射線探傷課件

1、射線探傷按射線(shxin)源種類分：X射線、射線、高能射線檢測按顯示缺陷方法不同：射線照相探傷、射線熒光屏觀察法、射線實(shí)時圖象法、射線計算機(jī)斷層掃描技術(shù)。第一節(jié)射線檢測的基本原理第一節(jié)射線檢測的基本原理一、射線的基本性質(zhì)1不可見，以光速直線傳播2不帶電，不受電場和磁場的影響第一頁，共六十頁。射線探傷3穿透可見光不能穿透的物質(zhì)4能使物質(zhì)的原子電離，能使膠片感光，能使某些物質(zhì)產(chǎn)生熒光。5能傷害和殺死生物細(xì)胞二、射線與物質(zhì)的相互作用二、射線與物質(zhì)的相互作用1主要(zhyo)有：光電效應(yīng)、湯姆遜散射，康普頓效應(yīng)和電子對效應(yīng)。作用的結(jié)果使射線因吸收和散射而失去一部分能量，強(qiáng)度相應(yīng)減弱，這種現(xiàn)象稱之為射

2、線的衰減。第二頁，共六十頁。射線探傷2衰減定律衰減定律射線透過厚度的物質(zhì)后射線強(qiáng)度I 與透照厚度之間應(yīng)遵循如下的指數(shù)衰減規(guī)律：I I 0e-I ：射線透過厚度的物質(zhì)后的射線強(qiáng)度I0：射線的初始強(qiáng)度e: 自然對數(shù)的底：透過物質(zhì)的厚度:線衰減系數(shù)，為上述各物理(wl)效應(yīng)分別引起的衰減系數(shù)之和。第三頁，共六十頁。射線探傷三、探傷三、探傷(tn shng)的基本原理的基本原理射線探傷的實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)是根據(jù)被檢工件與其內(nèi)部缺陷介質(zhì)對射線能量的衰減程度不同，而引起射線透過工件后的強(qiáng)度差異，使缺陷能在射線底片上或電視屏幕上顯示出來。成象技術(shù)(jsh)示意圖第四頁，共六十頁。射線探傷xxIIx射線探傷原理圖射線在

3、工件(gngjin)及缺陷中的線衰減系數(shù)分別為和。根據(jù)衰減定律：透過(tu u)完好部位x厚的射線強(qiáng)度I x I 0e-x透過缺陷部位的射線強(qiáng)度I I 0e-x e ( ) x可得：1、 時， I I x2、 時， I I x3、 或x0時， I I x第五頁，共六十頁。射線探傷第二節(jié)射線探傷第二節(jié)射線探傷(tn shng)設(shè)備設(shè)備一、X射線機(jī)1分類按射線束輻射方向分：定向輻射和周向輻射按結(jié)構(gòu)形式分：攜帶式、移動式、固定式按極區(qū)數(shù)量分：單極(dn j)式、雙極區(qū)按高壓整流線路的結(jié)構(gòu)形式分為：自整流、全波整流、倍壓整流按絕緣材料分：油絕緣、氣體絕緣按冷卻方式分：強(qiáng)油循環(huán)冷卻、水冷卻、自冷卻第六頁

4、，共六十頁。射線探傷2構(gòu)造由X射線管、高壓發(fā)生器、控制裝置、冷卻器、機(jī)械裝置、和高壓電纜(dinln)等部件組成。二、二、X射線管射線管產(chǎn)生X射線的部件，由陰極與陽極等組成的真空電子器件1構(gòu)造及原理陰極構(gòu)件陰極構(gòu)件第七頁，共六十頁。射線探傷陰極(ynj)聚焦(jjio)罩燈絲(dn s)陰極（鎢）燈絲（鎢絲）聚焦罩X射線管電流的大小是通過改變陰極燈絲加熱電流來調(diào)整的。第八頁，共六十頁。射線探傷陽極構(gòu)件陽極構(gòu)件作用：陰擋電子運(yùn)動、進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生(chnshng)X射線根據(jù)X射線的輻射方向，陽極可分為定向陽極和周向輻射兩種形式。定向輻射式陽極X陽極罩陽極靶陽極體鈹窗口陽極(yngj)結(jié)構(gòu)示意圖定

5、向輻射式陽極(yngj)由陽極(yngj)靶、陽極(yngj)罩和陽極(yngj)體組成第九頁，共六十頁。射線探傷a陽極靶靶材料耐高溫，堅硬和易散熱，常選金屬鎢b 陽極罩材料Cu 吸收二次電子及固定射線窗口的作用c 鈹窗口通過X射線外，可吸收二次電子。周向輻射式陽極可以3600整個(zhngg)環(huán)焊縫作X射線照相與定向輻射陽極的構(gòu)造相似，其主要區(qū)別是陽極靶的形狀和安裝角度不同。第十頁，共六十頁。射線探傷3050030600a 平面(pngmin)靶b 錐形靶周向輻射(fsh)陽極示意圖a 平面(pngmin)靶b 錐形靶第十一頁，共六十頁。射線探傷玻璃殼起絕緣和密封作用2X射線管的焦點(diǎn)射線管的

