無(wú)損檢測(cè) 射線檢測(cè)

·利用各種射線對(duì)材料透射性能的差異及各

種材料對(duì)射線的吸收、衰減程度的不同，使底片感光成黑度不同的圖像來(lái)觀察的·適用于所有材料：·對(duì)零件形狀、表面粗糙度無(wú)嚴(yán)格要求厚鋼板、薄紙片、油畫(huà)、紙幣都可·主要應(yīng)用于鑄件、焊件·能直觀顯示影像·易于對(duì)缺陷定性、定量和定位●射線底片能長(zhǎng)期保存2.1射線檢測(cè)的物理基礎(chǔ)一、射線的種類(lèi)在射線檢測(cè)中應(yīng)用的射線主要是X射、Y射線和中子射線。X射線和y射線屬于電磁輻射，而中子射線是中子束流。射線：波長(zhǎng)短的電磁波或能量大的粒子流不用帶點(diǎn)粒子(陰極射線、β射線、a射線)進(jìn)行探傷，為什么?射線檢測(cè)的物理基礎(chǔ)圖2-1射線的波長(zhǎng)分布射線檢測(cè)的物理基礎(chǔ)二、射線的產(chǎn)生1.X射線的產(chǎn)生X射線通常是將高速運(yùn)動(dòng)的電子作用到金屬靶(一般是重金屬)上而產(chǎn)生的。什么是連續(xù)X射線和特征X射線?2.y射線的產(chǎn)生工業(yè)上廣泛采用人工同位素鈷-60、銥一192產(chǎn)生y射線。由于γ射線的波長(zhǎng)比X射線更短，所以具有更大的穿透力。(天然放射性同位素鐳-226、鈾-235價(jià)格高、不適合制成射線源)3.中子射線的產(chǎn)生通過(guò)原子核反應(yīng)產(chǎn)生，任何能使原子核受到強(qiáng)烈激發(fā)的的方式都可以用來(lái)獲得中子常用的中子源有:同位素中子源—利用天然放射性同位素(鐳、釙)的a粒子去轟擊鈹，引起核反應(yīng)而產(chǎn)生中子，強(qiáng)度較低；加速器中子源一用被加速的帶電粒子去轟擊適當(dāng)?shù)陌?，可以產(chǎn)生各種能量的中子，強(qiáng)度比普通同位素中子源高出好幾個(gè)數(shù)量級(jí)；反應(yīng)堆中子源一利用重核裂變，在反應(yīng)堆內(nèi)形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，不斷產(chǎn)生大量的中子，是目前能量最大的中子源。三、射線的特征1.具有穿透物質(zhì)的能力物質(zhì)對(duì)X射線、Y射線與中子射線的吸收系數(shù)特征?(氫、硼、稀土元素、鎘；鐵、鉛；同一元素不同同位素)2.不帶電荷、不受電磁場(chǎng)作用3.具有波動(dòng)性、粒子性(可以產(chǎn)生折射、反射、干涉和衍射)4.能使某些物質(zhì)起光化學(xué)作用(產(chǎn)生熒光、感光)5.能使氣體電離并殺死有生命的細(xì)胞射線檢測(cè)的物理基礎(chǔ)四.射線通過(guò)物質(zhì)時(shí)的衰減1.X射線、Y射線通過(guò)物質(zhì)時(shí)的衰減·光電效應(yīng):產(chǎn)生自由電子和次級(jí)標(biāo)識(shí)X射線)圖2-3a)·康普頓效應(yīng):X光子的一部分能量傳給電子并將其打出軌道，X光子本身的能量減少并改變傳播方向，成為散射光子圖2—3b·湯姆森散射:產(chǎn)生與入射波長(zhǎng)相同的散射線的現(xiàn)象·圖2—3c·電子對(duì)效應(yīng):當(dāng)射線光子能量大于1.02MeV,光子在原子核場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)化成一對(duì)正、負(fù)電子，而入射光子則完全消失23d射線檢測(cè)的物理基礎(chǔ)射線通過(guò)厚度為d的物質(zhì)時(shí)發(fā)生上述作用，

