射线试块即射线检测中使用的像质计(又称透度计、图像质量指示器 IQI),是测定射线照相图像质量的核心基准器具。它用与被检工件相同或对射线吸收性能相近的材料制成,按规定的结构排布,通过观察其影像可判断透照技术是否恰当、胶片暗室处理是否正常、以及检测系统对缺陷的检出能力。不同材料的检测,原则上应选用与被检材料线衰减系数相近的像质计。
一、标准依据
本系列像质计依据下列标准设计制造:
GB/T 23901.1无损检测 射线照相检测图像质量 第1部分:丝型像质计 像质值的测定
GB/T 23901.2无损检测 射线照相检测图像质量 第2部分:阶梯孔型像质计 像质值的测定
GB/T 23901.5无损检测 射线照相检测图像质量 第5部分:双丝型像质计 图像不清晰度和基本空间分辨率值的测定
JB/T 7902无损检测 丝型像质计通用规范(单丝型 / 双丝型)
GB/T 3323.1焊缝无损检测 射线检测 第1部分:X 和伽玛射线的胶片技术
NB/T 47013.2承压设备无损检测 第2部分:射线检测
ISO 19232-1 / 2 / 5射线照相检测图像质量(丝型 / 阶梯孔型 / 双丝型像质计)
ASTM E1025 / E747 / E2002与 ASME BPVC 第Ⅴ卷 第2章(孔型像质计、丝型像质计、双丝像质计)
二、分类与型式
目前广泛使用的像质计主要有 丝型(线型)、阶梯孔型、平板孔型三大类,此外还有用于数字射线成像的 双丝型像质计。各类像质计规定了各自的结构形式和测定射线照相灵敏度的方法。
丝型像质计线型 · 使用最广
- 丝号
- W1 ~ W19(共 19 个丝号)
- 丝径
- 3.20 ~ 0.050mm
- 分组
- W1 / W6 / W10 / W13 组,每组 7 根
结构简单、应用最广,国内外使用最多的像质计。
阶梯孔型像质计孔号 = 阶梯厚度
- 孔号
- H1 ~ H18
- 孔径
- 0.125 ~ 6.300mm(= 阶梯厚度)
- 分组
- H1 / H5 / H9 / H13 组
ISO / EN 体系常用,适用于中厚工件。
平板孔型像质计孔型 · 美国体系
- 型式
- 板厚 T,孔 1T / 2T / 4T
- 标准
- ASTM E1025、ASME 第Ⅴ卷
- 材质
- 与被检材料相同或相近
ASME / ASTM 体系常用,也有 2T 单孔型。
双丝型像质计CR / DR 数字成像
- 线对
- D1 ~ D13(D1~D3 钨丝,其余铂丝)
- 丝径
- 0.80 ~ 0.050mm
- 用途
- 测图像不清晰度 Ug 与基本空间分辨率 SRb
数字射线照相(CR / DR)必备。
像质值的含义:丝型像质计的像质值即底片上可识别的最细丝的丝号(如 W10);阶梯孔型像质计的像质值即底片上可识别的最小孔(阶梯)的孔号(如 H9)。像质值越小(丝越细、孔越小)表示灵敏度越高。IP 检测时,应按规定要求的像质等级(A 级、B 级)选取相应丝号或孔号。
三、型号与规格一览
1. 丝型像质计(W1 ~ W19 组)
| 组别 | 包含丝号 | 丝径范围 | 丝材代号 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| W1 组 | W1 ~ W7 | 3.20 ~ 0.80mm | FE 钢 / CU 铜 / TI 钛 / AL 铝 / NI 镍 等 | 7 根/组,粗丝段 |
| W6 组 | W6 ~ W12 | 1.00 ~ 0.25mm | 7 根/组,中丝段,常用 | |
| W10 组 | W10 ~ W16 | 0.40 ~ 0.100mm | 7 根/组,细丝段 | |
| W13 组 | W13 ~ W19 | 0.20 ~ 0.050mm | 7 根/组,最细段 |
2. 丝型像质计丝号与丝径对照(单位:mm)
| 丝号 | 丝径 | 丝号 | 丝径 | 丝号 | 丝径 |
|---|---|---|---|---|---|
| W1 | 3.20 | W8 | 0.63 | W15 | 0.125 |
| W2 | 2.50 | W9 | 0.50 | W16 | 0.100 |
| W3 | 2.00 | W10 | 0.40 | W17 | 0.080 |
