射線探傷ppt課件

1、第四章射線探傷射線探傷是利用射線可穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中的特性來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種探傷方法。檢驗(yàn)焊縫及其熱影響區(qū)內(nèi)部缺陷的主要方之一。優(yōu)點(diǎn)：客觀準(zhǔn)確，重復(fù)性好，可靠性高，結(jié)果可長期保存。缺點(diǎn):可檢測板厚較小，成本較高，污染環(huán)境。1按射線源種類分：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(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)。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23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1主要有：光電效

2、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)象稱之為射線的衰減。32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)，為上述各物理效應(yīng)分別引起的衰減系數(shù)之和。4三、探傷的基本原理射線探傷的實(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)示意圖5xxIIx射線探傷原理圖射線在工件及缺陷中的線衰減系

3、數(shù)分別為和。根據(jù)衰減定律：透過完好部位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 x6第二節(jié)射線探傷設(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72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、和高壓電纜等部件組成。二、X射線管產(chǎn)生X射線的部件，由陰極與陽極等組

4、成的真空電子器件1構(gòu)造及原理陰極構(gòu)件8陰極聚焦罩燈絲陰極（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。9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結(jié)構(gòu)示意圖定向輻射式陽極由陽極靶、陽極罩和陽極體組成10a陽極靶靶材料耐高溫，堅(jiān)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。1

5 平面靶a 錐形靶周向輻射陽極示意圖a 平面靶b 錐形靶12玻璃殼起絕緣和密封作用2X射線管的焦點(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13焦點(diǎn)尺寸主要取決于燈絲形狀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)示意圖14直接影響陽極的散熱效果。有效焦點(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

6、于X射線管軸線方向）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15管電壓KV管電流mA燈絲加熱電流3.8A燈絲加熱電流3.4A3 X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.164X射線機(jī)的基本電路X射線機(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射線機(jī)的基本電路175、X射線機(jī)的選擇根據(jù)被檢工件的材料和厚度選擇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)。

7、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18根據(jù)被檢對象的形狀和尺寸選擇射線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。19攜帶式Y(jié)X2005管電流平均值5mA管電壓峰值200kvX射線機(jī)攜帶式Y(jié)XT3010管電流平均值10mA管電壓峰值300kvX射線機(jī)金屬陶瓷X射線管20二、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)動機(jī)構(gòu)組成。1、 射線源人工放射性同位素作為射

8、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。212源容器（機(jī)體）以我國核工業(yè)部研制的TS1型Ir192 射線探傷機(jī)為例源在屏蔽位置源在移動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22第三節(jié)焊縫的照相法探傷根據(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)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23一、探傷系統(tǒng)基本組成射線源鉛光欄濾板象質(zhì)記標(biāo)記帶鉛遮板工件

9、濾板暗盒膠片增感屏底部鉛板241、射線源常用的射線源是X射線機(jī)、射線機(jī)2射線膠片結(jié)構(gòu)1保護(hù)層2乳劑層3結(jié)合層4片基25片基起支持全部涂層的作用。乳劑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：26Dlg(L0/L)D底片黑度L0照射光強(qiáng)L透過光強(qiáng)D1D2D3透過率L/L0=1/10L/L0=1/100L/L0=1/1000底片黑度透射光強(qiáng)與照射光強(qiáng)的關(guān)系底片上某

10、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。27膠片的類型按銀鹽粒度由小到大的順序J1、J2、J33增感屏28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。294象質(zhì)計(jì)是一種用于評價底片影象質(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(jì)的R10系列線型象質(zhì)計(jì)R10系列線型象質(zhì)計(jì)GB5618-851016FE包殼30線型象質(zhì)計(jì)的使用射線源一側(cè)，被檢區(qū)一端的焊縫上（1/4處），細(xì)線位于遠(yuǎn)

11、離被檢區(qū)中心的外側(cè)。為什么?315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。32二、探傷條件的選擇1選擇原則象質(zhì)等級GB3323-87對鋼熔化焊縫對接接頭的射線照相方法的底片影象質(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。33黑度(D)靈敏度評價射線照相質(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

12、影處理后獲得的微小黑度。342射線源的選擇射線能量指射線源的KV、MeV值或源的種類。射線強(qiáng)度焦點(diǎn)尺寸輻射角353、幾何參數(shù)的選擇焦點(diǎn)尺寸透照距離焦點(diǎn)至膠片的距離F缺陷至膠片的距離dFL1L236幾何不清晰度（Ug）Ug(L2)FL1利用三角關(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37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加注意：埋藏缺陷的位置越靠近膠片，其影象就越清晰。這也是象質(zhì)計(jì)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)

13、到象質(zhì)計(jì)所顯示的透照靈敏度。38幾何不清晰度的控制區(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。394曝光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高靈敏度的角度考慮應(yīng)從中選取較低的管電壓和較大的曝光量作為曝光規(guī)范。40射線探傷曝光量（射源）放射性活度時間5、散射線的控制限制輻射場選擇適當(dāng)?shù)纳渚€能量416透照方式的選擇決定射線源、工件和膠片之間的相互位置關(guān)系。GB332387規(guī)定，透照方式分為下列五種縱縫透照法適用