修正后為:e-式為:Io,公I(xiàn)衰-衰減系數(shù)或吸收系數(shù),被測(cè)物質(zhì)厚度,I和lo分別為入射線和透射線強(qiáng)度,H為物體表面至射線源的距離1、lo一分別為入射線和透射線強(qiáng)度，σ,一中子與被檢物質(zhì)中發(fā)生核相互作用的全截面(等于吸收截面與散射截面之和),N一單位體積內(nèi)核的數(shù)目，則吸收系數(shù):μ=No,2.中子射線通過(guò)物質(zhì)時(shí)的衰減2.2X射線檢測(cè)的基本原理和方法一、X射線檢測(cè)的基本原理X射線檢測(cè)是利用X射線通過(guò)物質(zhì)衰減程度與被通過(guò)部位的材質(zhì)、厚度和缺陷的性質(zhì)有關(guān)的特性，使膠片感光成黑度不同的圖像來(lái)實(shí)現(xiàn)的。X射線檢測(cè)的基本原理圖2-2X

射線檢測(cè)原理X射線檢測(cè)的基本原理和方法二、X射線檢測(cè)方法1.照相法X射線檢測(cè)常用的方法之一是照相法，即利用射線感光材料(通常用射線膠片),放在被透照試件的背面接受透過(guò)試件后的X射線，如圖2-3所示。膠片曝光后經(jīng)暗室處理，就會(huì)顯示出物體的結(jié)構(gòu)圖像。根據(jù)膠片上影像的形狀及其黑度的不均勻程度，就可以評(píng)定被檢測(cè)試件中有無(wú)缺陷及缺陷的性質(zhì)、形狀、大小和位置。此法的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、直觀可靠、重復(fù)性好，是X射線檢測(cè)法中應(yīng)用最廣泛的一種常規(guī)方法。由于生產(chǎn)和科研的需要，還可用放大照相法和閃光照相法以彌補(bǔ)其不足。放大照相可以檢測(cè)出材料中的微小缺陷。X

射線檢測(cè)的基本原理和方法一照相法1—被透照試件；2—射線感光膠片:3—?dú)饪?缺陷);4—夾渣(缺陷)圖2-3X射線照相原理示意圖2.電離檢測(cè)法書(shū)上圖2-63.熒光屏直接觀察法書(shū)上圖2-

74.電視觀察法2.3X射線照相檢測(cè)技術(shù)一、照相法的靈敏度和透度計(jì)1.靈敏度靈敏度是指發(fā)現(xiàn)缺陷的能力，也是檢測(cè)質(zhì)量的標(biāo)志。通常用兩種方式表示：一是絕對(duì)靈敏度，是指在射線膠片上能發(fā)現(xiàn)被檢測(cè)試件中與射線平行方向的最小缺陷尺寸；二是相對(duì)靈敏度，是指在射線膠片上能發(fā)現(xiàn)被檢測(cè)試件中與射線平行方向的最小缺陷尺寸占試件厚度的百分?jǐn)?shù)。若以d表示缺陷處試件的厚度，x為與射線平行方向最小缺陷尺寸，則其相對(duì)靈敏度為：.100%X射線照相檢測(cè)技術(shù)一透度計(jì)2.透度計(jì)透度計(jì)又稱(chēng)像質(zhì)指示器。在透視照相中，要評(píng)定缺陷的實(shí)際尺寸是困難的，因此，要用透度計(jì)來(lái)做參考比較。同時(shí)，還可以用透度計(jì)來(lái)鑒定照片的質(zhì)量和作為改進(jìn)透照工藝的依據(jù)。透度計(jì)要用與被透照工件材質(zhì)吸收系數(shù)相同或相近的材料制成。常用的透度計(jì)主要有:槽式透度計(jì)金屬絲透度計(jì)板孔型透度計(jì)1T孔

