無損檢測模塊一 射線檢測

1、1模塊一 射線檢測射線檢測是常規(guī)無損檢測技術(shù)之一。它依據(jù)被檢工件由于成分、密度、厚度等的不同，對射線（即電磁輻射或粒子輻射）產(chǎn)生不同的吸收或散射的特性，對被檢工件的質(zhì)量、尺寸、特性等作出判斷。可以檢查金屬和非金屬材料及其制品的內(nèi)部缺陷。2項目1 射線檢測基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解射線的產(chǎn)生、種類和性質(zhì)。2.熟悉射線的衰減規(guī)律。3.掌握射線檢測的基本原理及特點。3一、射線的種類及性質(zhì)射線的種類：1. X射線：X射線的波長為0.0010.1nm。2.射線：射線的波長為0.00030.1nm。 4X射線和射線性質(zhì)1.在真空中以光速直線傳播.2.不帶電，不受電場和磁場影響.3.在界面漫反射，折射方向不明

2、顯.4.可以發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象.5.不可見，能夠穿透可見光不能穿透的物質(zhì).6.會與物質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)作用.7.具有輻射生物效應(yīng)，能夠殺傷生物細(xì)胞，破壞生物組織.5二、X射線和射線的產(chǎn)生1.X射線的產(chǎn)生X X射線是在射線是在X X射線管中產(chǎn)生的射線管中產(chǎn)生的, ,如圖如圖1-11-1所示，射線管是一個具有陰陽兩所示，射線管是一個具有陰陽兩極的真空管，陰極是鎢絲，陽極是金屬靶。在陰陽兩極之間加有很高極的真空管，陰極是鎢絲，陽極是金屬靶。在陰陽兩極之間加有很高的管電壓，當(dāng)陰極加熱到白熾狀態(tài)時釋放出大量電子，這些電子在高的管電壓，當(dāng)陰極加熱到白熾狀態(tài)時釋放出大量電子，這些電子在高壓電場中被加速，

3、從陰極飛向陽極，最終以很大速度撞擊在金屬靶上壓電場中被加速，從陰極飛向陽極，最終以很大速度撞擊在金屬靶上，失去所具有的動能，這些動能絕大部分轉(zhuǎn)換為熱能，僅有極少一部，失去所具有的動能，這些動能絕大部分轉(zhuǎn)換為熱能，僅有極少一部分轉(zhuǎn)換為分轉(zhuǎn)換為X X射線向四周輻射。射線向四周輻射。62.射線的產(chǎn)生射線是放射性同位素的原子核在自然裂變(衰變)時放射出來的電磁波。射線檢測中采用的射線主要來自鈷60（Co60）、銫137（Cs137）、銥192（Ir192）、銩170（Tm170）等放射性同位素源。對于一個射線放射性源，描述它的放射性的是放射性活度。應(yīng)注意的是，活度不等于射線強度。對于同一放射性元素，活

4、度大的源其射線強度也大，但對不同的放射性元素，不一定存在這樣的關(guān)系。7三、射線在物質(zhì)中的衰減1. 射線與物質(zhì)的相互作用當(dāng)X射線、射線射入物體后，將與物質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的相互作用。這些作用從本質(zhì)上說是光量子與物質(zhì)原子的相互作用，包括光量子與原子、原子核、原子的電子及自由電子的相互作用。主要的作用是：光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、電子對效應(yīng)和瑞利散射。8（1）光電效應(yīng)當(dāng)光子與物質(zhì)原子的內(nèi)層束縛電子作用時，光子與原子中的軌道電子發(fā)生彈性碰撞，光子的全部能量傳遞給軌道電子，使這個電子脫離軌道發(fā)射出去，而光子本身消失，這一現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。光電效應(yīng)發(fā)射出的電子叫光電子。該過程如圖1-2所示。9由于光電效應(yīng)中在原子的電

5、子軌道上將產(chǎn)生空位，這些空位將被外層軌道電子填充，所以將產(chǎn)生躍遷輻射，發(fā)射特征X射線。這種輻射通常稱為熒光輻射。伴隨發(fā)射特征X射線(熒光輻射)是光電效應(yīng)的重要特征。（1）光電效應(yīng)10（2）康普頓散射光子與物質(zhì)原子核的外層電子或自由電子發(fā)生非彈性碰撞時，光子自身能量減少，波長變長，改變運動方向成為散射光子；電子獲得光子一部分能量成為反沖電子，這一過程稱康普頓效應(yīng)。如右圖所示為散射光子與入射光子方向間的夾角，稱為散射角，為反沖電子的反沖角。11（3）電子對效應(yīng)高能量的光量子與物質(zhì)的原子核發(fā)生相互作用時，光量子可以轉(zhuǎn)化為一對正、負(fù)電子，這就是電子對效應(yīng)。如圖1-4所示。在電子對效應(yīng)中，入射光量子消失

6、，產(chǎn)生的正、負(fù)電子對在不同方向飛出，其方向與入射光量子的能量相關(guān)。12電子對效應(yīng)只能發(fā)生在入射光量子的能量不小于1.02MeV時，這是因為電子的靜止質(zhì)量相當(dāng)于0.51MeV能量，一對電子的靜止質(zhì)量相當(dāng)于1.02MeV的能量，從能量守恒定律，顯然，只有入射光量子的能量不小于1.02MeV時才可能轉(zhuǎn)化為一對正、負(fù)電子，多余的能量將轉(zhuǎn)換為電子的動能。（3）電子對效應(yīng)13（4）瑞利散射 瑞利散射是入射光子和束縛較牢固的內(nèi)層軌道電子發(fā)生的彈性散射過程（也稱為電子的共振散射）。在此過程中，一個束縛電子吸收入射光子而躍遷到高能級，隨即又放出一個能量約等于入射光子能量的散射光子，由于束縛電子未脫離原子，反沖體

