Контрастность рентгеновской пленки. Выбор напряжения трубки в зависимости от контрастности пленки

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 14.12.2024

Усиливающие экраны превращают часть рентгеновского излучения в свет или электроны, за счёт чего сокращается время экспозиции. Они делятся на три типа: металлические, флюоресцентные и металлофлюоресцентные. Все типы сокращают время экспозиции, но при этом некоторые ухудшают качество снимка. Разберёмся, как не ошибиться при выборе экрана.

Выбор экрана зависит от напряжения на аноде рентгеновского аппарата. При напряжении до 100 кВ усиливающие экраны не используются, применяются только защитные. Такое напряжение используется при контроле изделий малой толщины или изделий из алюминия и других «лёгких» материалов. В подавляющем большинстве случаев используется напряжение более 100 кВ.

На выборе скажется нужная производительность и требуемая чувствительность. Выбрав один экран можно сократить время экспозиции, но потерять в качестве снимка. Снижение качества изображения может быть таким, что чувствительность контроля превысит требуемые значения по ГОСТ 7512-82. Придётся пересвечивать участок с другим типом экрана и искать золотую середину между сокращением времени экспозиции и качеством снимка.

Данила Ксенофонтов,
технический специалист

Металлические усиливающие экраны

В большинстве случаев используются металлические экраны. Они представляют собой свинцовую фольгу, нанесенную на пластиковую подложку. При экспонировании рентгеновским или гамма-излучением свинец излучает электроны, которые, в свою очередь, экспонируют плёнку. Коэффициент усиления для таких экранов составляет 2,0 — 2,5 в зависимости от энергии излучения. Нерезкость свинцовых экранов составляет 0,025 — 0,1 мм.

Схемы расположения и толщины экранов

Свинцовый экран может располагаться за плёнкой и перед плёнкой. Перед плёнкой он несёт функцию фильтра и отсекает часть излучения с низкой энергией, а также сокращает время экспозиции.

Согласно ГОСТ 7512-82, для напряжений от 100 кВ, толщина переднего экрана может составлять от 0,05 до 0,1 мм. За плёнкой свинцовый экран также сокращает время экспозиции и защищает плёнку от обратного излучения. Толщина таких экранов составляет до 2 мм. Под толщиной экрана подразумевают именно толщину фольги, а не общую толщину с подложкой.

0,05 мм
Универсальная толщина
свинцового экрана

Излучение электронов с переднего экрана при экспозиции

Излучение электронов с заднего экрана при экспозиции

Нижний экран защищает плёнку от обратного излучения

Предписания по использованию

Использование металлических экранов регламентировано рядом отраслей и компаний. К примеру, для атомной сферы, в ПНАЭ Г-7-017-89 прописано: «В качестве усиливающих экранов следует применять только металлические усиливающие экраны».

В СТО «Газпром» 2-2.4-083-2006 прописано: «Во всех случаях предпочтение следует отдавать рентгенопленкам в светозащитной упаковке в комбинации с усиливающими металлическими экранами».

Срок эксплуатации

Свинцовые экраны — самые надёжные. Они не деградируют от рентгеновского излучения, а выходят из строя только в результате механических повреждений.

Усиливающие флюоресцентные экраны

Флуоресцентные экраны представляют из себя пластиковую подложку с нанесенным на неё люминофором. При экспонировании рентгеновским или гамма-излучением люминофор излучает свет, который в свою очередь экспонирует плёнку.

Флюоресцентные усиливающие экраны имеют самый большой коэффициент усиления, он же коэффициент сокращения экспозиции. К примеру, коэффициент усиления экранов NDT 1200 составляет 100-125 в зависимости от энергии излучения. Коэффициент указан при переходе от плёнки типа D7 со свинцовыми экранами к плёнке типа Agfa F8 с флюоресцентными. Нерезкость флюоресцентных экранов составляет 0,3 — 0,7 мм.

Эти экраны применяются только для сокращения времени экспозиции. Использование таких экранов ухудшает качество изображения по сравнению со свинцовыми экранами из-за большой собственной нерезкости. Она возникает из-за зернистой структуры люминофора.

