射線檢測(cè)設(shè)備和器材選用

1、 一、 X射線機(jī)1X射線機(jī)的分類(1)按結(jié)構(gòu)：攜帶式；移動(dòng)式(2)按用途：定向；周向；管道爬行；軟射線；微焦點(diǎn)；脈沖。(3)按頻率：工頻 5060Hz；變頻 300800Hz；恒頻 200Hz.在同樣電流和電壓條件下，恒頻機(jī)穿透力強(qiáng)功耗小效率高，變頻 次之，工頻較差。(4)按絕緣介質(zhì)：變壓器油；SF6氣.2X射線管（1）結(jié)構(gòu)(玻璃和陶瓷)I陰極：由發(fā)射電子的鎢燈絲和聚焦電子的凹面銅陰極頭組成。II陽極a.陽極靶：耐高溫的鎢，與電子撞擊產(chǎn)生 X射線b.陽極體：采用導(dǎo)熱率大的無氧銅，支承靶面，傳遞靶上的熱量，避免鎢靶燒壞。c.陽極(銅)罩：吸收二次電子和散亂射線。冷卻方式：輻射散熱，沖油冷卻，旋轉(zhuǎn)

2、陽極自然冷卻。III外殼（2）X射線管的技術(shù)特性I陰極和陽極特性a.陰極特性：在陰極的工作范圍內(nèi)，較小的溫度變化就會(huì)引起較大的電 流變化。b.陽極特性：在管電壓較低時(shí)，管電流隨管電壓增加而增大，當(dāng)管電壓增加到一定程度后，管電流不再增大而趨于飽和，這說明某一恒定的燈絲加熱電流(鎢絲溫度)下，陰極發(fā)射的熱電子已經(jīng)全部到達(dá)了陽極，再增加電壓亦不可能增大管電流，也就是說，工業(yè)探傷用的 X射線管工作在電流飽和區(qū)，在飽和區(qū)內(nèi)要改變管電流，只有改變燈絲加熱電流，X射線管的管電流和管電壓在升高過程中可以相互獨(dú)立進(jìn)行調(diào)節(jié)。c.管電壓：指 X射線管承載的最大峰值電壓(kVp)。在電工測(cè)量中，表頭指示的是有效值，對(duì)

3、于正弦波 U有效值=0.707U 峰值。d.焦點(diǎn)：焦點(diǎn)的尺寸主要取決于燈絲的形狀和大小，陰極頭聚焦槽的形狀及燈絲在槽內(nèi)安裝的位置。此外，管電流和電壓對(duì)焦點(diǎn)大小也有一定的影響。陽極靶被電子撞擊的部分叫做實(shí)際焦點(diǎn)。焦點(diǎn)大，有利于散熱，可承受較大的管電流；焦點(diǎn)小，底片清晰度好，照相靈敏度高。d.輻射場(chǎng)強(qiáng)度：在 30°輻射角處射線強(qiáng)度最大，陰極側(cè)比陽極側(cè)射線強(qiáng)度高，但實(shí)際上，由于陰極側(cè)射線中包含著較多的軟射線成分，所 以對(duì)具有一定厚度的試件照相，陰極側(cè)部位的底片并不比陽極側(cè)更黑，利用陰極側(cè)射線照相也并不能縮短多少時(shí)間。e.真空度：X 射線管必須在高真空度(10-610-7mmHg)才能正常工

4、作。過熱時(shí)陽極金屬會(huì)釋放氣體，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致 X 射線管被擊穿；高溫工作下的 X 射線管，燈絲金屬也會(huì)吸收一部分氣體。這兩個(gè)過程達(dá)到平衡時(shí)就決定了此時(shí)的真空度。f.壽命：指燈絲發(fā)射能力逐漸降低，射線管的輻射計(jì)量率降為初始值的 80%的累計(jì)工作時(shí)限。玻璃管一般不少于 400h，金屬陶瓷管不少于 500h。保證 X射線管使用壽命的措施主要有：（a）送高壓前，燈絲必須提前預(yù)熱和活化。（b）符合應(yīng)控制在最高管電壓的 90%以內(nèi)。（c）保證陽極冷卻，例如將工作和間息時(shí)間設(shè)為 1：1。（d）嚴(yán)格按使用說明書要求進(jìn)行訓(xùn)機(jī). 二、射線探傷機(jī)1. 射線源的主要特征參數(shù)放射性活度：射線源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生的衰變數(shù)。單

