實驗射線檢測的原理及過程

1、 實驗一射線檢測的原理及過程一、實驗目的1、掌握X射線檢測的基本原理和方法；2、了解射線檢測的特點和適用范圍；3、了解射線檢測缺陷等級的評定。二、實驗設備器材1、XXQ2005攜帶式變頻充氣X射線探傷機本機由控制器和管頭（X射線發(fā)生器）及電源電纜、連接電纜等組成（控制器面板和管頭結構分別如圖8-1、圖8-2所示）?？刂破鞑捎每煽毓鑶蜗鄻蚴秸麟娐?，整流后的電壓經(jīng)LC濾波回路濾波后變?yōu)槠交闹绷麟妷海撾妷航?jīng)可控硅變頻回路斬成頻率可變的單向脈沖，送至高壓脈沖變壓器作為管頭的電源。毫安穩(wěn)定單元可以隨X射線管燈絲電壓的提高或降低改變單向脈沖的頻率，以保證X射線管電流的穩(wěn)定。千伏調(diào)節(jié)單元可以連續(xù)調(diào)節(jié)管

2、電壓，以適用不同厚度材料的拍片要求。數(shù)字計時器為預置數(shù)字電子式，可按不同要求選擇曝光時間，計時準確，誤差小，顯示直觀。如果在曝光期間有保護單元動作，計時器將顯示當前時間，不歸零。重新開機，可繼續(xù)曝光至預置時間，因而可節(jié)省膠片。當電源電壓波動時，控制器本身能自動調(diào)節(jié)，自動穩(wěn)定X射線管電壓和管電流，以保證獲得穩(wěn)定的X射線束。管電壓和曝光時間均可預置，而管電流不能設置，為恒定的5毫安。管頭為組合式，X射線管、高壓變壓器（包括X射線管燈絲繞組）與絕緣氣體一同封裝在鋁殼內(nèi)。管頭一端裝有風扇和散熱器，為冷卻之用。絕緣氣體為SF6,具有良好的介電性能。管頭系完全防電擊式，X射線管陽極接地，承受單向脈沖電壓，

3、設有溫度保護裝置，當管頭溫度達到規(guī)定值的5時，溫度繼電器動作，切斷高壓，以確保機器安全。管頭的兩端環(huán)可使其立放或橫臥，在搬運及工作時可做把手用。圖8-1控制器主面板及側(cè)面板1.電源指示燈2.延時指示燈3.高壓指示燈4.電流指示燈5.保險絲6.曝光計時器7.曝光時間設定撥碼盤8.電源接頭9.接地線接頭10.控制線連接電纜接頭11.電源開關12.高壓關按鈕13.曝光電壓調(diào)節(jié)旋鈕14.高壓開按鈕圖8-2管頭結構示意圖X射線管結構示意圖1、把手2、風扇3、陽極體4、主體套5、X射線6、遮蔽鋁7、陰極射線1、玻璃管殼2、聚焦杯3、陰極燈絲4、陽極罩5、窗口6、陽極靶8、高壓變壓器9、陰極體10、鋁殼7、

4、陽極體11、氣壓表12、控制線連接電纜接頭2、其它輔助器材及耗材黑度計、射線膠片、金屬箔增感屏、線型像質(zhì)計、暗盒、鉛字、屏蔽鉛板、中心指示器、卷尺、鋼印、觀片燈口黑度計用于檢查射線底片的黑度，要求在國家標準規(guī)定的范圍內(nèi)。口射線膠片用于顯示和記錄保存，底片質(zhì)量必須符合標準要求?？诮饘俨龈衅劣脕碓鰪娔z片的感光效果，加快感光速度，減少透照時間，提高效率和底片質(zhì)量。口線型像質(zhì)計用來檢查和確定底片影像質(zhì)量，按標準選取?？诎岛杏脕矸胖媚z片和增感屏?？阢U字用于記錄探傷范圍、日期、透照工件編號和透照時的中心點?？谄帘毋U板用于防止透照時的背散射，提高底片質(zhì)量?？谥行闹甘酒饔糜谕刚諘r，探傷機頭與透照工件的對中。