В справочнике В.В. Клюева термины «флюоресцентный» и «флуоресцентный» равнозначны

Схемы расположения экранов

Флюоресцентные экраны также размещаются с двух сторон плёнки. В отличие от свинцовых экранов, толщина люминофора не влияет на свойства экрана, поэтому она не указывается. Для защиты плёнки от рассеянного излучения за нижний слой флюоресцентного экрана можно положить ещё и свинцовый экран.

Свинцовый экран защищает плёнку от обратного излучения

Срок эксплуатации флуоресцентных экранов не фиксирован.
Но со временем коэффициент усиления снижается из-за деградации люминофора под воздействием рентгеновского излучения. Это может проявиться в уменьшении плотности почернения снимка при той же экспозиции. Экран можно считать непригодным, если коэффициент снизился в 2 раза.

Усиливающие флюорометаллические экраны

Металлофлюоресцентные экраны представляют из себя пластиковую подложку, покрытую свинцовой фольгой, на которую нанесен люминофор. При экспонировании рентгеновским или гамма-излучением люминофор излучает свет, который в свою очередь экспонирует плёнку.

Коэффициент усиления флюорометаллических экранов не такой большой, как у флюоресцентных. К примеру, у экранов RCF коэффициент составляет 33-45 в зависимости от энергии излучения. Коэффициент указан при переходе от плёнки типа D7 со свинцовыми экранами к плёнке типа F8 с флюоресцентными.

Использование таких экранов также несколько ухудшает качество изображения из-за собственной нерезкости таких экранов. Но благодаря свинцовому слою фильтруется низкоэнергетическое излучение, и качество изображения падает не так сильно, как у флюоресцентных экранов.

Флюорометаллические размещаются с двух сторон плёнки. Для защиты плёнки от рассеянного излучения за нижний слой флюорометаллического экрана можно положить ещё и свинцовый экран.

Толщины для флюорометаллических экранов также нигде не прописаны

Сочетание экранов с плёнкой

Выбор усиливающего экрана зависит от типа рентгеновской плёнки. Чем меньше зерно у плёнки, тем выше контраст, а значит, тем большим будет время экспозиции.

Высококонтрастные плёнки используются только со свинцовыми экранами. К примеру, если с мелкозернистой плёнкой AGFA D4 будут использоваться флюоресцентные экраны у снимка будет плохое качество. Чтобы добиться нужной чувствительности придётся повторно просвечивать объект со свинцовым экраном.

Высокочувствительные плёнки используются либо с флюорометалическими, либо с флюоресцентными экранами. К примеру, плёнку AGFA F8 со свинцовыми экранами использовать бессмысленно. Сам факт использования этой плёнки говорит о том, что нам надо увеличить скорость получения изображения. А это приведет к потере качестве.

На рынке представлены упаковки высококонтрастных плёнок с экранами. В таких случаях клиентам не надо задумываться о подборе экрана. В остальных случаях подбор придется вести самостоятельно. Чтобы избежать ошибок воспользуйтесь плакатом сочетаний плёнок и экранов.

Плакат сочетаний рентгеновских плёнок и усиливающих экранов

Стоимость

У свинцовых экранов стоимость напрямую зависит от толщины. Сравним цены в январе 2020 года на экраны форматом 30×40 см: экран с толщиной 0,05 мм стоит 700 руб, с толщиной 0,1 мм — 900 руб, а с толщиной 2 мм — 1 250 руб. Стоимость указана за 1 штуку.

Любые флюоресцентные экраны дороже свинцовых. Цена зависит от страны производителя и коэффициента усиления. Так, упаковка экранов NDT 1200 из 2-х штук стоит 31 000 рублей.

Флюорометаллические экраны дороже свинцовых и дешевле флюоресцентных. Упаковка RCF обойдётся в 12 500 руб. Пара экранов УПВ-2 стоит 5 600 рублей.

Обеспечение качества рентгенограммы за пять шагов. В.М. Семенов.