7、是整個原子，從而光子的能量損失可忽略不計。14 2.射線在物質(zhì)中的衰減規(guī)律15單色射線：波長單一的射線。連續(xù)譜射線：含有連續(xù)的一段波長的射線。一次射線：從射線源沿直線穿過物體透射的射線；散射線：相互作用中產(chǎn)生的能量或方向不同于一次射線的射線，也常稱為二次射線； 電子：相互作用中產(chǎn)生的電子，如光電子、反沖電子等。16 單色窄束射線衰減規(guī)律 探測器KT源鉛準(zhǔn)直器鉛準(zhǔn)直器吸收體獲得窄束輻射的裝置示意圖17單色窄束射線的衰減規(guī)律寬束連續(xù)譜射線的衰減規(guī)律T0en)I(1IT0eII18半值層厚度是指使射線的強度減弱為入射射線強度值的1/2的物體厚度，也常記為T1/2，容易得到 T1/2=0.693/ 1

8、9四、射線檢測的原理與特點1.射線檢測的原理工件中存在缺陷時，構(gòu)成缺陷的物質(zhì)的衰減系數(shù)不同于工件，所以透過工件缺陷部位和完好部位的射線強度就產(chǎn)生了差異。透過缺陷部位和完好部位的射線強度不同，因而使膠片的感光程度不同，膠片經(jīng)處理后，缺陷部位和完好部位就產(chǎn)生了黑度不同的影象，依據(jù)黑度的變化就可以對工件中的缺陷進(jìn)行判斷。202.射線檢測的特點（1）檢測對象是各種熔化焊焊接對接接頭。也適用于檢測鑄鋼件。（2）射線照相法用底片作為記錄介質(zhì)，可以直接得到缺陷的圖像，且可以長期保存。（3）射線照相所能檢出的缺陷高度尺寸與透照厚度有關(guān)。（4）射線照相法適用于幾乎所有材料。（5）射線照相法檢測成本較高，檢測速度

9、較慢。射線對人體有傷害，需要采取防護(hù)措施。21項目2 射線檢測的設(shè)備器材學(xué)習(xí)目標(biāo)1.熟悉X、射線機的分類、構(gòu)造和操作步驟。2.了解射線檢測的器材，學(xué)會常用器材的使用和保管。22一、X射線機(1) 按結(jié)構(gòu)劃分 1）攜帶式X射線機。如圖1-6所示。2）移動式X射線機。如圖1-7所示。23(2) 按用途劃分 1）定向X射線機。如圖1-8所示。 2）周向X射線機。如圖1-9所示。24 3）管道爬行器為了解決很長的管道焊縫拍片而設(shè)計生產(chǎn)的一種裝在爬行裝置上的X射線機。該機在管道內(nèi)爬行時，用蓄電平提供電力和傳輸控制信號，利用焊縫外放置的一個指令源確定位置，使X射線機在管道內(nèi)爬行到預(yù)定位置進(jìn)行曝光，輻射角大

10、多為360o方向。252.X射線機的結(jié)構(gòu)（1）X射線管X射線機的核心器件是X射線管，普通X射線管的基本結(jié)構(gòu)如圖1-11所示。它主要由陽極、陰極和管殼構(gòu)成。261）陽極：由陽極靶、陽極體和陽極罩組成陽極靶：作用接受高速電子的轟擊，動能約1轉(zhuǎn)換為X射線，99轉(zhuǎn)化為熱能。材料鎢 熔點高（3387）原子序數(shù)大（Z=74）轉(zhuǎn)換效率高陽極體：作用支撐靶面、傳送靶上的熱量。材料無氧銅（導(dǎo)熱率高）陽極罩：作用吸收散亂射線和二次電子（轟擊陽極靶產(chǎn)生） 材料安裝鈹窗口（可透過更多的軟X射線）272）陰極：由燈絲和陰極罩組成燈絲：作用發(fā)射電子。 材料鎢絲（發(fā)射效率高，不易損壞）。形狀圓焦點（盤香形）；線焦點（螺管形

11、）。陰極罩：作用聚集電子。材料銅。28（2）高壓發(fā)生器高壓發(fā)生器由高壓變壓器、高壓整流管、燈絲變壓器和高壓整流電路組成，它們共同裝在一個機殼中，里面充滿了耐高壓的絕緣介質(zhì)。高壓發(fā)生器提供X射線管的加速電壓陽極與陰極之間的電位差和X射線管的燈絲電壓。高壓發(fā)生器中注滿高壓絕緣介質(zhì)，目前主要是高抗電強度的變壓器油。29(3)冷卻系統(tǒng)1）油循環(huán)冷卻。主要應(yīng)用在固定式X射線機。2）水循環(huán)冷卻。主要應(yīng)用在移動式X射線機。也應(yīng)用于油絕緣的便攜式X射線機。3）輻射散熱冷卻。這種方式主要應(yīng)用在便攜式X射線機。30（4）控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是指X射線管外部工作條件的總控制部分，主要包括管電壓的調(diào)節(jié)、管電流的調(diào)節(jié)以及各

12、種操作指示。X射線機的操作指示部分包括：控制箱上的電源開關(guān)，高壓通斷開關(guān)，電壓、電流調(diào)節(jié)旋鈕，電流、電壓指示表頭，計時器，各種指示等。313.X射線檢測曝光操作程序（1）將電源線、電纜線插頭分別和控制箱、機頭、高壓發(fā)生器及冷卻系統(tǒng)等牢固連接，保證接觸良好。（2）檢查所使用的電源電壓是否為220V，并觀察其穩(wěn)定性，如波動較大，需加設(shè)一個調(diào)壓器或穩(wěn)壓電源。（3）將控制箱上的接地線與外接接地插頭連接好，可靠接地。（4）認(rèn)真訓(xùn)機，保證X射線管良好的使用狀態(tài)，以便延長射線機的使用壽命。32（5）按要求劃線、貼片、調(diào)整管電壓和曝光時間，準(zhǔn)備曝光。（6）按下高壓通開關(guān)，高壓顯示燈和毫安指示燈同時閃亮，開始曝

13、光。曝光時計時器顯示倒計時，當(dāng)計時器顯示為0時，曝光結(jié)束。蜂鳴器響起，紅燈熄滅，高壓自動切斷。（7）一次曝光時間超過設(shè)備最大預(yù)置時間5min時，需休息5min后，調(diào)整計時器為剩余曝光時間，按下高壓通開關(guān)繼續(xù)曝光。33 二、射線機1.射線機的類型Ir192射線檢測機Se75射線檢測機Co60射線檢測機Tm170射線檢測機Yb169射線檢測機342.射線檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)(1) 源組件源組件由放射源物質(zhì)、包殼和源辮子組成。放射源物質(zhì)裝入源包殼內(nèi)，包殼采用內(nèi)外兩層，里層是鋁包殼，外層是不銹鋼包殼，并通過等離子焊封口。源包殼與源辮子連接多采用沖壓方式。35射線機體主要部分是屏蔽容器，其內(nèi)部通道設(shè)計有“S”