5、口鋼印用于在透照工件上做記號?？谟^片燈在觀察底片時使用。3、實驗設備主要參數(shù)口最大穿透厚度（鋼Q235）：29mm口焦距：600mm口輸入：電壓198242V50HZ容量1.8KVA口輸出：管電壓100200KV管電流5mA波動2%口X射線管：焦點1.5x1.5mm40。+5?？诳刂破鳎撼叽?65x310 x180重量14kg口X射線發(fā)生器：冷卻方式強風冷卻絕緣方式SF6氣體絕緣工作壓力0.34MPa0.45MPa尺寸270 x270 x645mm重量24kg工作環(huán)境溫度、濕度：一30+40口85%靈敏度：7.5T2/3B級技術f/d15T2/3在實際的工作中，采用諾模圖來確定焦距的最小值。但

6、由于射線照相時還必須考慮有效透照區(qū)的大小，因此，實際選用的焦距往往大于確定的焦距最小值。因為射線在空氣中的強度衰減與距離的平方成反比，所以選用的焦距值也不能過大，否則將大大的增加曝光量。3.曝光量的確定曝光量通常用E來表示。本應該是透照時曝光時間與射線強度的乘積，但在實際的照相檢驗中都采用射線強度的相關量管電流，來代替射線強度，因此，采用管電流與曝光時間的乘積來表示曝光量。曝光量將直接影響底片的黑度和影像的顆粒度，因此，也就將影響底片可記錄缺陷的最小尺寸。當曝光量較小時，底片黑度的不均勻性較大，較難確定缺陷是否存在，如果把曝光量增大到一定程度，背景的不均勻性降低，缺陷影像對比度增大，缺陷影像就

7、容易識別。因此，只有曝光量達到一定的值時，才能保證小缺陷的可檢驗性。標準磁射線照相推薦了下面的曝光量值：對一般靈敏度技術曝光量應不小于15mAmin；對較高靈敏度技術曝光量應不小于20mAmin；對高靈敏度技術曝光量應不小于30mAmin。實際進行射線照相時確定透照參數(shù)經(jīng)常是采用曝光曲線。曝光曲線是在給定的透照工件材料、厚度、膠片、暗室處理技術、增感方式、焦距和射線照相質(zhì)量要求等條件下，繪制的一組曲線。給定的曝光曲線只適于在給定的條件下使用，如果使用條件與繪制的條件不一致，則必須對從曝光曲線得到的數(shù)據(jù)進行修正，或重新制作曝光曲線。六、暗室處理技術1、暗室處理的基本過程與方法暗室處理也是射線照相

8、檢測的重要基本技術環(huán)節(jié)，射線底片的質(zhì)量不僅與透照過程有關，而且也取決于暗室的處理過程。暗室處理的基本過程一般包括：顯影、停顯(或中間水洗)、定影、水洗、干燥這五個基本過程。經(jīng)過這些過程，使膠片潛在的圖像成為固定下來的可見影像。對于手工處理，推薦在顯影之前增加浸水過程，即把待處理的膠片置于清水之中，使膠片表面都被水潤濕，避免直接進行顯影時，因為膠片表面局部附著小氣泡或其它原因產(chǎn)生的顯影液對膠片潤濕的不均勻，從而導致顯影不均勻。暗室處理方法，目前可分為自動處理和手工處理。自動處理采用自動洗片機完成暗室處理過程，它需要使用專用的顯影液和定影液，一般是在高溫下進行處理，得到的射線照片質(zhì)量好并且穩(wěn)定。手

9、工處理可分為盤式處理和槽式處理，槽式處理適于處理規(guī)格比較一致的底片，盤式處理適于底片規(guī)格不固定、情況變化較大的暗室處理。盤式處理要求操作人員具有熟練的的暗室操作技術和較高的操作水平，否則將難以得到質(zhì)量較好的射線照相底片。手工處理各環(huán)節(jié)的操作要點如下表：處理過程溫度（口）時間（min）基本操作與要求顯影20246水平、豎直方向移動膠片停顯16240.51底片完全浸入停顯液中定影16241015間斷移動底片水洗一般162430流動水干燥40環(huán)境空氣無塵、無雜物2、暗室基本要求溫度：要求室溫能夠控制在205口；濕度：經(jīng)常要求相對濕度為30%60%；通風：510次/小時；照明：應有兩種照明光源普通照明

