不同射線檢測方法講義

射線檢測

材料成型及控制工程教研室石端虎2/4/20231定義：射線檢測是利用射線可穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中有衰減的特性來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種探傷方法。分類X射線－波長0.001~0.1nm

射線－波長0.0003~0.1nm高能射線2/4/20232射線檢測特點缺陷種類、大小直觀有記錄對裂紋不敏感需要防護設(shè)備、操作、成象較復(fù)雜2/4/20233射線檢測射線的獲得及基本性質(zhì)X射線的產(chǎn)生陰極加熱電子發(fā)射電場加速撞擊陽極靶

X射線X射線產(chǎn)生示意圖2/4/20234射線檢測X射線管X射線管結(jié)構(gòu)示意圖1－玻璃外殼；2－陽極；3－陰極2/4/20235射線檢測X射線產(chǎn)生的條件足夠量的高速運動的電子有一個能經(jīng)受高速電子撞擊而產(chǎn)生X射線的靶真空空間，防止氧化，防止電子受空氣的阻擋射線的獲得及性質(zhì)2/4/20236射線檢測能量轉(zhuǎn)換1％的能量轉(zhuǎn)換為X射線，99％為熱能冷卻，短時間使用X射線的強度發(fā)射的電子數(shù)量（管電流）管電壓的平方陽極材料的原子序數(shù)射線的獲得及性質(zhì)2/4/20237射線檢測X射線的性質(zhì)不可見不帶電可穿透不透明的物質(zhì)能使底片感光有反射、折射、干涉現(xiàn)象使某些物質(zhì)產(chǎn)生光電效應(yīng)生物效應(yīng)

射線的獲得及性質(zhì)2/4/20238射線檢測X射線的分布射線的獲得及性質(zhì)輻射強度管電壓不變管電流大管電流小波長輻射強度管電流不變管電壓大管電壓小波長2/4/20239射線檢測射線射線的產(chǎn)生 放射性同位素的原子核衰變 半衰期T=0.693/

（年）－衰變常數(shù) 例：Co60，

=0.131/年T=5.3年射線的性質(zhì)與特點與X射線相似波長比X射線短穿透力：Co60-銅250mm；鋁350mm；鋼300mm射線的獲得及性質(zhì)2/4/202310射線檢測射線射線的獲得及性質(zhì)射線源60Co236Ra137Cs192Ir170Tm射線源能量(MeV)1.251.220.660.350.072相當于射線能量(MV)2~31~20.6~1.50.15~0.80.03~0.15半衰期5.3a1622a33a75d130d適用范圍(cm)3~122.5~100.5~53-153~201.5~71~50.1~12/4/202311射線檢測射線應(yīng)用特點不用水電，適應(yīng)野外作業(yè)設(shè)備輕巧，方便半衰期短的射線源需頻繁更換嚴格防護靈敏度較低射線的獲得及性質(zhì)2/4/202312射線檢測高能X射線定義：能量>100萬電子伏特的X射線產(chǎn)生：電子回旋加速器等性質(zhì)：焦點小特點穿透力大（能量大，吸收）50~60%變成熱能，轉(zhuǎn)換效率高散熱問題小射線的獲得及性質(zhì)2/4/202313射線檢測射線照相用設(shè)備

X射線探傷機組成射線檢測設(shè)備2/4/202314射線檢測X射線檢測設(shè)備射線檢測設(shè)備2/4/202315射線檢測射線檢測設(shè)備2/4/202316射線檢測射線探傷機射線檢測設(shè)備2/4/202317射線檢測膠片紀錄載體暗盒防止曝光增感屏增感系數(shù)（曝光量的比值）：K=無/有熒光增感屏：產(chǎn)生熒光，增感系數(shù)大，金屬增感屏：二次電子和金屬標識射線；增感系數(shù)小，晶粒細小射線檢測設(shè)備2/4/202318射線檢測射線探傷原理及方法原理衰減規(guī)律光化作用內(nèi)部信息獲取強度不同的射線場探測并記錄這個場信息2/4/202319射線檢測衰減定律

Jd=J0e-d

（單色平行射線）

d:物質(zhì)厚度； ：衰減系數(shù)＝K3Z3=+

K：系數(shù)，決定于比重

：波長

Z：原子序數(shù)

：吸收系數(shù)

：散射系數(shù)軟射線（波長較長）要比硬射線（波長較短）易被材料吸收射線探傷原理及方法2/4/202320射線檢測X、（電磁波）射入，穿透物質(zhì)受其影響，物質(zhì)產(chǎn)生某些變化射線受物質(zhì)作用一部分被吸收改變了傳播方向射線與物質(zhì)的相互作用射線探傷原理及方法2/4/202321射線檢測與整個原子進行光電效應(yīng)和瑞利散射與原子中的一個電子康普頓效應(yīng)，電子對效應(yīng)與原子核進行核場電子對效應(yīng)和共振彈性散射射線與物質(zhì)的相互作用射線探傷原理及方法2/4/202322射線檢測電磁波的雙重性粒子性—波長短波動性—波長長X、—主要為粒子性射線與物質(zhì)的相互作用射線探傷原理及方法2/4/202323射線檢測射線與物質(zhì)的相互作用射線探傷原理及方法光電效應(yīng)康普頓效應(yīng)電子對效應(yīng)Z入射光子能量h02/4/202324射線檢測射線與物質(zhì)的相互作用吸收