14、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42環(huán)縫外透法43環(huán)縫內(nèi)透法射線源為定向輻射時，采用偏心透照法射線源為周向輻射時采用環(huán)縫中心內(nèi)透法44雙壁單影法適合外徑大于89mm的管道焊縫。45雙壁雙影法適于外徑89mm的管道焊縫46透照方式確定后應(yīng)注意：射線入射方向的選擇透照厚度差的控制具體到實(shí)際，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477膠片的暗室處理包括顯影、停顯、定影、沖洗和底片干燥五個工序三、焊縫射線底片的評定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。483常見焊縫缺陷

15、影象的特征1） 裂紋 裂紋主要是在熔焊冷卻時因熱應(yīng)力和相變應(yīng)力而產(chǎn)生的， 也有在校正和疲勞過程中產(chǎn)生的，是危險(xiǎn)性最大的一種缺陷。 裂紋影像較難辨認(rèn)。因?yàn)閿嗔褜挾?、裂紋取向、斷裂深度不同， 使其影像有的較清晰，有的模糊不清。常見的有縱向裂紋、橫向裂紋和弧坑裂紋， 分布在焊縫上或熱影響區(qū)。492） 未焊透未焊透是熔焊金屬與基體材料沒有熔合為一體且有一定間隙的一種缺陷。在膠片上的影像特征是連續(xù)或斷續(xù)的黑線， 黑線的位置與兩基體材料相對接的位置間隙一致。503） 氣孔 氣孔是在熔焊時部分空氣停留在金屬內(nèi)部而形成的缺陷。 氣孔在底片上的影像一般呈圓形或橢圓形，也有不規(guī)則形狀的，以單個、多個密集或鏈狀的形

16、式分布在焊縫上。在底片上的影像輪廓清晰，邊緣圓滑，如氣孔較大，還可看到其黑度中心部分較邊緣要深一些514） 夾渣 夾渣是在熔焊時所產(chǎn)生的金屬氧化物或非金屬夾雜物， 因來不及浮出表面，停留在焊縫內(nèi)部而形成的缺陷。在底片上其影像是不規(guī)則的，呈圓形、塊狀或鏈狀等，邊緣沒有氣孔圓滑清晰， 有時帶棱角，525） 燒穿 在焊縫的局部，因熱量過大而被熔穿，形成流垂或凹坑。 在底片上的影像呈光亮的圓形(流垂)或呈邊緣較清晰的黑塊(凹坑)，5312543455565678579105859604. 表面缺陷和偽缺陷1） 表面缺陷 對于缺陷，主要應(yīng)檢查工件內(nèi)部缺陷，但是各種表面缺陷在膠片上的影像和內(nèi)部缺陷的影像并

17、沒有什么區(qū)別，表面缺陷有些是允許的。因此，在膠片上發(fā)現(xiàn)有缺陷影像后， 應(yīng)與工件表面仔細(xì)查對， 最后得出結(jié)論。 612） 偽缺陷 偽缺陷產(chǎn)生的原因很多，形狀也多種多樣，檢測人員一般憑經(jīng)驗(yàn)?zāi)茏R別大部分偽缺陷。也就是說，對缺陷影像可根據(jù)缺陷影像的特征和產(chǎn)生的部位予以分析。此外，還可以從膠片兩側(cè)利用反光或放大鏡觀察表面是否劃傷來判斷。如仍懷疑有缺陷，則必須重照復(fù)驗(yàn)。62根據(jù)缺陷在底片上的影像，只能判定缺陷在工件中的平面位置，也就是說，只能把缺陷位置以兩個坐標(biāo)表示出來。為了確定第三個坐標(biāo)，即決定缺陷所在位置的深度，必須進(jìn)行兩次不同方向的照射5缺陷位置確定63埋藏深度的確定立體攝影法雙重曝光法A1A2ah

18、lLsh=s(L-l)-al/(a+s)64放置標(biāo)記的雙重曝光法在工件上表面放置標(biāo)記在工件上下表面分別放置標(biāo)記65第四節(jié)射線探傷中的安全防護(hù)一、電離輻射的生物效應(yīng)二、保健物理和衛(wèi)生保健的監(jiān)督三、安全防護(hù)1距離防護(hù)2時間防護(hù)3屏蔽防護(hù)661. 距離防護(hù)法距離防護(hù)在進(jìn)行野外或流動性射線檢測時是非常經(jīng)濟(jì)有效的方法。這是因?yàn)樯渚€的劑量率與距離的平方成反比，增加距離可顯著地降低射線的劑量率。若離放射源的距離為R1處的劑量率為P1，在另一徑向距離為R2處的劑量率為P2，則它們的關(guān)系為： 顯然，增大R2可有效地降低劑量率P2，在無防護(hù)或護(hù)防層不夠時，這是一種特別有用的防護(hù)方法。 672. 時間防護(hù)法 時間防護(hù)是指讓工作人員盡可能的減少接觸射線的時間，以保證檢測人員在任一天都不超過國家規(guī)定的最大允許劑量當(dāng)量(17mrem)。 人體接受的總劑量：D = Pt，其中，P為在人體上接受到的射線劑量率，t為接觸射