| W4 | 1.60 | W11 | 0.32 | W18 | 0.063 |
| W5 | 1.25 | W12 | 0.25 | W19 | 0.050 |
| W6 | 1.00 | W13 | 0.20 | — | — |
| W7 | 0.80 | W14 | 0.16 | — | — |
3. 阶梯孔型像质计(H1 ~ H18 组)
| 组别 | 包含孔号 | 孔径(= 阶梯厚度,mm) | 阶梯宽度 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| H1 组 | H1 ~ H6 | 0.125 ~ 0.400 | 10mm | 最细阶梯段 |
| H5 组 | H5 ~ H10 | 0.320 ~ 1.000 | 常用 | |
| H9 组 | H9 ~ H13 | 0.800 ~ 2.000 | 较厚工件 | |
| H13 组 | H13 ~ H18 | 2.000 ~ 6.300 | 15mm | 厚壁工件 |
4. 双丝型像质计(部分线对参数)
| 线对代号 | 丝径 d(mm) | 图像不清晰度 UT(mm) | 基本空间分辨率 SRb(mm) | 丝材 |
|---|---|---|---|---|
| D1 | 0.80 | 1.60 | 0.80 | 钨 W |
| D2 | 0.63 | 1.26 | 0.63 | 钨 W |
| D3 | 0.50 | 1.00 | 0.50 | 钨 W |
| D6 | 0.25 | 0.50 | 0.25 | 铂 Pt |
| D9 | 0.13 | 0.26 | 0.13 | 铂 Pt |
| D12 | 0.063 | 0.13 | 0.063 | 铂 Pt |
| D13 | 0.050 | 0.10 | 0.050 | 铂 Pt |
双丝型像质计的关系为 UT = 2d、SRb = d,共 13 组线对封装于低吸收性透明板中。
四、选型指南
- 常规胶片射线检测:优先选用丝型像质计,按被检材料选取相应丝材代号(FE / CU / TI / AL 等),根据工件厚度与要求的像质等级确定所需丝号。
- ISO / EN 体系、中厚工件:选用阶梯孔型像质计(H1 / H5 / H9 / H13 组),按标准选取对应孔号。
- 美国体系(ASME / ASTM):选用平板孔型像质计,板厚 T 一般取被检工件厚度的 2%(并符合规范下限),按 1T / 2T / 4T 孔号评定。
- 数字射线 CR / DR:胶片体系的像质计无法直接沿用,需另配双丝型像质计测定图像不清晰度 Ug 与基本空间分辨率 SRb,配合归一化信噪比 SNRn 共同控制图像质量。
- 材质匹配:像质计材料应与被检材料相同或线衰减系数相近,不可随意以其他材质替代,必要时通过对比试验确定。
- 丝号 / 孔号选择:按工件厚度与检测标准要求的灵敏度(像质等级 A 级 / B 级)查表确定所需丝号或孔号,一般工件越厚、灵敏度要求越高,所需丝号/孔号越小。
五、使用方法与维护
- 放置位置:像质计应放置在射线源侧被检工件的表面上;若无法放置于源侧,方可置于胶片(探测器)侧,但须经技术文件规定。
- 焊缝检测:一般放置在焊缝被检区长度的 1/4 左右位置,金属丝横跨焊缝,细丝置于外侧;一张底片上同时透照多条焊缝时,像质计应放在透照区最边缘的焊缝处。
- 双丝像质计:应尽可能靠近射线束轴线并垂直于轴线;直接置于探测器上时,测得的是探测器自身的基本空间分辨率与固有不清晰度。
- 数量要求:每张射线照片上应至少放置一个像质计,符合相应检测标准的规定。
- 识别与评定:丝型像质计以可识别的最细丝号、阶梯孔型以可识别的最小孔号作为像质值;双丝像质计以恰能分辨的最小线对确定 Ug 与 SRb。
- 存放与维护:应存放在干燥清洁环境中,避免金属丝(板)变形、锈蚀与污染;使用前检查有无机械损伤、锈斑或油污,如有异常应及时处理或更换;作为计量器具应定期检定。
六、适用场景
- 焊缝射线检测(GB/T 3323、NB/T 47013.2)中的图像质量评定与灵敏度控制
- 承压设备、压力管道、锅炉、铸锻件等在役与制造过程射线检测
- 数字射线照相(CR / DR)系统的图像不清晰度与空间分辨率校验
- 射线检测工艺评定、设备性能验证及检测人员培训考核