10、光源、安全紅燈；墻壁：應反光少，局部進行防水、防腐蝕處理。3、顯影膠片曝光后，在膠片的乳化劑中形成潛影，必須經(jīng)過顯影才能把潛影轉(zhuǎn)化為可見的影像。顯影過程在本質(zhì)上是一個氧化還原過程，顯影劑被氧化，鹵化銀的銀離子被還原成銀原子。簡單的說，顯影過程基本分為三步。首先，潛影中心吸附顯影劑；然后，顯影劑釋放電子，電子轉(zhuǎn)移到潛影中心；最后，電子與銀的正離子，并聚集在潛影中心。這個過程不斷進行，使?jié)撚稗D(zhuǎn)化為可見的銀原子團影像。在顯影過程中，顯影液對曝光的鹵化銀顆粒和未曝光的鹵化銀顆粒都具有還原作用，但還原的速度不同，曝光的鹵化銀顆粒還原速度遠高于未曝光的鹵化銀顆粒。4、停顯或中間水洗顯影過程完成后，雖然從顯

11、影液中取出了底片，但顯影作用并不能立即停止，這時候底片的乳劑層中還殘留著顯影液，它們?nèi)栽诶^續(xù)進行顯影作用，在這種情況下，容易產(chǎn)生顯影不均勻。如果此時立即將底片放入定影液中，則可能產(chǎn)生二色性灰霧。二色性灰霧是極細的銀粒沉淀，在反射光下呈現(xiàn)藍綠色，在透射光下呈現(xiàn)粉紅色。同時會損害定影液。為了立即中止顯影液的作用，在顯影以后應進行停顯處理，即立即把從顯影液中取出的底片轉(zhuǎn)移至停顯液中，使底片表面和乳劑層中的殘留的顯影液與停顯液發(fā)生相互作用。停止顯影作用。常用的停顯液是1.5%5%的醋酸水溶液。如果不采用停顯液，則應在顯影之后先將底片放入流動水中沖洗約lmin，然后才能將底片轉(zhuǎn)入定影液中。5、定影經(jīng)過顯

12、影之后，底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。定影過程就是將這些未感光的鹵化銀從乳劑層中溶解掉，使顯影形成的影像固定下來。在定影過程中定影劑與鹵化銀發(fā)生化學反應，生成溶于水的銀的絡合物，但對已還原的金屬銀不發(fā)生作用。6、水洗定影以后在底片的表面和內(nèi)部都吸附著硫代硫酸鈉和銀的絡合物，如果它們留在射線底片里，銀的絡合物會很快分解，硫代硫酸鈉會緩慢地與空氣中的水分、二氧化碳進行反應，最終產(chǎn)生棕黃色的硫化銀，導致在底片上面出現(xiàn)斑點，使底片變黃。水洗就是為了清除這些物質(zhì)，使底片具有穩(wěn)定的質(zhì)量，以利于底片的保存。7、干燥干燥是為了排除膨脹的乳劑層中的水

13、分。為避免干燥在底片上可能產(chǎn)生的水跡，可在水洗后、干燥前進行潤濕處理。卩將水洗后的膠片浸入0.1%左右的洗滌劑溶液中30s,然后取出使水從膠片表面流掉，再進行干燥。干燥的方法主要有兩種：自然干燥和烘箱干燥。七、評片進行評定的底片必須是合格的底片。對底片質(zhì)量的要求主要包括以下幾個方面：黑度在規(guī)定的范圍內(nèi)；射線照相的靈敏度達到規(guī)定的要求；標記系應該符合有關的規(guī)定；底片表面質(zhì)量應滿足規(guī)定的要求。評片一般包括下面的內(nèi)容：被評定的底片本身質(zhì)量必須合格；正確識別底片上的影像；依據(jù)從底片上得到的工件缺陷數(shù)據(jù)，按照有關標準對工件質(zhì)量作出評定；完成有關的各種原始記錄和資料整理。八、輻射防護輻射，卩通常所稱的射線