5、位貝可，符號(hào)為Bq,1Bq表示為1秒的時(shí)間內(nèi)有一個(gè)原子核發(fā)生衰變。1Ci=3.7×10 Bq。10放射性比活度：?jiǎn)挝毁|(zhì)量放射源的放射性活度。單位為Bq/g。對(duì)于同一種射線源，放射性活度越大，放出射線（光子）越多。對(duì)于不同種射線源，不能進(jìn)行類似比較。2. 射線探傷設(shè)備的特點(diǎn)（1）射線探傷設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)a.探測(cè)厚度大，穿透能力強(qiáng)。對(duì)鋼工件而言，400kVX光機(jī)最大穿透厚度僅為 100 mm左右，而 Co60射線探傷機(jī)最大穿透厚度可達(dá) 200 mm。b.體積小，質(zhì)量輕，不用水、電、，特別適用于野外作業(yè)和在用設(shè)備的檢測(cè)。c.效率高.，對(duì)環(huán)和球罐可進(jìn)行周向曝光和全景曝光。同 X射線機(jī)相比大大提高效

6、率。d.可以連續(xù)進(jìn)行，且不受溫度、壓力、磁場(chǎng)等外界條件影響。e.設(shè)備故障率低，無易損部件。f.與同等穿透率的 X射線機(jī)相比，價(jià)格低（2）射線探傷設(shè)備的缺點(diǎn)a.射線源都有一定的半衰期，有些半衰期較短的射源，如 Ir192更換頻率，給使用帶來不便。b.輻射能量固定，無法根據(jù)試件厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)源穿透厚度與能量不適配時(shí)，靈敏度下降嚴(yán)重。c.放射強(qiáng)度隨時(shí)間減弱，無法進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)源強(qiáng)度較小時(shí)，曝光時(shí)間過長會(huì)感到不方便。d.固有不清晰度比 X射線大，用同樣的器材及透照技術(shù)條件，期靈敏度低于 X射線機(jī)。e.對(duì)安全防護(hù)要求高，管理嚴(yán)格。3. 射線探傷設(shè)備的分類與結(jié)構(gòu)（1）射線探傷設(shè)備分類按所裝放射同位素不同，

7、可分為 Co60射線探傷機(jī)、Cs137射線探傷機(jī)、Ir192射線探傷機(jī)、Se75射線探傷機(jī)、Tm170射線探傷機(jī)、Yb169射線探傷機(jī)。按機(jī)體結(jié)構(gòu)可分為直通道形式和“S”通道形式。按使用方式可分便攜式、移動(dòng)式、固定式、管道爬行器。（2）射線探傷設(shè)備的結(jié)構(gòu)射線探傷設(shè)備大體可分為五個(gè)部分：源組建、探傷機(jī)機(jī)體、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、輸源管和附件。 三、射線照相膠片1.射線照相膠片的構(gòu)造與特點(diǎn)：射線膠片在膠片片基的兩面均涂布感光乳劑層 (一般感光膠片單面)，目的是增加鹵化銀含量以吸收較多的穿透能力很強(qiáng)的射線，從而提高膠片的感光速度，增加黑度。（1）片基：是感光乳劑層的支持體，起骨架作用，厚度約為 0.1750.2

8、0mm，大多采用醋酸纖維或聚酯材料.聚酯片基較薄，韌性好，強(qiáng)度高。通常采用淡藍(lán)色。（2）結(jié)合層：由明膠、水、表面活性劑(潤濕劑)、樹酯(防靜電劑)組成.其作用是使感光劑層和片基牢固地粘結(jié)在一起，防止感光劑層在沖洗時(shí)脫落。 （3）感光乳劑層：由溴化銀微粒在明膠中的混合體構(gòu)成.加入少量(不大于 5%)碘化銀，可改善感光性能.此外，還加入防灰劑、穩(wěn)定劑和堅(jiān)膜劑。（4）保護(hù)層：防止感光劑層受到污損和摩擦，其主要成分是明膠、堅(jiān)膜劑、防腐劑和防靜電劑。2.潛影（1）概念：膠片受到照射時(shí)，在感光乳劑層中會(huì)產(chǎn)生眼睛看不到的影像。（2）形成過程：是銀離子接受電子還原成銀的過程。Br-+hBr+eAg+eAg（3

9、）潛影衰退：潛影形成后，如相隔很長時(shí)間才顯影，得到的影像比及時(shí)沖洗的淡。實(shí)際上是銀又被空氣氧化而變成銀離子的逆變過程.膠片所處的環(huán)境溫度越高，濕度越大，則氧化作用越加劇，潛影的衰退越厲害。3.黑度 D黑度 D定義為照射光強(qiáng) L0與穿過底片的透射光強(qiáng) L之比的常用對(duì)數(shù)值。D = lg L0L4.射線膠片的特性（1）膠片特性曲線I.增感型膠片特性曲線 a.本底灰霧度區(qū) D0。b.曝光遲鈍區(qū) AB，B稱為閾值。c.曝光不足區(qū) BC。d.曝光正常區(qū) CD。e.曝光過度區(qū) DE。f.反轉(zhuǎn)區(qū) EF，也稱負(fù)感區(qū)。II.非增感型膠片的特性曲線：無明顯的負(fù)感區(qū)，在常用的黑度范圍內(nèi)成“J”型。（2）射線膠片特性參