2T孔

10

16圖2-4-透度計(jì)示意圖X射線照相檢測(cè)技術(shù)-透度計(jì)JB4730—200510

FE

16X射線照相檢測(cè)技術(shù)一增感屏二、增感屏及增感方式的選擇由于X射線和y射線波長(zhǎng)短、硬度(見(jiàn)下文)大，對(duì)膠片的感光效應(yīng)差，一般透過(guò)膠片的射線，大約1%就能使膠片中的銀鹽微粒感光。為了增加膠片的感光速度，利用某些增感物質(zhì)在射線作用下能激發(fā)出熒光或產(chǎn)生次級(jí)射線，從而加強(qiáng)對(duì)膠片的感光作用。在射線透視照相中，所用的增感物質(zhì)稱(chēng)為增感屏。X射線照相檢測(cè)技術(shù)1)熒光增感屏熒光增感屏是利用熒光物質(zhì)被射線激發(fā)產(chǎn)生熒光實(shí)現(xiàn)增感作用的,其結(jié)構(gòu)如圖2-5所示。它是將熒光物質(zhì)均勻地涂布在質(zhì)地均勻而光滑的支撐物(硬紙或塑料薄板等)上,再覆蓋一層薄薄的透明保護(hù)層組合而成的。圖2-5熒光增感屏構(gòu)造示意圖X射線照相檢測(cè)技術(shù)2)金屬增感屏金屬增感屏在受射線照射時(shí)產(chǎn)生β射線和二次標(biāo)識(shí)X射線對(duì)膠片起感光作用。其增感較小,一般只有2～7倍。金屬屏的增感特性通常是,原子序數(shù)增加,增感系數(shù)上升,輻射波長(zhǎng)愈短,增感作用越顯著。圖2-6

金屬增感屏結(jié)構(gòu)示意圖三

.曝光參數(shù)的選擇1)射線的硬度2)射線的曝光量X

射線照相檢測(cè)技術(shù)圖2-

7曝光距離與射線強(qiáng)度的關(guān)系X

射線照相檢測(cè)技術(shù)3)射線照相對(duì)比度和黑度4)焦距的選擇圖2-8透照影像幾何不清晰度曝光量/mA·

min60KV80KV

100KV

120KV

140KV

160KV

180KVX射線照相檢測(cè)技術(shù)圖3-6材料厚度與曝光量的關(guān)系曲線5)曝光曲線鋼的厚度/mmX射線照相檢測(cè)技術(shù)一透照方式四

.典型工件透照方式的選擇1.平板型工件2.圓管①外透法②內(nèi)透法③雙壁雙影法(大焦距)④雙壁單影法(小焦距)3.角形件(二等分線方向、坡口方向)4.管接頭焊縫5.圓

柱體2.4常見(jiàn)缺陷及其影像特征焊件中常見(jiàn)的缺陷1)裂紋2)未焊透3)氣孔4

)

夾

渣5)未熔合6

)

內(nèi)

凹常見(jiàn)缺陷及其影像特征-裂紋Longitudinal

Root

CrackLongtudinal

RootCrackTransverseCracksTransverseCracks常見(jiàn)缺陷及其影像特征-咬邊常見(jiàn)缺陷及其影像特征-內(nèi)咬邊常見(jiàn)缺陷及其影像特征-未熔合常見(jiàn)缺陷及其影像特征-未焊透常見(jiàn)缺陷及其影像特征-未熔合常見(jiàn)缺陷及其影像特征-氣孔常見(jiàn)缺陷及其影像特征-密集氣孔常見(jiàn)缺陷及其影像特征-夾渣常見(jiàn)缺陷及其影像特征-夾渣常見(jiàn)缺陷及其影像特征-內(nèi)凹Suck

back常見(jiàn)缺陷及其影像特征-夾鎢常見(jiàn)缺陷及其影像特征-錯(cuò)邊