6、焦點(diǎn)X射線機(jī)的焦點(diǎn)實(shí)際上是X射線管的焦點(diǎn)是指陽極(yngj)靶上產(chǎn)生X射線的面積（或被電子束轟擊的陽極靶面積）即射線源的大小。它的大小直接影響探傷靈敏度和透照清晰度第十二頁，共六十頁。射線探傷焦點(diǎn)尺寸主要取決于燈絲形狀(xngzhun)和大小燈絲繞成平面螺旋形可產(chǎn)生圓焦點(diǎn)，繞成螺旋管形可產(chǎn)生方形或矩形的線焦點(diǎn)。當(dāng)有二組燈絲時，可產(chǎn)生兩個大小不同的焦點(diǎn)，稱雙焦點(diǎn)。實(shí)際焦點(diǎn)（幾何焦點(diǎn)）電子束打在陽極靶面上的面積陽極體實(shí)際焦點(diǎn)有效焦點(diǎn)線焦點(diǎn)(jiodin)示意圖第十三頁，共六十頁。射線探傷直接影響陽極的散熱效果。有效(yuxio)焦點(diǎn)（光學(xué)焦點(diǎn)）實(shí)際焦點(diǎn)在透照方向、即射線束中心方向（亦垂直于X射線管

7、軸線方向）上的投影面積通常X射線機(jī)在技術(shù)指標(biāo)中給出的焦點(diǎn)尺寸是有效焦點(diǎn)的尺寸。一般用面積來表示焦點(diǎn)的大小22正方形3 4矩形5圓形第十四頁，共六十頁。射線探傷管電壓(diny)KV管電流(dinli)mA燈絲(dn s)加熱電流3.8A燈絲加熱電流3.4A3 X射線管的特征曲線射線管的特征曲線在不同的燈絲加熱電流下,管電流與管電壓之間的關(guān)系稱為X射線管的特征曲線.第十五頁，共六十頁。射線探傷4X射線機(jī)的基本射線機(jī)的基本(jbn)電路電路X射線(shxin)機(jī)的基本電路有燈絲電路和高壓電路mv kv自耦變壓器初級次級12345678X射線(shxin)機(jī)的基本電路第十六頁，共六十頁。射線探傷5、

8、X射線機(jī)的選擇根據(jù)被檢工件的材料(cilio)和厚度選擇X射線機(jī)的額定管電壓檢查非金屬材料或輕金屬材料時選用額定管電壓較低的射線（軟X射線）檢查鋼鐵工件，選用額定管電壓較高的X射線機(jī)。工件厚時，較高電壓。工件薄時，較低電壓。根據(jù)射線檢驗(yàn)工作的性質(zhì)選擇X射線機(jī)的結(jié)構(gòu)形式第十七頁，共六十頁。射線探傷根據(jù)被檢對象的形狀和尺寸選擇射線(shxin)束的輻射方向定向和周向輻射對于質(zhì)量要求高的被檢對象，必須選用小焦點(diǎn)，甚至微焦點(diǎn)X射線機(jī)X射線機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)與規(guī)范主要包括：管壓峰值（kv）管電流平均值（mA), 焦點(diǎn)尺寸（mm), 最大穿透鋼鐵厚度。第十八頁，共六十頁。射線探傷攜帶式Y(jié)X2005管電流平均

9、值5mA管電壓峰值200kvX射線機(jī)攜帶式Y(jié)XT3010管電流(dinli)平均值10mA管電壓(diny)峰值300kvX射線(shxin)機(jī)金屬陶瓷X射線管第十九頁，共六十頁。射線探傷二、射線機(jī)按其結(jié)構(gòu)分：攜帶式、移動式，爬行式一般由射線源、源容器、源導(dǎo)管和驅(qū)動(q dn)機(jī)構(gòu)組成。1、 射線源人工放射性同位素作為射線源源封裝的活性區(qū)尺寸定義為源的焦點(diǎn)尺寸，亦可用源柱的直徑和高度來表示。第二十頁，共六十頁。射線探傷2源容器（機(jī)體(jt)）以我國核工業(yè)部研制的TS1型Ir192 射線探傷機(jī)為例源在屏蔽(pngb)位置源在移動(ydng)中源在曝光位置送出收回機(jī)體源輸源管探頭曲柄控制纜第二十一