Основной причиной ложноотрицательных и ложноположительных результатов при рентгенодиагностике является неудовлетворительное качество снимков. По данным Ю.В. Варшавского, при госпитализации в клинику, до 70% рентгенологических исследований приходится переделывать из-за неудовлетворительного качества медицинского изображения. Об этом же свидетельствует число пропусков туберкулеза легких при пленочной флюорографии, доходящее по нашим данным до 28% случаев.

Информативность рентгеновского изображения мы оценивали вначале на соответствие стандартам качества, а затем по объему полезной диагностической информации. Если снимок соответствует выработанным потребительским свойствам, то потери диагностической информации значительно снижаются.

Мы разработали тактику оценки потребительских свойств, и достижения высоких потребительских свойств рентгеновского снимка в пять шагов:

Первый шаг - обеспечение стандартов фотолабораторного процесса. Если они не выполнены, то судить о степени несоответствия заданных лучевых параметров не представляется возможным. По принятому правилу, участки рентгеновского снимка, где не было препятствий для рентгеновских лучей, должны были быть черного цвета. Это правило работает постоянно за исключением случаев рентгенографии свыше 120 киловольт и незначительной экспозиции. При невыполнении стандартов фотолабораторной обработки, оценка других параметров рентгенограммы нерентабельна и не проводилась по принципу: «на основании ложной информации невозможно принять правильное решение». Наилучшие результаты стандартизации фотолабораторного этапа обеспечивал автоматический процессор. Инструкции для пользователя выполнялись неукоснительно. Ручная фотолабораторная обработка также может обеспечить выполнение стандартов при соблюдении постоянства химической активности, температурного режима и времени проявления.

Второй шаг - анализ оптической плотности (почернения) снимка. Визуально плотность оценивалась как степень выраженности градиентов черного цвета в области объекта исследования. Этот показатель имел прямую зависимость от экспозиционных параметров (MAS) и количества лучевой энергии, достигших эмульсии рентгеновской пленки. Составляющими является: толщина объекта рентгенологического исследования, расстояние «Фокус трубки - Пленка», тип генераторного устройства, характеристики растра, тип и состояние усиливающих экранов, чувствительность рентгеновской пленки и некоторые другие.

Экспозиция (MAS) вычислялась с помощью специальной программы «КОРРИС» на персональном компьютере. Программный продукт «Программа расчетов экспозиции» создан по заказу профессиональной Пензенской общественной организации «НОРМИС» при активном участии автора на всех этапах его создания. Особенностью программы является количественная оценка всех составляющих при производстве рентгенологического исследования в условных величинах (пунктах). Работа с программой также рассчитана на пять последовательных действий рентгенолаборанта. Если плотность почернения на рентгенограмме недостаточная, то при повторном исследовании добавлялось 1-5 пунктов, что автоматически вело к увеличению экспозиционных данных. Увеличение на 1 пункт было равно увеличению экспозиции на 25-30%. При чрезмерной плотности действия были обратными: для повторной рентгенографии число пунктов уменьшалось, что вело к снижению почернения медицинского рентгенологического документа. Плотность рентгенологического изображения оценивалась визуально и считалась приемлемой при достижении денсиметрического показателя равного 0,8 (средняя степень почернения). Вычисление потребного уровня экспозиции проводилось на различных рентгенологических установках «Филипс-Компакт-Диагност», «EDR 750», «TUR-D-800» и РУМ-20. Установление достаточно точных цифровых показателей для любого исследования и последующих поправок дало возможность свести к минимуму число пробных рентгенограмм (не более 2-4) на разных типах рентгеновского оборудования и в последующем обеспечить стандартное почернение практически во всех случаях. Работа на разных рентгеновских установках показала, что расчетная разница может достигать 200-500% за счет различного лучевого выхода.

Третий шаг - оценка контрастности рентгеновского снимка. Контрастность снимка (разница между двумя различными почернениями) зависит, прежде всего, от высокого напряжения на трубке (KV). Общеизвестно, что эта зависимость обратная. Повышение высокого напряжения приводило к снижению контрастности изображения, преобладанию серых тонов и наоборот. Рекомендованные уровни высоковольтного напряжения были разработаны в шестидесятых годах двадцатого века. За прошедшие десятилетия произошли принципиальные изменения в производстве рентгенологического, технологического оборудования и расходных материалов. В процессе работы мы изменили рекомендованные уровни высокого напряжения. В большинстве случаев предложенные нами уровни KV были выше, чем применялись ранее. По данным Акселя Адамса (США) изображение визуально совершенно, если перепад плотностей имеет семь оттенков серого от почти белого до почти черного цвета в прямолинейном участке сенсиметрической кривой. Целенаправленное изменение спектра высокого напряжения позволило нам обеспечить хорошую градацию тонов.