14、。人們很早就認識到輻射對人體的危害作用，并注意到安全防護的問題。輻射作用于生物體時由于電離作用，將造成生物體的細胞、組織、器官等的損傷，引起病理反應，這稱為輻射生物效應。輻射對生物體的作用是一個極其復雜的過程，生物體從吸收輻射能量開始到產(chǎn)生生物效應，要經(jīng)歷許多不同性質(zhì)的變化。輻射生物效應可以表現(xiàn)在受照者本身，也可以出現(xiàn)在受照者的后代。表現(xiàn)在受照者本身的稱為軀體效應，出現(xiàn)在受照者的后代時稱為遺傳效應。軀體效應按照顯現(xiàn)的時間早晚又分為近期效應和遠期效應。輻射損傷與許多因素相關，主要是：輻射性質(zhì)、劑量、劑量率、照射方式、照射部位和范圍等。對外照射主要從照射時間、照射距離、屏蔽三方面控制生物體所受到的

15、照射劑量。九、實驗步驟1、準備根據(jù)檢驗委托單要求和被檢驗工件的具體情況，按照射線探傷的檢驗標準或有關技術文件制定射線探傷工藝卡。確定工件的檢驗部位、比例和射線照相檢驗技術、技術級別。分析工件特點，根據(jù)工件特點、射線照相技術數(shù)據(jù)或必要的試驗數(shù)據(jù)，確定應選用的透照布置、射線照相設備、器材、透照參數(shù)、透照輔助措施等。裁裝膠片在暗室中安全燈下進行。膠片尺寸與被檢驗工件相適應。當透照電壓大于100KV時，需使用增感屏。將裁好的膠片（和增感屏）裝入暗盒。2、透照將準備好的膠片放置在被透照工件的適當位置。使射線束方向垂直指向工件被透照區(qū)域的中心，并做好鉛字識別標識。選用合適的像質(zhì)計。像質(zhì)計置于工件表面靠射線

16、源一側(cè)，且使最細絲居于透照區(qū)的外側(cè)。對于焊接件，線型像質(zhì)計的金屬絲應垂直橫跨焊縫。檢査X射線發(fā)生器的壓力表，是否符合要求。若不符合，嚴禁開機，以防損壞管頭。査曝光曲線，根據(jù)被檢驗工件的厚度和透照焦距選擇適當?shù)耐刚针妷杭雌毓饬俊４蜷_電源開關，控制器“電源”指示燈亮，計時器應顯示與撥碼盤一致的數(shù)字，約15s后，“延時”指示燈亮。電源電壓正常，1min后，可進行下一步操作。調(diào)節(jié)千伏旋紐，選擇所需值，撥動撥碼盤，調(diào)節(jié)計時器所需時間。每次使用不得超過5min!按“高壓開”按鈕，“高壓”指示燈開始閃爍。幾秒鐘后，“毫安”指示燈與開始閃爍，管頭開始工作。當計時器歸“0.0”時，曝光時間已到，機器自動切斷高壓，蜂鳴器響，計時器自動回到預選值，準備下一次曝光。此時“延時”指示燈滅,710s后重亮。若“延時”指示燈不亮，嚴禁啟動“高壓開”按鈕。機器工作期間，由于電源和其它故障引起斷開高壓時，計時器不復位，蜂鳴器不響。如果想繼續(xù)曝光，按“高壓開”按鈕即可；要使計時器復位，請按“高壓開”按鈕。3、暗室處理將已經(jīng)曝光的膠片帶入暗室。把膠片置于清水中完全浸濕，在放入顯影液中，顯影溫度202口，顯影數(shù)據(jù)46min，并翻動數(shù)次膠片，使顯影均勻。顯影完成后，用清水洗凈膠片上殘留的顯影液，放入定影液中，定影數(shù)據(jù)1015min。將膠片放入流動的水中沖洗30min。取出后進行干燥處理。在整個暗室處理的過