大，即焦距等于管子外径（F＝Do）而T／Do甚小时，则最大透照有效长度L3所对应的圆心角2α与壁厚无关，即（2α）max＝4θ，因N＝180°／α，若θ取15°或18°，则最多拍片张数也不必超过12张或10张F→Do时，α→2θ因为 N＝180°／α，θ= 15°或18°所以，Nmin=6或5；F→∞时，α→θ因为 N＝180°／α，θ= 15°或18°所以，Nmax=12或10；4.9一次透照长度计算举例4.9.1按JB4730－94标准AB级要求透照厚度为40mm的容器纵缝，透照焦距为600mm。
求一次透照长度和搭接长度为多少？解：已知F＝600mm，K＝1.03，L2＝40 mm，L1＝F－L2＝600－40＝560 mm θ＝Cos－1（1／K）＝Cos－1（1／1.03）=13.86 ° L3＝2L1tgθ＝2＊560*tg13.86 °＝276mm△ L＝L2*L3／L1＝40*276／560＝20mm答：一次透照长度L3为276mm，搭接长度△L为20mm4.9.2用单壁外透法100％透照厚度25mm，外径1250mm的容器环缝焦点到工件表面距离为700mm，求满足△T／T＝10％（K＝1.1）的一次透照L3和胶片侧等分长度L3’：又问，实际透照所使用的胶片长度应为多少？解：已知K＝1.1，L1＝700mm，Do＝1250mm，T＝25mm，Di＝Do－2T＝1250＋2*25＝1200mm当Do／T≥30时，即可认为Do≥T此时求θ值采用精确式和简化式的误差小于1°这一误差在工程上是允许的本题Do／T＝50，所以可以采用简化式就算θ θ＝Cos－1（1／K）＝Cos－1（1／1.1）=24.6 ° （精确式θ＝Cos－1（1／K＋（K2－1）T／K*Do）＝24.1 °） η＝Sin－1（Do*Sinθ／Do＋2L1）＝Sin－1（1250*Sin24.6 °／1250＋2*700）＝11.32 ° N＝180°／α＝180°／24.6 °－11.32 °＝13.55≈14次 L3＝＝π*Do／N＝3.14*1250／14＝280.35≈281次 L3’＝π*Di／N =3.14*1250／14＝270mm搭接长度Lx＝2T*tgθ＝2*25*tg24.6 °＝22.89≈23mm所使用的胶片长度L应大于L3＋Lx＝281＋23＝304mm。
考虑到贴片位置误差，以选择长度L＝360mm的胶片为宜答：一次透照长度L3为281mm；胶片侧等分长度L3’为270mm；实际透照使用胶片为长度选择360mm（14英寸）5 编制依据5.1 JB4730－94压力容器无损检测第二篇5.2 《射线检测》锅炉压力容器无损检测II、III级培训教材 编制：张志超 审核：雷荣开 日期：二OO二年十一月。