Немаловажное значение для обеспечения контрастности изображения имело также: а) состояние фотолабораторного фонаря; б) отсеивание вторичного (рассеянного) рентгеновского излучения. Мы применяли отсеивающую решетку, если объект исследования был более 10 см толщиной, а также диафрагмировали пучок излучения. Использование растра поглощало до 70-80 % рассеянного излучения при незначительном ослаблении первичного.

Четвертый шаг - анализ структурной проработки рентгенограммы. При достаточной степени почернения и оптимальной контрастности были хорошо видны анатомические составляющие объекта исследования и патологические изменения. В качестве примера может служить проработка костной структуры лицевого черепа при исследованиях придаточных полостей носа.

Пятый шаг - резкость деталей изображения. Наиболее распространенной причиной нерезкости являлся сдвиг объекта исследования во время выполнения рентгенографии. Изображение воспринимается резким, если сдвиг контура не превышает 0,2 мм, что обеспечивается выдержкой при рентгенографии. Большое значение имеет состояние зеркала анода рентгеновской трубки. Многолетняя эксплуатация рентгеновской трубки, КПД которой конструктивно невысокий, приводит к снижению резкости деталей медицинского изображения из-за разрушений на поверхности анода. Имели значение и другие геометрические факторы съемки: величина оптического фокуса, расстояния «фокус - пленка» и расстояния «объект - пленка». Величина нерезкости контуров прямо пропорциональна величине оптического фокуса. Между величиной нерезкости и фокусным расстоянием имеется зависимость: чем больше расстояние от трубки до пленки, тем выше четкость деталей.

Предметом нашего анализа являлось качество 260 рентгенограмм придаточных пазух носа, лучевые параметры которых были рассчитаны по комплексу отработки режимов рентгенологического исследования (КОРРИС). Алгоритм анализа включал в себя пять вышеуказанных шагов. В первую очередь рентгенограммы проходили тестирование на соответствие стандарту фотообработки. Из рассматриваемых рентгенограмм: обработано в проявочном процессоре 30 снимков. Все рентгенограммы соответствовали стандартам фотообработки.

170 рентгенограмм подвергали фотообработке в баках танках с полуавтоматической регуляцией температуры проявляющего раствора. При этом фотолаборатория была снабжена реле времени. Как правило, процесс обработки проводили по времени и заканчивали после сигнала зуммера. Тест на правильность фотографического процесса прошли 164 снимка, что составило 96,47%.

В 60 случаях снимки проходили обработку в баке танке, где температурный режим не был стабильным, и зависел от условий внешней среды. Процесс проявления в основном подвергался визуальному контролю. В данном случае стандарт фотолабораторной обработки выдержали 46 рентгенограмм, что составило 76,66%.

Таким образом, после первого этапа анализа было отбраковано 20 снимков в основном проявленных в обычной лаборатории с нарушением правил фотолабораторной обработки. Использование бака танка с полуавтоматическим терморегулятором и реле времени позволило существенно (р<0,001) повысить качество рентгенограмм. Наиболее стабильной являлась с высокой статистической достоверностью (р<0,02 и р<0,001) обработка в проявочном процессоре.

Далее анализировались 240 рентгенограмм, прошедших тест фотообработки. Каждый из последующих пяти шагов алгоритма проходил оценку по трех бальной системе. Одним баллом оценивали неудовлетворительный результат, двумя - удовлетворительный и тремя - хороший. Каждому параметру присваивали определенное количество баллов. Максимальное число баллов, которое мог получить каждый снимок, достигало 15, минимальное - 5 баллов. Рентгенограммы хорошего качества набирали 11-15 баллов, удовлетворительного - 6-10 баллов, оцененные менее 6 баллов были признаны неудовлетворительными.