14、形彎通道和直通道型兩種。(2)射線探傷機的機體36驅(qū)動機構(gòu)是一套用來將放射源從機體的屏蔽貯藏位置驅(qū)動到曝光焦點位置，并能將放射源收回到機體內(nèi)的裝置。(3)驅(qū)動機構(gòu)37(4)輸源管由一根或多根軟管連接一個一頭封閉的包塑不銹鋼軟管制成。其用途是保證源始終在管內(nèi)移動，其長度根據(jù)不同需要可以任意選用，使用時開口的一端接到機體源出口，封閉的一端放在曝光焦點位置。曝光時要求將源輸送到輸源管的端頭，以保證源與曝光焦點重合.38(5) 附件1）各種專用準(zhǔn)直器。 2）射線監(jiān)測儀、個人劑量筆及音響報警器。 3）各種定向架。 4）專用曝光計算尺。 5）換源器。 39（1）操作前的準(zhǔn)備工作 操作前應(yīng)先檢查設(shè)備有無明顯

15、損傷：驅(qū)動機構(gòu)是否靈活，有無卡死現(xiàn)象；輸源管有無明顯砸扁或損壞現(xiàn)象；個人及輻射場劑量監(jiān)測儀表是否正常工作。在確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行送源操作。（2）主機安裝 主機（探傷機）安裝要安放平穩(wěn)。在野外進(jìn)行檢測，必須有防雨和輻射防護(hù)措施。（3）組裝輸源管 根據(jù)拍片實際情況，確定輸源管根數(shù)（在滿足拍片要求的前提下，采用盡量少的輸源管），原則上輸源管不得多于3根。3.射線檢測曝光操作程序40（4）固定照相頭 在照相焦點處，用定位架把輸源管的曝光頭定位并夾緊并使照相頭端部與拍片焦點重合。（5）鋪設(shè)輸源管 應(yīng)保證送源操作順利，同時盡可能考慮有利于人員屏蔽。如果場地寬敞，應(yīng)使輸源管盡量伸直。（6）連接輸源管 從屏蔽容

16、器上取下源頂辮，將其插入儲存源頂辮管內(nèi)，把輸源管接到主機出口接頭上。（7）確定驅(qū)動機構(gòu)的操作位置（手動操作時） 為了最大限度減少輻射傷害，操作人員應(yīng)在防護(hù)物的后面（或檢測控制室內(nèi)）操作。41（8）連接控制纜 （9）計算曝光時間 根據(jù)拍片條件，用計算尺或計算器計算出最佳黑度所需曝光時間。（10）送出射源 把選擇環(huán)轉(zhuǎn)到“工作”位置，迅速轉(zhuǎn)動手搖柄（順時針方向），源從屏蔽容器進(jìn)入輸源管，直到源送到頭為止。（11）收回射源 當(dāng)達(dá)到要求的曝光時間后，沿逆時針方向轉(zhuǎn)動手柄，使源回到貯存位置，用射線劑量儀確認(rèn)已回到貯存位置。（12）鎖緊選擇環(huán) 將選擇環(huán)由“工作”位置轉(zhuǎn)到“鎖緊”位置，用鎖鎖牢。42 三、射線

17、檢測使用的器材1.X射線膠片(1) 射線膠片的結(jié)構(gòu)43（2）射線感光原理和底片黑度膠片受到可見光或X射線、射線的照射時，在感光乳劑層中會產(chǎn)生眼睛看不到的潛在影像，即所謂“潛影”。潛影的產(chǎn)生是銀離子接受電子還原成銀的過程，用化學(xué)方程式式表示，即： 照射前 照射后 BrAgAgBreBrhBrAgeAg44潛影形成后，經(jīng)過暗室處理即可得到帶有永久性肉眼可見影像的底片。底片上的影像是由許多微小的黑色金屬銀微粒所組成，影像各部位黑化程度大小與該部位含銀量多少有關(guān)，含銀量多的部位比含銀量少的部位難于透光。底片的光學(xué)密度就是底片的不透明程度，它表示了金屬銀使底片變黑的程度，所以光學(xué)密度通常簡稱為黑度。0L

18、DIgL45（3）射線膠片的感光特性1）感光度（S）。感光度也稱為感光速度，它表示膠片感光的快慢。通常定義，使底片產(chǎn)生一定黑度所需的曝光量的倒數(shù)為感光度。2）梯度（G）。膠片特性曲線上任一點的切線的斜率稱為梯度，通常所說的梯度時指的是膠片特性曲線在規(guī)定黑度處的斜率。3）灰霧度（D0）。它表示膠片即使不經(jīng)曝光在顯影后能得到的黑度。在膠片感光特性曲線上是曲線起點對應(yīng)的黑度。46（3）射線膠片的感光特性4）寬容度（L）。寬容度是與膠片有效黑度范圍相對應(yīng)的曝光范圍，在特性曲線上，用與黑度為許用下限值和上限值相應(yīng)的相對曝光量的倍數(shù)表示。5）顆粒度。 顆粒度是指射線底片上疊加在工件影像上的黑度隨機漲落，即

19、影像黑度的不均勻程度。47（4）射線膠片的分類所謂膠片系統(tǒng)，是指把膠片、鉛增感屏、暗室處理的藥品配方和程序（方法）結(jié)合在一起作為一個整體，并按這時表現(xiàn)出的感光特性和影像性能進(jìn)行分類。48 2.增感屏金屬增感屏像質(zhì)最佳、增感系數(shù)?。?2.5）金屬熒光增感屏介于二者之間。熒光增感屏增感系數(shù)大（約100300）、像質(zhì)差增感作用膠片通常只能吸收1的射線，為了提高效果，一是射線膠片采用雙面藥膜、較厚的乳劑層，二是使用增感屏增強射線對膠片的感光作用。49 金屬增感屏增感效應(yīng)：射線照射后，金屬萡激發(fā)產(chǎn)生二次電子和二次射線，能量低，膠片易吸收，起到增感作用。吸收效應(yīng)：吸收波長較長的散射線，減少灰霧度，提高對比

20、度。50增感屏的使用1）正確選取增感屏的類型和規(guī)格。2）增感物質(zhì)表面（金屬箔、熒光物質(zhì)）應(yīng)朝向膠片。3）增感物質(zhì)表面與膠片表面之間應(yīng)直接接觸，不能放置其他物品。4）射線照相過程中應(yīng)保證增感屏與膠片緊密接觸，但不能過分彎曲。5）在向前后屏之間裝入膠片時應(yīng)盡量避免摩擦，以免因摩擦產(chǎn)生熒光或靜電，使膠片感光。6）使用前應(yīng)檢查增感屏表面是否受到污染或損壞，存在問題的增感屏不能使用。513.像質(zhì)計像質(zhì)計是檢查和定量評價射線底片影像質(zhì)量的工具。工業(yè)射線照相像質(zhì)計大致有金屬絲型、孔型和槽型三種。其中金屬線型應(yīng)用最廣，我國國家標(biāo)準(zhǔn)就采用此種像質(zhì)計。52象質(zhì)計的擺放象質(zhì)計原則上應(yīng)放于透照場內(nèi)條件最差的位置上，一

21、是工件靠射源一側(cè)表面上，二是在透照場的邊緣。焊縫透照時，絲型象質(zhì)計應(yīng)放于被檢焊縫射源一側(cè)，被檢區(qū)的一端，使金屬絲橫跨焊縫并與焊縫垂直，細(xì)絲置于外側(cè)。射源一側(cè)無法放置象質(zhì)計時，允許放于膠片一側(cè)，但應(yīng)通過對比實驗，確定膠片側(cè)象質(zhì)計應(yīng)達(dá)到的象質(zhì)指數(shù)或相對靈敏度值。53 4.其他設(shè)備和器材（1）觀片燈:識別底片缺陷影像所需要的基本設(shè)備.（2）黑度計:測量底片黑度的設(shè)備。（3）暗室設(shè)備和器材:暗室必需的主要設(shè)備和器材是工作臺、切刀、膠片處理的槽或盤、上下水系統(tǒng)、安全紅燈、計時鐘等。（4）標(biāo)記:標(biāo)記主要由識別標(biāo)記和定位標(biāo)記組成。標(biāo)記一般由適當(dāng)尺寸的鉛制數(shù)字、拼音字母和符號等構(gòu)成。（5）鉛板:主要是用于控制

22、散射線。（6）其他小器件54項目3 射線透照工藝學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握射線檢測的透照參數(shù)，能正確的選擇透照參數(shù)。2.熟悉常見的透照方式，能進(jìn)行一次透照長度的計算。3.了解曝光曲線的類型，能使用曝光曲線。4.了解射線防護(hù)知識。55 任務(wù)描述現(xiàn)有一臺儲罐，規(guī)格為Di 1200mm1600mm10mm，材料16MnR，筒節(jié)長1600mm,母材厚度10mm，兩端為封頭，右側(cè)封頭中心有一Di450mm8mm高徑法蘭人孔，短節(jié)長280mm,罐體上有273mm8mm高徑法蘭接管，左側(cè)封頭上有89mm8mm高徑法蘭接管，如圖1-21所示。本任務(wù)的要求是根據(jù)JB/T4730.2-2005標(biāo)準(zhǔn)AB級要求對環(huán)焊縫B1-B

23、4進(jìn)行射線檢測工藝參數(shù)的確定。56 現(xiàn)有設(shè)備和器材（1）250EG-S3定向X射線機（焦點尺寸2mm2mm）及曝光曲線圖，如圖1-22所示。焦點到窗口的距離為150mm；（2）200EGB1C周向射線機（焦點尺寸1.0mm3.5mm）、曝光曲線及機頭結(jié)構(gòu)圖，如圖1-23所示；焦點到窗口的距離為150mm；（3）膠片天津；（4）增感屏規(guī)格：360mm80mm和240mm80mm；（5）各種鉛字、像質(zhì)計齊全；（6）輔助器材：中心指示器、卷尺、膠帶、石筆、記號筆、膠皮帶。5758相關(guān)知識一、射線透照參數(shù)的選擇1.射線源和能量的選擇射線源和能量的選擇首先要需考慮射線源的穿透能力，即保證能穿透被檢工件。

24、X射線能量取決于射線機的管電壓，管電壓越高，X射線穿透能力越強。射線能量的過高會使射線照相靈敏度下降。因此選擇X射線能量的原則是：在保證穿透力的前提下，盡量選擇能量較低的X射線。59 允許使用的最高管電壓60射線的穿透力取決于放射線源種類，不同的射線源穿透能力不同。JB/T4730.2-2005規(guī)定了射線源或高能（1MeV以上）X射線適用的透照厚度范圍（表1-2）。612.焦距的選擇所選擇的焦距必須滿足射線照相對幾何不清晰度的規(guī)定。焦距F越大，Ug值越小，底片上的影像越清晰。焦距對射線照相靈敏度影響主要表現(xiàn)在幾何不清晰度Ug上 。fdbbFdbUg/)/(62JB/T 4730.2-2005規(guī)

25、定規(guī)定f應(yīng)滿足的要求應(yīng)滿足的要求 射線檢測技術(shù)等級透照距離fUg值A(chǔ)級f7.5db2/3Ug(2/15)b1/3AB級f10db2/3Ug(1/10)b1/3 B級f15db2/3 Ug(1/15)b1/3 63在實際工作中，焦距的最小值可通過JB/T4730.2-2005標(biāo)準(zhǔn)給出的諾模圖查出。圖1-26為JB/T4730.2-2005給出的AB級射線檢測技術(shù)確定的諾模圖。諾模圖的使用方法如下：在d線和b線上分別找到有效焦點尺寸d和工件至膠片距離b對應(yīng)的點，用直線連接這兩個點，直線與f相交的交點即為的最小值，焦距最小值 bfFmin64 3.曝光量曝光量是指射線源發(fā)的射線強度與照射時間的積。X

26、射線的曝光量是指管電流i與照射時間t的積；射線的曝光量是指放射線源活度A和照射時間t的積。曝光量做為射線檢測工藝中一項重要參數(shù)。對黑度和靈敏度有重要影響。透照時，底片黑度與曝光量有直接的對應(yīng)關(guān)系，因此可以通過控制曝光量來控制底片的黑度。曝光量也影響底片靈敏度，從而影響底片上可記錄的最小細(xì)節(jié)尺寸。65JB/T4730.2-2005推薦的曝光量的值為：X射線照相，當(dāng)焦距為700mm時，A級和AB射線檢測技術(shù)不小于15mAmin；B級射線檢測技術(shù)不小于20mAmin。當(dāng)焦距改變時可按平方反比定律進(jìn)行換算。66曝光因子的表達(dá)式曝光因子表達(dá)了射線強度、曝光時間和焦距三者之間的關(guān)系，當(dāng)上述三個參量中的其中

27、一個或兩個發(fā)生變化時，通過上式以方便的修正其它參量。67二、透照方式的選擇與一次透照長度的選擇1.透照方式的選擇a 直縫單壁透照 b 直縫雙壁透照 c 環(huán)縫外透681.透照方式的選擇 d 環(huán)縫內(nèi)透(中心法) e環(huán)縫內(nèi)透（內(nèi)透偏心法FR) 691.透照方式的選擇g環(huán)縫雙壁單影 h環(huán)縫雙壁單影（直透法） i環(huán)縫雙壁雙影 j環(huán)縫雙壁雙影（直透法） 70選擇透照方式時應(yīng)考慮的綜合因素(1)透照靈敏度：在透照靈敏度存在明顯差異的情況下，應(yīng)選擇有利于提高靈敏度的透照方式。 (2)缺陷檢出特點：根據(jù)檢出缺陷的要求的實際情況選擇。(3)透照厚度差和橫向裂紋檢出角：較小的透照厚度和橫向裂紋檢出角有利于提高底片質(zhì)

28、量和裂紋檢出率。71選擇透照方式時應(yīng)考慮的綜合因素(4) 一次透照長度：選擇一次透照長度較大的透照方式可以提高檢測速度和工作效率。(5) 操作方便性：一般說來，對容器透照，源在外的操作更方便一些。(6) 試件及探傷設(shè)備具體情況：當(dāng)試件直徑過小時，采用源在外的透照方式。選擇源在內(nèi)中心透照法對環(huán)焊縫周向曝光更能發(fā)揮設(shè)備的優(yōu)點。 72（1）直縫透照一次透照長度的計算73（1）直縫透照一次透照長度的計算74（2）環(huán)縫單壁外透法75（2）環(huán)縫單壁外透法76（3）內(nèi)透中心法內(nèi)透中心法是指射線源位于被檢工件（容器、管道）中心，膠片整條或逐張連接布置在整圈環(huán)縫外壁上，射線對環(huán)焊縫作一次性周向曝光（圖1-30）

29、。使用內(nèi)透中心法時，其透照厚度比為1，橫向裂紋檢出角為零，一次透照長度為整條環(huán)縫長度。7778（4）雙壁單影法79（5）雙壁雙影法小徑管一般指外徑小徑管一般指外徑D D0 0100mm100mm的管子，其對接環(huán)縫的透照的管子，其對接環(huán)縫的透照常采用雙壁雙影法。采用傾斜透照方式橢圓成像需同時常采用雙壁雙影法。采用傾斜透照方式橢圓成像需同時滿足下列兩條件：滿足下列兩條件：T T（壁厚）（壁厚）8mm8mm；g g（焊縫寬度）（焊縫寬度）D D0 0/4/4。為防止傾斜斜角過大，影像過度失真，應(yīng)控制。為防止傾斜斜角過大，影像過度失真，應(yīng)控制影像的開口寬度在影像的開口寬度在1 1倍焊縫寬度左右。倍焊縫

30、寬度左右。80 傾斜透照布置如圖1-32所示，射線源的偏心距（L0）81在實際射線檢測工作中，通常根據(jù)工件的材質(zhì)與厚度的不同，來選取相應(yīng)射線能量、曝光量以及焦距等透照工藝參數(shù)，這些參數(shù)一般通過查曝光曲線來選取。曝光曲線是用來表示被檢工件（材質(zhì)、厚度）與工藝規(guī)范參數(shù)（管電壓、管電流、曝光時間、焦距、暗室處理條件等）之間相關(guān)性的曲線圖示。一般情況下，只把工件厚度、管電壓和曝光量選作可變參數(shù)，而其它條件相對固定。三、曝光曲線821. 曝光曲線的類型以透照電壓為參數(shù)的曝光曲線 縱坐標(biāo)是曝光量，單位是毫安分（mAmin），采用對數(shù)刻度尺。橫坐標(biāo)是透照厚度，常用毫米（mm）為單位，采用算術(shù)刻度尺。圖中的曲

31、線是在相同的焦距下對不同的透照電壓畫出來的。83以曝光量為參數(shù)的曝光曲線縱坐標(biāo)是透照電壓，單位名稱為千伏，單位符號為kV，采用算術(shù)刻度尺；橫坐標(biāo)是透照厚度，單位常用毫米（mm），采用算術(shù)刻度尺。圖中曲線是在相同的焦距下對不同曝光量畫出的。1. 曝光曲線的類型842. 曝光曲線的一般使用方法E-T 曲線從ET曝光線上查取透照某給定厚度所需要的曝光量，一般都采用“一點法”，即按射線束中心穿透的最大厚度值確定與某一“kV”相對應(yīng)的E。85最大穿透厚度值為15mm時，查ET曝光曲線可知，適用的曝光參數(shù)有三組：150kV，45mAmin；170kV，20mAmin；200kV，7mAmin。具體選擇哪一

32、組參數(shù)，應(yīng)根據(jù)工件厚度是否均勻，寬容度是否滿足要求，以及要求的靈敏度、工作時間、工作效率等因素，來選擇是選用高能量小曝光量，還是低能量大曝光量。2.曝光曲線的一般使用方法86四、輻射防護(hù)1.射線對人體的危害射線對人體的危害作用隨著射線劑量的不同、照射部位的不同以及射線對機體的作用不同而異，當(dāng)人體的有機組織受少量射線照射時，其作用并不顯著，有機組織能迅速恢復(fù)正常。但在受到大劑量射線照射或連續(xù)超過容許劑量射線照射時，將會在人體有機組織內(nèi)引起嚴(yán)重病變，甚至死亡。87（1）屏蔽防護(hù)法（2）距離防護(hù)法 （3）時間防護(hù)法 2.射線的防護(hù)方法88任務(wù)實施一、檢測工藝參數(shù)的確定1.透照方式、應(yīng)識別絲號和像質(zhì)計