10、數(shù)I感光度(S)以達(dá)到凈黑度(不包括 D0)為 2.0時(shí)所用曝光量的倒數(shù)作為該膠片的感光度，即1S =K s對(duì)同一類型膠片來說，銀鹽粒度越粗，其 S越高。II灰霧度（D0） 未經(jīng)曝光的膠片經(jīng)顯影和定影處理后也會(huì)有一定的黑度，此黑度稱為灰霧度（D0）?；异F度小于 0.30 時(shí)，對(duì)射線底片影像影響不大；灰霧度過大會(huì)損害影像對(duì)比度和清晰度，降低靈敏度。III梯度(G)可用膠片特性曲線上一點(diǎn)切線的斜率表示 .又稱膠片反差系數(shù) 。用特性曲線上兩點(diǎn)的連線的斜率來表示平均梯度。以特性曲線上底片凈黑度 1.5和 3.5兩點(diǎn)連線的斜率作為膠片的平均梯度。增感型膠片(適宜與熒光增感屏聯(lián)用的膠片)的 G值在較低的黑

11、度范圍內(nèi)，隨黑度的增大而增大，但當(dāng)黑度超過一定數(shù)值，黑度再增大，G值反而減小。在射線照相應(yīng)用范圍內(nèi)，非增感型膠片的 G值隨黑度的增大而增大。IV寬容度(L)指膠片有效密度范圍相對(duì)應(yīng)的曝光范圍。在膠片特性曲線上，用與黑度為許用下限值和上限值 (如1.5和 3.5)相應(yīng)的相對(duì)曝光量的倍數(shù)表示，即：L = 10lg E2lg E1 = E21E梯度大的膠片寬容度小。5.工業(yè)射線膠片系統(tǒng)的分類所謂膠片系統(tǒng)是指包括射線膠片、增感屏（材質(zhì)、厚度）和 沖洗條件（方式、配方、溫度、時(shí)間）組合。膠片分類所依據(jù)的成像特性 ,是指膠片的四個(gè)特征參數(shù)，即D=2.0和 D=4.0時(shí)的最小梯度 Gmin，D=2.0時(shí)的最

12、大顆粒度（0）max，及 D=2.0時(shí)的最大梯度噪聲比（G/0）max。工業(yè)射線膠片系統(tǒng)的分類為 T1、T2、T3、T4四個(gè)類型，T1、T2最大顆粒度較細(xì)，T3、T4最大顆粒度較細(xì)次之。6.膠片的選用(1) 需要較高的射線照相質(zhì)量，選用號(hào)數(shù)較小的膠片。（2）需要縮短曝光時(shí)間，選用號(hào)數(shù)較大的膠片。（3）工件厚度較小、工件材料等效系數(shù)較低或射源線質(zhì)較硬時(shí)，選用號(hào)數(shù)較小的膠片。（4）在工作環(huán)境溫度較高時(shí)，宜選用抗潮性能較好的膠片，在工作環(huán)境比較干燥時(shí)，宜選用抗靜電感光性能較好的膠片。7.膠片的使用與保管（1）不可接近氨、硫化氫、煤氣、乙炔和酸等有害氣體，否則會(huì)產(chǎn)生灰霧。（2）裁片時(shí)不可取掉襯紙，以防

13、劃傷膠片 .不要多層膠片同時(shí)裁切，防止軋刀，擦傷膠片。（3）裝片和取片時(shí)，膠片與增感屏應(yīng)避免摩擦，否則會(huì)擦傷，顯影后底片上會(huì)產(chǎn)生黑線 .還應(yīng)避免膠片受壓受曲受折，會(huì)在底片上出現(xiàn)新月形折痕。（4）開封后的膠片和裝入暗袋的膠片要盡快使用，短時(shí)用不 完時(shí)，應(yīng)采取干燥措施。（5）膠片應(yīng)保存在適宜的溫度 (1015)和濕度(5565%)環(huán)境中。濕度高會(huì)使膠片與襯紙或增感屏粘在一起，空氣過于干燥容易使膠片產(chǎn)生靜電感光。（6）膠片應(yīng)遠(yuǎn)離熱源和射線的影響，在暗室紅燈下操作不宜距離過近，暴露時(shí)間不宜過長。（7）膠片應(yīng)豎放，避免受壓。四、射線照相輔助設(shè)備器材常用的射線照相輔助設(shè)備器材黑度計(jì) （光學(xué)密度計(jì)）、增感屏、像質(zhì)計(jì)、暗袋、標(biāo)記帶（標(biāo)記）、屏蔽鉛板、中心指示器等。1. 增感屏目前常用的增感屏有金屬增感屏、熒光增感屏和金屬熒光增感屏三種。使用金屬增感屏所得到的底片質(zhì)量最好，金屬熒光增感屏次之，熒光增感屏最差，但增感系數(shù)以熒光增感屏最高，金屬增感屏最低。在射線照相中，與膠片直接接觸的金屬增感屏有兩個(gè)基本效應(yīng)： （1）增感效應(yīng)：金屬屏受到透射