Рентгенограммы выполнялись в различных проекциях (носоподбородочной, боковой, аксиальной, носолобной с каудальным направлением луча) и на рентгеновских аппаратах с разными техническими характеристиками (COMPACT DIAGNOST с двенадцативентильным генераторным устройством и шахтным отношением решетки 12:1; EDR 750 с двенадцативентильным генератором и шахтным отношением отсеивающей решетки 8:1; РУМ 20 с шестивентильным генераторным устройством и шахтным отношением решетки 6:1), что заставляло изменять экспозиционные параметры.

Средний балл, набранный оставшимися снимками данной группы, составил 13,28 ± 1,21. Все 240 рентгенограмм этой группы были оценены как снимки хорошего качества.

В контрольной группе комплекс отработки режимов рентгенологического исследования (КОРРИС) не использовался. Из 122 рентгенограмм этой группы (выбраны рентгенограммы с положительным тестом фотообработки) только 19,7% снимков хорошего качества, 65,6% удовлетворительного и 14,7% снимков признаны неудовлетворительными. Среди неудовлетворительных рентгенограмм преобладали аксиальные снимки и прицельные снимки решетчатого и лобного синусов.

При статистическом сравнении показателей контрольной и опытной групп выявлено, что рентгенограммы придаточных пазух носа, выполненные с использованием комплекса отработки режимов рентгенологического исследования (КОРРИС) по своим потребительским свойствам с высокой степенью достоверности (р<0,001) превосходили снимки, сделанные без применения расчетных технологий.

1. Несоответствие рентгенограммы стандартам качества резко снижало ее диагностическую ценность. Балльное сравнение показало снижение показателей качества почти в два раза.

2. Все параметры, влияющие на рентгенологическое изображение можно выразить в числовой форме. Применение расчетной технологии позволило добиться достаточно высоких потребительских свойств рентгенографического изображения на рентгеновских аппаратах разных конструкций.

3. Наибольшими, почти универсальными, возможностями управления экспозиционными параметрами дало применение персональных компьютеров с использованием специальной программы.

4. Тактика этапов оценки рентгенограммы в пять шагов дисциплинировало персонал при анализе потребительских свойств и практике действий для достижения стандартов качества рентгенологического изображения.

Рентгеновский контраст

Рентгенологический контраст описывает разницу в фотографической плотности на рентгенограмме. Контраст между различными частями изображения — это то, что формирует изображение. И поэтому чем выше контраст, тем более заметными становятся детали. Рентгенологический контраст имеет два основных фактора: контраст объекта и контраст детектора (рентгеновской пленки). Обращаем ваше внимание что контраст термографической плёнки зависит от других факторов.

Контраст объекта

Контраст объекта — это соотношение интенсивностей излучения, проходящего через различные области оцениваемого компонента. Это зависит отразличий в поглощении компонентов, длины волны первичного излучения, а также интенсивности и распределения вторичного излучения из-за рассеяния.

Неудивительно, что различия в поглощении внутри объекта будут влиять на уровень контрастности рентгенограммы. Чем больше разница в толщине или плотности между двумя областями объекта, тем больше разница в рентгенографической плотности или контрасте.

Однако также возможно сделать рентгенограмму конкретного объекта и получить две рентгенограммы с совершенно разными уровнями контрастности.

Генерация рентгеновских лучей с использованием низкого напряжения обычно приводит к высококонтрастной рентгенограмме. Это происходит потому, что излучение с низкой энергией легче ослабляется.

Следовательно, соотношение фотонов, которые проходят через толстую и тонкую область, будет больше при низкоэнергетическом излучении. Это, в свою очередь, приведет к тому, что пленка будет экспонироваться в большей или меньшей степени в двух областях.

Однако есть компромисс. Как правило, с увеличением контрастной чувствительности широта рентгенограммы уменьшается. Радиографическая широта относится к диапазону толщины материала, который может быть отображен. Это означает, что на изображении будет видно больше областей разной толщины. Таким образом, цель состоит в том, чтобы сбалансировать рентгенографический контраст и широту снимка, чтобы контраст был достаточным для идентификации интересующих объектов, а также для обеспечения достаточной широты снимка, чтобы все интересующие области можно было исследовать с помощью одной рентгенограммы.

