Page 71 - 无损检测2024年第九期

肖 婷，等：

增材制造材料中的 CR 检测应用

远程、多人共同诊断等优点。因此，应充分利用RT 素、透照参数对灵敏度、分辨率两大指标结果的影响
和CR的各自优势 [13] ，使二者在增材制造材料检测过 关系，对不同板厚的试件，按照不同影响因素及透照
程中相互补充，以提升射线检测质量和能力。 参数的组合进行了测试。其中，扫描参数直接按最
优配置，以确保得到合适的其他影像指标（灰度、信
1 试验参数及试件制备
噪比）合适。
1.1 试件制备 透照电压分为高中低三挡。高压相当于100%
试验所用试件的材料为增材制造中常用材料 的RT标准允许的最高管电压；中压相当于80%的
RT标准允许的最高管电压；低压相当于67%的RT
钛合金TC4，平板状，其透照区域均为 120 mm×
标准允许的最高管电压。曝光量分别选择 60，40，
80 mm（长×宽） ，试件厚度及对应编号如表1所示。
20 mA · min进行测试。
表1 试件厚度及对应编号
具体试验条件及参数组合如表 2所示 （每个厚
试件编号 试件厚度/mm 数量/块
度分 3 种电压透照，对应的曝光量分别为 60，40，
1 1.5 1
20 mA · min，PMT为扫描信号增益，无量纲，激光
2 3.0 1
功率为参数数值，无量纲）。其中，CR配套专用感光
3 5.0 1
4 7.0 1 成像器材为数字成像板IPs（Digital Imaging Plates）。
5 10.0 1 IP使用存储磷光体，拍摄时其捕捉并保持与电离辐
6 18.0 1 射曝光成正比的潜影；然后进行扫描仪数据读取，用
7 27.0 1
红色激光扫描，激发蓝光的发射，这种现象称为光激
8 50.0 1
励发光，通过读出潜影并在计算机中显示射线检测
1.2 试验目的与参数 图像。IP是一种柔性平板，可装入柔性或刚性盒中，
为分析增材制造钛合金材料TC4检测中影响因 并与适当厚度的金属屏幕一起使用。

表2 试验条件及参数
扫描参数
试件编号 试件厚度/mm IP类型 金属屏 透照电压/kV
PMT1=PMT2 激光功率 分辨率/μm
1 1.5 蓝板 无，Pb0.03 50，60，75 4.0 14 25
2 3.0 蓝板 无，Pb0.03 55，67，80 4.0 14 25
3 5.0 蓝板 无，Pb0.03 60，75，90 4.0 14 25
4 7.0 蓝板 无，Pb0.03 65，80，100 4.0 14 50
5 10.0 蓝板、白板 无，Pb0.03 70，90，110 4.0 14 50
6 18.0 蓝板、白板 无，Pb0.03 90，120，150 4.0 14 50
7 27.0 蓝板、白板 Pb0.03，Pb0.1 120，150，180 4.0 14 80
8 50.0 白板 Pb0.03，Pb0.1，Pb0.2 180，220，260 4.0 14 80
目前常用的IP分为高分辨率板和超高分辨率 敏度和分辨率上明显优越于白板；当试件厚度大于
板。高分辨率板分辨率可达40 μm，感光材料呈灰 18. 0 mm时，白板灵敏度略优，但分辨率略低，二者
白色，俗称“白板”，多用于较高电压（180 kV以上） 在18. 0~50. 0 mm厚度时，总体成像效果相当。
检测较厚工件的情况；超高分辨率板分辨率可达
25 μm，感光材料呈淡蓝色，俗称“蓝板”，多用于较
低电压（200 kV以下） 检测较薄工件的情况。

2 试验结果与分析

2.1 成像板类型与灵敏度、分辨率关系

IP蓝板和白板分别可获得的最优成像指标如
图1，2所示，可以看出，对于增材制造钛合金材料
的CR检测，当试件厚度小于18. 0 mm时，蓝板在灵 图 1 不同类型 IP 的试件厚度 ‒ 最优灵敏度关系曲线
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2024 年 第 46 卷 第 9 期
无损检测