10、頁，共六十頁。射線探傷第三節(jié)焊縫第三節(jié)焊縫(hn fn)的照相法的照相法探傷探傷根據(jù)被檢工件及其內(nèi)部缺陷介質(zhì)對射線能量衰減程度的不同而引起透過后射線強(qiáng)度分布差異，被射線照相膠片記錄下來經(jīng)暗室處理后，再由其底片上較大的黑化程度對應(yīng)較大的透射射線強(qiáng)度，根據(jù)射線照相底片上這種黑化程度變化的圖象來發(fā)現(xiàn)(fxin)被檢工件中存在的缺陷。主要標(biāo)準(zhǔn)為：GB332387鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級第二十二頁，共六十頁。射線探傷一、探傷(tn shng)系統(tǒng)基本組成射線(shxin)源鉛光闌濾板象質(zhì)記標(biāo)記(bioj)帶鉛遮板工件濾板暗盒膠片增感屏底部鉛板第二十三頁，共六十頁。射線探傷1、射線、射線(shx

11、in)源源常用的射線源是X射線機(jī)、射線機(jī)2射線膠片射線膠片結(jié)構(gòu)1保護(hù)層2乳劑(rj)層3結(jié)合層4片基第二十四頁，共六十頁。射線探傷片基起支持全部涂層的作用。乳劑(rj)層具有增感作用并使鹵化銀顆粒能均勻懸浮，固定其中。結(jié)合層主要成分為樹脂，其作用是使乳劑層牢固地粘附在片基上。保護(hù)層保護(hù)乳劑層不受損傷底片的黑度底片的黑度是描述照相底片上某一點(diǎn)黑化程度的參量，其定義為強(qiáng)度為L0的可見光沿法向入射到照相底片上的某點(diǎn)，設(shè)透過底片的可見光強(qiáng)度為L，則該點(diǎn)的黑度為：第二十五頁，共六十頁。射線探傷Dlg(L0/L)D底片(dpin)黑度L0照射光強(qiáng)L透過光強(qiáng)D1D2D3透過(tu u)率L/L0=1/10L

12、/L0=1/100L/L0=1/1000底片黑度透射光強(qiáng)與照射(zhosh)光強(qiáng)的關(guān)系底片上某點(diǎn)的黑度與它的含銀量的多少有關(guān)，含銀量越多，越難底片上某點(diǎn)的黑度與它的含銀量的多少有關(guān)，含銀量越多，越難于透光，即黑度較大。于透光，即黑度較大。第二十六頁，共六十頁。射線探傷膠片的類型(lixng)按銀鹽粒度由小到大的順序J1、J2、J33增感屏第二十七頁，共六十頁。射線探傷金屬增感屏是由金屬箔粘合在紙基或膠片片基上制成的，其原子核被射線電離(dinl)后放出的二次電子加速了膠片上銀鹽的還原。熒光增感屏和金屬熒光增感屏是把能發(fā)出熒光的鹽類涂敷在不同的基底上制成的增感器材料。第二十八頁，共六十頁。射線探

13、傷4象質(zhì)計是一種用于評價(pngji)底片影象質(zhì)量優(yōu)劣的工具。有槽型、孔型及金屬線型等幾種。規(guī)定焊縫射線照相使用GB561885線型象質(zhì)計的R10系列線型象質(zhì)計R10系列線型象質(zhì)計GB5618-851016FE包殼第二十九頁，共六十頁。射線探傷線型象質(zhì)計的使用(shyng)射線源一側(cè)，被檢區(qū)一端(ydun)的焊縫上（1/4處），細(xì)線位于遠(yuǎn)離被檢區(qū)中心的外側(cè)。為什么為什么?第三十頁，共六十頁。射線探傷5暗盒作用保護(hù)膠片不受光和機(jī)械損傷材料應(yīng)對射線的吸收不明顯。如不透明(tumng)橡膠或塑料，黑紙或薄鋁片等。6標(biāo)記帶其上的鉛質(zhì)標(biāo)記有：定位標(biāo)記、識別標(biāo)記、B標(biāo)記等。第三十一頁，共六十頁。射線探傷二

14、、探傷條件的選擇二、探傷條件的選擇1選擇原則象質(zhì)等級象質(zhì)等級GB3323-87對鋼熔化焊縫對接接頭的射線照相(zho xing)方法的底片影象質(zhì)量分為三級A級質(zhì)量一般，適用于承受負(fù)荷較小的產(chǎn)品及部件AB級質(zhì)量較高，適用于鍋爐和壓力容器產(chǎn)品及部件B級質(zhì)量最高，適用于航天和核設(shè)備等極為重要的產(chǎn)品及部件。第三十二頁，共六十頁。射線探傷黑度黑度(hi d)(D)靈敏度靈敏度評價射線(shxin)照相質(zhì)量的最重要指標(biāo)以在工件中能發(fā)現(xiàn)的最小缺陷尺寸或其在工件厚度上所占百分比來表示。ABCD灰霧度（D0）是指未經(jīng)曝光的膠片經(jīng)顯影處理(chl)后獲得的微小黑度。第三十三頁，共六十頁。射線探傷2射線源的選擇射線