В толстых частях с большим диапазоном толщин, вероятно, потребуется несколько рентгенограмм, чтобы получить необходимые уровни плотности во всех областях. К примеру, когда делается рентген оливок на поиск дефектов.

Контраст рентгеновской пленки общий контраст

Промышленные рентгеновские плёнки structurix от GE или медицинские рентгеновские плёнки имеют разницу в плотности, которая возникает из-за типа используемой пленки, способа ее экспонирования и обработки рентгеновской плёнки.

Поскольку помимо пленочных есть и другие детекторы, это можно назвать контрастом детектора, но здесь основное внимание будет уделено пленке. Экспонирование пленки для получения пленки с большей плотностью обычно увеличивает контраст на рентгенограмме.

Типичная характеристическая кривая пленки, которая показывает, как пленка реагирует на разное количество радиационного воздействия, показана ниже.

По форме кривой видно, что, когда пленка не претерпела большого количества взаимодействий фотонов (что приведет к низкой плотности пленки), наклон кривой и сама кривая низкая. В этой области кривой требуется большое изменение экспозиции, чтобы вызвать небольшое изменение плотности пленки.

Поэтому чувствительность пленки относительно низкая. Можно видеть, что изменение логарифма относительной экспозиции от 0,75 до 1,4 изменяет только плотность пленки от 0,20 до примерно 0,30. Однако при плотностях пленок выше 2,0 наклон характеристической кривой для большинства пленок максимален.

В этой области кривой относительно небольшое изменение экспозиции приведет к относительно большому изменению плотности пленки. Например, изменение логарифма относительной экспозиции с 2,4 до 2,6 приведет к изменению плотности пленки с 1,75 до 2,75. Поэтому чувствительность пленки в этой области кривой высока. Как правило, самая высокая общая плотность пленки, которую можно удобно просматривать или оцифровывать, будет иметь самый высокий уровень контрастности и содержать наиболее полезную информацию.

Свинцовые экраны толщиной от 0,004 до 0,015 дюйма обычно уменьшают рассеянное излучение на уровнях энергии ниже 150 000 вольт. Выше этой точки они будут испускать электроны, чтобы обеспечить большее воздействие ионизирующего излучения на пленку, тем самым увеличивая плотность и контраст рентгенограммы.

Флуоресцентные экраны излучают видимый свет при воздействии излучения, и этот свет дополнительно раскрывает пленку и увеличивает контраст.

Фильтры в рентгенографии

Для рентгеновского излучения фильтры состоят из метала, их помещают на пути луча, чтобы изменить пространственное положение луча или понизить уровень энергии луча. Фильтрация необходима для поглощения рентгеновских фотонов с более низкой энергией, испускаемых трубкой, прежде чем они достигнут цели.

Использование фильтров обеспечивает более чистое изображение. Фильтры поглощают рентгеновские фотоны с более низкой энергией, которые обычно имеют тенденцию рассеивать больше.

Полная фильтрация пучка включает в себя собственную фильтрацию (состоящую из части рентгеновской трубки и корпуса трубки) и дополнительную фильтрацию (тонкие листы металла, вставленные в рентгеновский пучок). Фильтры, как правило, размещаются внутри или около рентгеновского порта на прямой траектории рентгеновского луча.

Обратите внимание что размещение тонкого листа меди между деталью и пленочной кассетой (рентгеновской пленкой для рентгенографии) также оказалось эффективным методом фильтрации.

Для промышленной рентгенографии фильтры, добавляемые к рентгеновскому лучу, чаще всего изготавливаются из материалов с высоким атомным номером, таких как свинец, медь или латунь. Фильтры для медицинской рентгенографии обычно изготавливаются из алюминия (Al). Количество как внутренней, так и добавленной фильтрации указывается в мм Al или мм в эквиваленте Al. Степень фильтрации рентгеновского луча определяется и определяется потенциалом напряжения (кэВ), используемым для получения луча. Толщина фильтрующих материалов зависит от атомных номеров, настроек напряжения и требуемого коэффициента фильтрации.