射線與物質(zhì)撞擊逸出電子標識電子放射二次電子放射三次。。。散射電子放射放出能量熱能耗全部能量部分物質(zhì)越厚，撞擊的機會越多，能量損耗大，吸收增加射線探傷原理及方法2/4/202325射線檢測散射

現(xiàn)象射線通過物質(zhì)以后，有部分射線改變了原來的方向，形成散射原因物質(zhì)的原子中的電子，在射線電磁場的作用下，形成新的電磁波源，向四周輻射X射線射線探傷原理及方法2/4/202326射線檢測射線探傷技術(shù)及工藝

射線透照靈敏度射線照相的影象質(zhì)量因素：對比度、清晰度和顆粒度對比度

:射線照相影象兩個區(qū)域的黑度差黑度:I/I0稱為透過率,D=lgI0/I清晰度（半影寬度）幾何不清晰度膠片固有不清晰度2/4/202327射線檢測幾何不清晰度理想邊界－垂直實際邊界－緩變緩變區(qū)的大小U幾何不清晰度－射線源的焦點影響射線的焦點陽極靶上發(fā)出X射線的范圍Ug=dT/(f－T)2/4/202328射線檢測2/4/202329射線檢測dTF2/4/202330射線檢測幾何不清晰度影響2/4/202331射線檢測射線照相的靈敏度顯現(xiàn)缺陷的程度或發(fā)現(xiàn)最小缺陷的能力絕對靈敏度－沿射線方向可發(fā)現(xiàn)最小缺陷的尺寸相對靈敏度－沿射線方向所能發(fā)現(xiàn)的最小缺陷的尺寸與被檢處的材料厚度的百分比2/4/202332射線檢測象質(zhì)計

2/4/202333射線檢測射線探傷工藝

透照規(guī)范包括：透照布置、透照基本參數(shù)、透照輔助措施和透照設(shè)備與器材管電壓材料的吸收系數(shù)（穿透厚度）照相靈敏度選擇原則焦距幾何不清晰度的要求適當?shù)纳渚€強度，均勻的透照范圍曝光量透照時間×管電流(mA·min)2/4/202334射線檢測曝光曲線實驗確定的有關(guān)透照規(guī)范數(shù)據(jù)的一組曲線應(yīng)用說明：根據(jù)板厚由曝光曲線確定管電壓、曝光量2/4/202335射線檢測射線探傷的應(yīng)用與缺陷識別

射線探傷的應(yīng)用準備：探傷范圍（5％～100％）、位置、標記等選規(guī)范：管電壓、曝光量、焦距輔助器材的使用增感屏－熒光增感屏補償塊－同種材質(zhì)，鉛粉、鋇液鉛板－減少散射線的影響缺陷的畸變：射線角度影響2/4/202336射線檢測焊縫的射線檢測應(yīng)熟悉焊接工藝，了解可能出現(xiàn)的缺陷類型和部位選擇合理的透照方位，以得到最大的缺陷檢出率管子透照問題，單壁單投影，雙壁單投影，雙壁雙投影圓周透照的重疊問題2/4/202337射線檢測射線探傷的缺陷識別

焊縫缺陷裂紋－在底片上呈直線且略成波紋狀，二頭尖細，中間稍寬。（縱向、橫向裂紋）未焊透－焊縫影響中心呈現(xiàn)一條黑度較大的細長直線。氣孔－在底片上多呈現(xiàn)為圓形或橢圓形的黑點，其中心黑度較大，邊界黑度較小。（分散氣孔、密集氣孔、單個氣孔等）夾渣－焊縫內(nèi)部的非金屬殘留物，在底片上是一些黑度不均勻，形狀不規(guī)則的點狀、條狀或塊狀黑影。夾鎢－鎢的密度比鐵大，呈白點2/4/202338射線檢測典型缺陷圖片2/4/202339射線檢測2/4/202340射線檢測2/4/202341射線檢測2/4/202342射線檢測射線照相底片2/4/202343射線檢測射線檢測應(yīng)用12/4/202344射線檢測射線檢測應(yīng)用22/4/202345射線檢測射線檢測應(yīng)用32/4/202346射線檢測射線檢測應(yīng)用42/4/202347射線檢測射線檢測應(yīng)用52/4/202348射線檢測射線檢測應(yīng)用62/4/202349射線檢測實時成像檢測方法快速檢測動態(tài)檢測數(shù)字圖像（A/D轉(zhuǎn)換）計算機管理圖像處理2/4/202350射線檢測各種實時成像檢測系統(tǒng)2/4/202351射線檢測典型系統(tǒng)2/4/202352射線檢測圖像增強器結(jié)構(gòu)2/4/202353射線檢測圖像增強器2/4/202354射線檢測實時成像系統(tǒng)2/4/202355射線檢測靈敏度曲線12/4/202356射線檢測靈敏度曲線22/4/202357射線檢測2/4/202358射線檢測環(huán)焊縫實時成像檢測2/4/202359射線檢測實時成像控制系統(tǒng)2/4/202360射線檢測實時成像檢測應(yīng)用2/4/202361射線檢測2/4/202362射線檢測CT檢測方法ComputerTomography真正的二維圖像可實現(xiàn)三維檢測2/4/202363射線檢測射線源X射線、射線探測器機械裝置（步進、旋轉(zhuǎn)）計算機重建CT檢測原