15、能量指射線源的KV、MeV值或源的種類。射線強(qiáng)度焦點(diǎn)尺寸(ch cun)輻射角第三十四頁，共六十頁。射線探傷3、幾何、幾何(j h)參數(shù)的選擇參數(shù)的選擇焦點(diǎn)尺寸透照距離(jl)焦點(diǎn)至膠片的距離F缺陷至膠片的距離dFL1L2第三十五頁，共六十頁。射線探傷幾何幾何(j h)(j h)不清晰度（不清晰度（UgUg）Ug(L2)FL1利用(lyng)三角關(guān)系可得：Ug=d/(F-)L1膠片至工件上表面的距離L2射線源至工件上表面的距離第三十六頁，共六十頁。射線探傷可得：d/L1越小，則Ug越小因此首先考慮小焦點(diǎn)的射線源，并適當(dāng)增加射線源至工件上表面的距離(L1) d/L1一定時，Ug隨工件厚度增加而增

16、加注意：埋藏缺陷的位置越靠近膠片，其影象就越清晰(qngx)。這也是象質(zhì)計擺放在靠近射線源一側(cè)的原因，目的就是為了保證在整個透照厚度范圍內(nèi)都能達(dá)到象質(zhì)計所顯示的透照靈敏度。第三十七頁，共六十頁。射線探傷幾何幾何(j h)不清晰度的控制不清晰度的控制區(qū)別不同的底片級別或?qū)Σ煌耐刚蘸穸确秶謩e規(guī)定(gudng)允許的Ug值將Ug值看成是變量，隨透照厚度的增加而增加，隨底片級別改變而改變。第三十八頁，共六十頁。射線探傷4曝光曝光(bo gung)條件的選擇條件的選擇用曝光曲線對曝光規(guī)范進(jìn)行選擇X射線探傷規(guī)范：管電流(mA)、管電壓(kV)、焦距(mm)、 曝光時間(min)曝光量管電流曝光時間從提

17、高靈敏度的角度考慮應(yīng)從(yn cn)中選取較低的管電壓和較大的曝光量作為曝光規(guī)范。第三十九頁，共六十頁。射線探傷射線射線(shxin)探傷探傷曝光(bo gung)量（射源）放射性活度時間5、散射線的控制、散射線的控制限制輻射場選擇(xunz)適當(dāng)?shù)纳渚€能量第四十頁，共六十頁。射線探傷6 6透照方式透照方式(fngsh)(fngsh)的選擇的選擇決定射線源、工件和膠片(jiopin)之間的相互位置關(guān)系。GB332387規(guī)定，透照方式分為下列五種縱縫透照法適用(shyng)于I型、單V型和雙V型作一次垂直于焊縫的透視?？v縫透照法膠片第四十一頁，共六十頁。射線探傷環(huán)縫外透法第四十二頁，共六十頁。射

18、線探傷環(huán)縫內(nèi)透法射線源為定向輻射時，采用(ciyng)偏心透照法射線源為周向輻射時采用(ciyng)環(huán)縫中心內(nèi)透法第四十三頁，共六十頁。射線探傷雙壁單影法適合外徑大于89mm的管道(gundo)焊縫。第四十四頁，共六十頁。射線探傷雙壁雙影法適于外徑89mm的管道(gundo)焊縫第四十五頁，共六十頁。射線探傷透照方式確定后應(yīng)注意：射線入射方向(fngxing)的選擇透照厚度差的控制具體到實(shí)際(shj)，可對一條焊縫劃分等分?jǐn)?shù)。對角接接頭，T型接頭加補(bǔ)償塊第四十六頁，共六十頁。射線探傷7 7膠片的暗室處理膠片的暗室處理包括顯影、停顯(tn xin)、定影、沖洗和底片干燥五個工序三、焊縫射線底片的評定三、焊縫射線底片的評定(pngdng)1底片質(zhì)量的評定應(yīng)符合GB332387的有關(guān)規(guī)定2焊縫質(zhì)量的評級根據(jù)缺陷的性質(zhì)、缺陷的尺寸及數(shù)量將焊縫質(zhì)量分為、，質(zhì)量依次降低。第四十七頁，共六十頁。射線探傷3常見焊縫缺陷(quxin)影象的特征12第四十八頁，共六十頁。射線探傷34第四十九頁，共六十頁。射線探傷56第五十頁，共六十頁。射線探傷78第五十一頁，共六十頁。射線探傷910第五十二頁，共六十頁。射線探傷第五十三頁，共六十頁。射線探傷第五十