С гамма лучами всё обстоит несколько иначе

Гамма-рентгенография дает относительно высокие уровни энергии при практически монохроматическом излучении, поэтому фильтрация не является полезным методом и используется редко.

Существует два типа фильтрации:

внутренняя фильтрация компонентов рентгеновской трубки, т. е. окна, корпуса, охлаждающего масла (эквивалентно 0,5-1,0 мм Al)
добавлена фильтрация из сменных металлических листов (Al, Cu и др.)

Общая фильтрация — это совокупный эффект внутренней и дополнительной фильтрации. Согласно рекомендациям США, для рентгеновских трубок, работающих при мощности выше 70 кВп , требуется минимальная общая фильтрация алюминия 2,5 мм.

Добавленный компонент фильтрации настраивается (толщина фильтра, тип металла) для отдельных исследований и процедур (например, рентгеноскопии) и использует преимущества определенных характеристик фильтрации металлов (например, краев поглощения) для улучшения качества изображения и контрастности. (Structurix рентгеновская пленка купить)

Выбор параметров радиографического контроля

Основными параметрами, выбираемыми при рентгенографическом контроле, являются:

- напряжение на рентгеновской трубке U;
- тип рентгеновской пленки;
- тип усиливающего экрана;
- фокусное расстояние F;
- экспозиция.

Напряжение на рентгеновской трубке влияет на энергетический спектр и интенсивность излучения. Энергетический спектр в свою очередь определяет проникающую способность излучения и чувствительность контроля. Выбор радиографической пленки определяется необходимостью получения рентгеновского снимка с определенной контрастностью и четкостью изображения. Контрастность пленки, ее чувствительность и зернистость взаимосвязаны между собой, высокочувствительные пленки имеют крупные зерна и низкий предел разрешения, а низкочувствительные - мелкие зерна и высокий предел разрешения. Поэтому с экономической точки зрения желательно, чтобы время экспонирования пленки было как можно короче, использование высокочувствительной пленки ограничивается ее зернистостью, которая в значительной мере определяет качество изображения мелких дефектов. Часто производители пленок для контроля конкретных объектов рекомендуют к применению определенный тип чувствительного материала.

Усиливающие металлические и флуоресцентные экраны применяют для сокращения времени просвечивания. Усиливающее действие экранов характеризуется коэффициентом усиления, определяемым отношением времени просвечивания без экрана и с экраном.

Усиливающее действие металлических экранов, используемых при контроле методом прямой экспозиции, определяется вторичными электронами, образующимися в экране при прохождении через него ионизирующего излучения. Экраны изготавливают из фольги тяжелых металлов (Pb, W, Sn и др.). Для каждого источника ионизирующего излучения материал экрана следует выбирать в зависимости от его энергии, в частности, для рентгеновского излучения целесообразно использовать олово, вольфрам, свинец, для гамма-излучения -- вольфрам, свинец. Толщина экрана должна соответствовать максимальной длине пробега вторичных электронов в экране. При изменении толщины фольги либо уменьшается коэффициент преобразования энергии излучения в кинетическую энергию вторичных электронов, либо ослабляется интенсивность ионизирующего излучения, и вследствие этого уменьшается усиливающее действие экрана. При применении металлических экранов практически не ухудшается разрешающая способность.

Усиливающее действие флуоресцентных экранов определяется действием фотонов видимой и ультрафиолетовой областей спектра, высвечиваемых из люминофоров при прохождении через них ионизирующего излучения. В качестве люминофоров используют ZnS, CdS, BaSO4, PbSO4 и др. Флуоресцентные экраны изготавливают в виде пластмассовых или картонных подложек, на которые наносят слой люминофора. Эти экраны рекомендуется использовать со специально приспособленными рентгеновскими пленками, поскольку спектральная чувствительность эмульсии таких пленок и спектр свечения экранов хорошо согласуются. При использовании флуоресцентных экранов разрешающая способность изображения на пленках существенно ухудшается из-за крупнозернистости экранов. С помощью флуоресцентных экранов получают меньшие экспозиции, а при использовании металлических экранов - лучшую чувствительность.