33、型號的確定環(huán)焊縫B1B4的透照方式、應(yīng)識別絲號和像質(zhì)計型號的確定見表1-6。892.焊縫長度和焦距的確定 903.一次透照長度L3和每條焊縫最少的透照片數(shù)N913.一次透照長度L3和每條焊縫最少的透照片數(shù)N924.曝光量和射線能量的確定934.曝光量和射線能量的確定944.曝光量和射線能量的確定95 二、操作步驟（1）試件檢查及清理 （2）劃線（3）像質(zhì)計和各種標(biāo)記的擺放（4）貼片 （5）對焦 （6）曝光 （7）記錄 96項目4 暗室處理技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解暗室的布局，熟悉暗室設(shè)備器材。2.熟悉暗室處理的過程，能進(jìn)行手工沖洗膠片。97任務(wù)描述一條2400mm18mm的容器環(huán)焊縫，試件材料Q23

34、5R。采用射線中心透照法100%檢測，標(biāo)準(zhǔn)JB/T4730.2-2005，共拍攝膠片24張，需要手工沖洗膠片。本任務(wù)的要求是將具有潛影的膠片經(jīng)過一系列加工處理得到可見影像的底片。98相關(guān)知識一、暗室布置知識1.暗室應(yīng)有足夠的空間，不能太小、太窄。2.暗室分為干區(qū)和濕區(qū)。干區(qū)：用于擺放膠片 、暗盒、增感屏和洗片夾等器材，并用來進(jìn)行切片和裝片等工作。濕區(qū)：用來進(jìn)行沖洗過程中的顯影、停顯、定影、水洗和干燥等工作。99二、暗室設(shè)備器材使用知識100二、暗室設(shè)備器材使用知識（1 1）安全燈用于膠片沖洗過程中的照明。）安全燈用于膠片沖洗過程中的照明。（2 2）溫度計用于配液和顯影操作時測量藥液溫度。）溫度

35、計用于配液和顯影操作時測量藥液溫度。（3 3）天平用于配液時稱量藥品，）天平用于配液時稱量藥品，（4 4）膠片手工處理目前多采用槽式處理。）膠片手工處理目前多采用槽式處理。（5 5）配液的容器應(yīng)使用玻璃、搪瓷或塑料制品，也可）配液的容器應(yīng)使用玻璃、搪瓷或塑料制品，也可用不銹鋼制品，切忌使用銅、鐵、鋁制品。用不銹鋼制品，切忌使用銅、鐵、鋁制品。101三、暗室處理程序1.顯影曝光以后在膠片的乳劑層中形成潛影，對通常采用的曝光量必須經(jīng)過顯影才能把潛影轉(zhuǎn)化為可見的影像。顯影就是以還原作用，從感光乳劑中感光的溴化銀還原出金屬銀，使不可見的潛影轉(zhuǎn)化為可見的影像。102（1）顯影液1）顯影劑。是顯影液的基本

36、組分，它使已感光的鹵化銀還原為金屬銀。最常用的顯影劑是米吐爾、對苯二酚、菲尼酮。2）保護(hù)劑。在顯影液中加入保護(hù)劑是為了防止顯影劑氧化，延長顯影液的壽命。顯影液中經(jīng)常采用的保護(hù)劑是無水亞硫酸鈉。1033）促進(jìn)劑。加入促進(jìn)劑是為了增強顯影劑的顯影能力和顯影速度。常用的促進(jìn)劑是碳酸鈉、硼砂。4）抑制劑。加入抑制劑是為了減少對未曝光鹵化銀微粒的顯影程度，降低灰霧。經(jīng)常使用的抑制劑是溴化鉀。5）溶劑水。溶解各種其他組分，構(gòu)成顯影液。104（2）影響顯影的因素105二、停顯或中間水洗停顯的作用主要是終止顯影和減少顯影液對后面的定影液的污染。為了立即終止顯影液的作用，在顯影之后應(yīng)進(jìn)行停顯處理。常用的停顯液是

37、1.5%5%的醋酸水溶液。停顯時間約為0.51min。停顯液的主要作用是其酸中和顯影液的堿。 1063.定影經(jīng)過顯影之后，膠片乳劑層中感光的鹵化銀還原為金屬銀，但大部分未感光的鹵化銀沒有發(fā)生變化，還保留在乳劑層中。定影過程的作用是，將感光乳劑層中未感光也未被顯影劑還原的鹵化銀從乳劑層中溶解掉，使顯影形成的影像固定下來。107（1）定影液1）定影劑。在定影過程中，硫代硫酸鈉與鹵化銀發(fā)生反應(yīng)，生成成分比較復(fù)雜的能溶于水的銀的絡(luò)合物。但對已還原出的金屬銀不起作用，從而使影像固定下來。使用最廣的定影劑是硫代硫酸鈉。2）酸性劑。為了中和停顯過程未消除而進(jìn)入定影液中的顯影液的堿性、停止顯影作用。酸性劑是冰

38、醋酸和硼酸。3）保護(hù)劑。為防止定影液的酸度升高。保護(hù)劑是亞硫酸鈉。4）堅膜劑。堅膜劑的作用就是減少劃傷和防止藥膜脫落。定影液最常用的堅膜劑是硫酸鋁鉀和硫酸鉻鉀。108（2）影響定影的因素109 4.水洗與干燥 （1）水洗目的是將膠片表面和乳劑膜內(nèi)吸附的硫代硫酸鈉及銀鹽絡(luò)合物清除掉。否則硫化銀會使底片發(fā)黃，影響底片影像質(zhì)量。水洗的質(zhì)量決定于水洗的溫度、時間、方式。溫度高可縮短水洗時間，但溫度過高可能會損害乳劑層，水洗溫度一般控制在 1624。水洗時間一般需要30min。（2）干燥干燥是為了排除膨脹的乳劑層中的水分。干燥方法主要是兩種：自然干燥和烘箱干燥。110任務(wù)實施1.顯影在準(zhǔn)備好了顯定影液后

39、，首先關(guān)閉日光燈，打開雙色燈中的紅燈以及暗室計時器。這時就可以將暗袋里已拍照的膠片取出，取出的膠片要做好標(biāo)記，然后放進(jìn)顯影藥液中。一次性放入顯影液中的膠片不宜過多，以不重疊為宜。常溫下，顯影時間在3-5min。顯影之初和顯影過程中要使膠片上下移動，以保證顯影液新鮮性。顯影夾之間要有一定距離，防止膠片相粘。111 2.停顯停顯液常用弱酸配制而成，作用是中和殘留的堿性顯影液。操作時，將顯影后的膠片放入停顯液中不間斷地擺動，使酸堿中和產(chǎn)生的氣泡從表面排出。停顯時間在1020s即可。停顯溫度最好與顯影溫度相近，停顯溫度過高，可能會產(chǎn)生“網(wǎng)紋” “皺榴”等缺陷。112 3.定影（1）定影溫度的控制 定影

40、操作時應(yīng)將溫度控制在1624。（2）攪拌 在整個定影過程中要不斷攪動定影液，并經(jīng)常翻動膠片，這樣既可以提高定影速度又可使定影均勻。一般在最初1min要不停地攪拌，以后每12min攪動一次，攪拌要充分盡量使每張膠片都能補充到定影液。（3）定影時間的控制 定影過程中，膠片乳劑膜的乳黃色消失，變?yōu)橥该鞯默F(xiàn)象稱為“通透”。從膠片放入定影液直至通透的這段時間稱為“通透時間”。通常定影時間為通透時間的2倍即可定影充分。113水洗時最好用流動的清水，控制溫度在1624，水洗時間不少于30min，如果無法采用流動水，沖洗時要常換水且需要增加水洗時間。4.水洗1145.干燥為防止底片產(chǎn)生水跡，干燥前要進(jìn)行潤濕處

41、理。潤濕液可用0.1%左右濃度的洗滌劑水溶液配制而成。將膠片放入潤濕液浸潤約1min拿出進(jìn)行干燥，即可有效防止底片產(chǎn)生水跡。115項目5 射線照相底片的評定學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解評片的基本要求。2.能識別焊接缺陷的影像，對缺陷進(jìn)行定性。3.熟知被檢工件質(zhì)量等級評定的標(biāo)準(zhǔn)。116任務(wù)描述某管線，規(guī)格為45mm3.5mm，按JB/T 4730.2-2005標(biāo)準(zhǔn)AB級像質(zhì)要求，射線檢測抽查比例為50%、級合格。有現(xiàn)場監(jiān)理，檢測焊口由現(xiàn)場監(jiān)理指定。經(jīng)檢測共得到底片15張。本任務(wù)的要求是對被檢焊縫的底片影像進(jìn)行分析和識別,對照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，評出焊接接頭的質(zhì)量等級。117相關(guān)知識一、評片工作的基本要求缺陷是否能夠通

42、過射線照相而被檢出，取決于若干環(huán)節(jié)。首先，必須使缺陷在底片上留下足以識別的影象，這涉及到照相質(zhì)量方面的問題。其次，是與觀片設(shè)備和環(huán)境條件有關(guān)。第三，評片人員對觀察到的影象應(yīng)能作出正確的分析與判斷，這取決于評片人員的知識、經(jīng)驗、技術(shù)水平和責(zé)任心。118 1.設(shè)備環(huán)境條件要求（1）環(huán)境評片一般應(yīng)在專用的評片室內(nèi)進(jìn)行。評片室應(yīng)整潔、安靜，溫度適宜,光線應(yīng)暗且柔和。觀片燈兩側(cè)應(yīng)有適當(dāng)臺面供放置底片及記錄。黑度計、直尺等常用儀器和工具應(yīng)靠近放置，取用方便。（2）觀片燈應(yīng)有足夠的光強度,能滿足評片要求。在亮度方面又規(guī)定底片評定范圍內(nèi)的亮度應(yīng)符合下列要求：確保透過黑度為2.5的底片后可見光度應(yīng)為30cd/m

43、2；透過黑度為2.5的底片后可見光度應(yīng)為10cd/m2；亮度可調(diào)，性能穩(wěn)定，安全可靠，無噪音。119（3）各種工具用品放大鏡：觀察影象細(xì)節(jié)，放大倍數(shù)一般為25倍，最大不超過10倍。遮光板：觀察底片局部區(qū)域或細(xì)節(jié)時，遮擋周圍區(qū)域的透射光，避免多余光線進(jìn)入評片人眼中。評片尺：最好是透明塑料尺。手套：避免評片人手指與底片直接接觸，產(chǎn)生污痕。文件：提供數(shù)據(jù)或用于記錄的各種規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、圖表。120 2.人員條件要求評片人員應(yīng)經(jīng)過系統(tǒng)的專業(yè)培訓(xùn)，并通過法定部門考核確認(rèn)其具有承擔(dān)此項工作的能力與資格。應(yīng)具有良好的視力。同時應(yīng)具有良好的職業(yè)道德，高度的工作責(zé)任心。1213.底片質(zhì)量要求（1）靈敏度檢查靈敏度是

44、射線照相底片質(zhì)量的最重要指標(biāo)之一，必須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。對底片的靈敏度檢查內(nèi)容包括：底片上是否有像質(zhì)計影像，像質(zhì)計型號、規(guī)格、擺放位置是否正確，能夠觀察到的金屬絲像質(zhì)指數(shù)是多少，是否達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求等。122（2）黑度檢查黑度是底片質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，它直接關(guān)系底片的射線照相靈敏度和底片記錄細(xì)小缺陷的能力。為保證底片具有足夠的對比度，黑度不能太小，但因受到觀片燈亮度的限制，底片黑度也不能過大。123（3）標(biāo)記檢查底片上標(biāo)記的種類和數(shù)量應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工藝規(guī)定。常用的標(biāo)記種類有：工件編號、焊縫編號、部位編號、中心定位標(biāo)記、搭接標(biāo)記。此外，有時還需使用返修標(biāo)記，像質(zhì)計放在膠片側(cè)的區(qū)別標(biāo)記以及

45、人員代號，透照日期等。124（4）背散射檢查背散射檢查即“B”標(biāo)記檢查。照相時，在暗盒背面貼跗一個“B”鉛字標(biāo)記，觀片時若發(fā)現(xiàn)在較黑背景上出現(xiàn)“B”字較淡影像，說明背散射嚴(yán)重，應(yīng)采取防護(hù)措施重新拍照；若不出現(xiàn)“B”字或在較淡背景上出現(xiàn)較黑“B”字，則說明底片未受背散射影響，符合要求。黑“B”字是由于鉛字標(biāo)記本身引起射線散射產(chǎn)生了附加增感，不能作為底片質(zhì)量判廢的依據(jù)。125（5）偽缺陷檢查偽缺陷是指由于透照操作或暗室操作不當(dāng)，或由于膠片、增感屏質(zhì)量不好，在底片上留下的非缺陷影像。常見的偽缺陷影像包括：劃痕、折痕、水跡、靜電感光、指紋、霉點、藥膜脫落、污染等。偽缺陷容易與真缺陷影像混淆，影響評片的

46、正確性，造成漏檢和誤判，所以底片上有效評定區(qū)域內(nèi)不允許有偽缺陷影像。126二、評片基本知識1.觀片的基本操作（1）通覽底片通覽底片的目的是獲得焊接接頭質(zhì)量總體印象，找出需要分析研究的可疑影象。通覽底片時必須注意，評定區(qū)域不僅僅是焊縫，還包括焊縫兩側(cè)的熱影響區(qū)，對這兩部分區(qū)域，都應(yīng)仔細(xì)觀察。由于余高的影響，焊縫和熱影響區(qū)的黑度差異往往較大，有時需要調(diào)節(jié)觀片燈亮度，在不同的光強下分別觀察。127（2）影象細(xì)節(jié)觀察1）調(diào)節(jié)觀片燈亮度，尋找最適合觀察的透過光強。2）用紙框等物體遮擋住細(xì)節(jié)部位鄰近區(qū)域的透過光線。3）使用放大鏡進(jìn)行觀察。4）移動底片，不斷改變觀察距離和角度。1282.焊接缺陷影像分析缺陷

47、影像的判定，應(yīng)依據(jù)三個基本原則：(1) 影像的黑度(或亮度)分布規(guī)律 如氣孔的黑度變化不大，屬平滑過渡型；而夾渣的黑度變化不確定，屬隨機型。(2) 影像的形態(tài)和周界 如裂紋的影像為條狀，且必有尖端；而未焊透或條狀夾渣雖然也是條狀的，但一般不可能有尖端。未焊透的兩邊周界往往是平直的，而夾渣的周圍往往是弧形不規(guī)則的，而氣孔的形態(tài)大多是規(guī)則的。(3) 影像所處的部位 如未熔合只產(chǎn)生于焊接坡口的熔合面上，因此大多出現(xiàn)在焊縫軸線的兩側(cè)；而未焊透則出現(xiàn)在焊縫軸線上。129垂直于焊縫軸線方向，呈現(xiàn)微細(xì)條黑色線紋，兩端尖細(xì)，略有彎曲，有分枝，一般不太長，很少穿過焊縫。橫向裂紋130平行于焊縫軸線方向，多為中間

48、稍寬，兩端尖細(xì)的直線，有時略帶彎曲?？v向裂紋131弧坑中縱、橫向及星形黑色條紋，黑度較淡，輪廓清晰，多有彎曲，與弧坑影像同時存在?；】恿鸭y132坡口邊緣、焊道之間以及焊縫根部等處的伴有氣孔或夾渣的連續(xù)或斷續(xù)黑色影像。根部未熔合未熔合133坡口未熔合影像未熔合134層間未熔合影像未熔合135未焊透影像未焊透：焊縫根部鈍邊或軸線方向未溶化的直線黑色影像未焊透136條狀夾渣黑度值較均勻的呈長條黑色不規(guī)則影像條狀夾渣137夾鎢夾鎢138與焊縫方向平行的成串井呈直線狀的黑色影像鏈狀氣孔139黑度值中心較大邊緣較小且均勻過渡的圓形黑色影像球形氣孔140 形狀缺陷咬邊位于焊縫邊緣與焊縫走向一致的黑色條紋縮溝

49、單面焊，背部焊道兩側(cè)的黑色影像焊縫超高焊縫正中的灰白色突起下塌單面焊，背部焊道正中的灰白色影像焊瘤焊縫邊緣的灰白色突起錯邊焊縫一側(cè)與另一側(cè)的黑色的黑度值不同，有一明顯界限下垂焊縫表面的凹槽，黑度值較高的一個區(qū)域燒穿單面焊背部焊道由于熔池塌陷形成孔洞，在底片上為黑色影像縮根單面焊，背部焊道正中的溝槽，呈黑色影像形狀缺陷影像特征141三、焊接接頭的質(zhì)量等級評定1.質(zhì)量分級的規(guī)定 （1）缺陷類型（2）缺陷評定區(qū)（3）缺陷允許程度（4）綜合評級(組合缺陷) 1422.質(zhì)量分級評定的基本步驟（1）首先考慮缺陷類型，判斷是否存在不允許存在的缺陷，以便確定質(zhì)量級別。 （2）對允許存在的缺陷，確定是否存在尺寸超過質(zhì)量級別規(guī)定的情況。 （3）確定可能的評定區(qū)，對可能的評定區(qū)按缺陷類型進(jìn)行質(zhì)量分級。 （4）考慮應(yīng)進(jìn)行的綜合評級。 （5）最后，根據(jù)以上所得到的結(jié)果， 來判定質(zhì)量級別。1433.底片上缺陷影像的定性、定量規(guī)定（1）定性規(guī)定 根據(jù)JB/T 4730.2-2005規(guī)定，底片上評定區(qū)域內(nèi)僅對氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、裂紋五種缺陷影像進(jìn)行定性、定位和定級。并對氣孔、夾渣又按其長、寬尺寸比（L/W）分為圓形缺陷（L/W3）和條狀缺陷（L/W3）。并依據(jù)缺陷的危害安全程度對缺陷性質(zhì)進(jìn)行分級限定。（2）定量規(guī)定 標(biāo)準(zhǔn)