При промышленной радиографии основным показателем качества выполненного снимка является относительная чувствительность, под которой понимают отношение размера минимального выявляемого дефекта или элемента эталона чувствительности к толщине просвечиваемого изделия.Однако измерение чувствительности по эталону еще не дает представления о реальных размерах выявленных дефектов, а служит лишь средством оценки качества изображения дефектов на пленке. Используют различные типы эталонов: проволочные, пластинчатые или ступенчатые с канавками и отверстиями. Проволочные эталоны лучше, чем эталоны с канавками, имитируют дефекты сварки типа трещин и непроваров. Пластинчатые и ступенчатые эталоны с отверстиями хорошо имитируют дефекты типа пор, раковин, шлаковых включений. Выбор того или иного эталона чувствительности зависит от конкретной задачи контроля и обычно регламентируется техническими условиями.

Радиография позволяет получить наиболее высокую чувствительность контроля по сравнению с другими методами радиационного контроля. Она составляет для рентгенографии 1,5-2 %, а для гаммаграфии -- 3-5 % толщины контролируемого соединения. Существенное влияние на выявляемость дефектов оказывает радиографическая общая нерезкость изображения (рисунок 7), которая характеризуется величиной размытия краев на радиографическом снимке.

1 - источник излучения; 2 - объект контроля с резким изменением толщины; 3 - радиографическая пленка; 4 - профиль радиационного изображения; 5 - сглаженный профиль оптической плотности снимка объекта контроля

Рисунок 7 - Схема формирования нерезкости

Величина нерезкости при просвечивании зависит от геометрии просвечивания, микроструктуры пленки и процессов взаимодействия ионизирующего излучения с веществом пленки (образованием фотоэлектронов, комптоновских электронов и их пробегом в эмульсии).

Геометрическая нерезкость зависит от размеров источника излучения и геометрических условий просвечивания и определяется размером фокусного пятна или активной части, фокусным расстоянием, толщиной объекта контроля, расстоянием от контролируемого предмета до пленки и размером поля облучения.

Для уменьшения геометрической нерезкости следует применять источники излучения с малым фокусным пятном.1.4.3 Расшифровка дефектограмм

Расшифровку дефектограмм выполняют в проходящем свете на негатоскопе - устройстве, в котором имеются закрытые рассеивающим или матовым стеклом осветительные лампы для создания равномерно рассеянного светового потока. При этом помещение для расшифровки затемняют, чтобы поверхность пленки не отражала падающий на нее свет. Негатоскопы обеспечивают регулирование яркости освещенного поля и его размеров. Расшифровку снимков и оценку качества контролируемого сварного соединения производят операторы - расшифровщики, которые по выполненным дефектограммам дают заключение о наличии дефектов.

Так как рентгеновская пленка является детектором с высоким уровнем собственных шумов, вызванных неравномерностью полива эмульсии, некачественным проявлением и т.д., расшифровщики должны уметь отличать дефекты пленки от дефектов изделия. В сомнительных случаях проводят повторное просвечивание или применяют зарядку кассет двумя пленками.

В разных отраслях промышленности существуют собственные правила и нормы, регламентирующие как уровень дефектности сварных соединений, так и требования к качеству выполнения самой дефектограммы. В общем виде снимок должен удовлетворять следующим требованиям:

- на дефектограмме должны быть видны весь сварной шов с усилением и околошовная зона, ширина которой определяется правилами контроля;
- на снимке должны быть отчетливо видны маскировочные знаки и эталоны чувствительности;
- на снимке должны отсутствовать пятна, царапины, отпечатки пальцев, подтеки, белый налет от плохой промывки и другие дефекты пленки и обработки.

При контроле сварных соединений на дефектограммах выявляют следующие дефекты:

- трещины продольные и поперечные в наплавленном и основном металле, направление которых совпадает с направлением просвечивания в диапазоне углов от 0 до 10-12°;
- непровары сплошные и прерывистые;
- вольфрамовые и шлаковые включения;
- поры - газовые включения;
- подрезы, проплавы, прожоги.

Расшифровка пленок при гаммаграфировании производится так же, как и при рентгенографировании.

Читайте также: