无损检测课件射线检测

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射线检测简介1、无损检测的基本知识

2、射线的防护

3、焊接缺陷的评定

4、第三方检测检查的要点1、无损检测的基本知识1、无损检测的基本知识1、超声波检测（UT）。2、渗透检测（PT）3、磁粉检测（MT）

4、射线检测（RT）射线检测的基本知识

X射线和γ射线与无线电波、红外线、可见光、紫外线等属于同一范畴，都是电磁波，其区别只是在于波长不同以及产生方法不同，因此X射线具有电磁波的共性，同时也具有不同于可见光和无线电波等其他电磁辐射的特性。电磁波的波长λ和频率ν以及波速（光速）c的关系式为：λ=c/νX射线和γ射线具有以下的性质：

在真空中以光速直线传播。本身不带电，不受电场和磁场的影响。在媒质界面上只能发生漫反射，而不能像可见光那样产生镜面反射；X射线和γ射线的折射系数非常近于1，所以折射的方向改变不明显。可以发生干涉和衍射现象，但只能在非常小的，例如晶体组成的光栅中才能发生这种现象。不可见，能够穿透可见光不能穿透的物质。在穿透物的过程中，会与物质发生复杂的物理和化学作用，例如电离作用、荧光作用、热作用，以及光化学作用。具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞，破坏生物组织。射线的产生及其特点

X射线的产生及其特点X射线是在X射线管中产生的，X射线管是一个具有阴阳两极的真空管，阴极是钨丝，阳极是金属制成的靶，在阴阳两极之间加有很高的直流电压（管电压），当阴极加热到白炽状态时释放出大量电子，这些电子在高压电场中被加速，从阴极飞向阳极（管电流），最终以很大速度撞击在金属靶上，失去所具有的动能，这些动能绝大部分转换为热能，仅有极少一部分转换为X射线向四周辐射。对X射线管发出的X射线做光谱测定，可以发现X射线谱由两部分组成，一个是波长连续变化的部分，称为连续谱，它的最小波长只与外加电压有关，另一部分具有分立波长的谱线，这部分谱线要么不出现，一旦出现它的峰所对应的波长位置完全取决于靶材料本身，这部分谱线称为标识谱，又称特征谱

γ射线的产生及其特点

γ射线是发射性同位素经过α衰变或β衰变后，从激发态向稳定态过渡的过程中从原子核内发出的，这一过程称作γ衰变，又称γ跃迁。γ跃迁是核内能级之间的跃迁，与原子的核外电子的跃迁一样，都可以放出光子，光子的能量等于跃迁前后两级能值之差。不同的是，原子的核外电子跃迁放出的光子能量在几电子伏到千电子伏之间。而核内能级的跃迁放出的γ光子能量在千电子伏到十几兆电子伏之间。γ射线的能量是由放射性同位素的种类所决定的。一种放射性同位素可能放出许多种能量的γ射线，对此取其所辐射出的所有能量的平均值作为该同位素的辐射能量。例如Co60的平均能为（1.17+1.33）/2=1.25MeV。

γ射线的光谱称为线状谱，谱线只出现在特定波长的若干点上。射线照相法的原理

射线在穿透物体过程中会与物质发生相互作用，因吸收和散射而使其强度减弱。强度衰减程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中穿越的厚度。如果被透照物体（试件）的局部存在缺陷，且构成缺陷的物质的衰减系数又不同于试件，该局部区域的透过射线强度就会与周围产生差异。把胶片放在适当位置使其在透过射线的作用下感光，经暗室处理后得到底片。底片上各点的黑化程度取决于射线照射量（射线强度乘以照射时间），由于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同，底片上相应部位就会出项黑度差异。射线照相法的特点优点：应用范围广记录直观、保存方便对体积型缺陷检出率高对受检试件没有壁厚下限缺点成本高、速度慢对人体有伤害有检测局限决定射线透照方式因素透照灵敏度缺陷检出特点透照厚度差和横向裂纹出角一次透照长度操作方便性试件及探伤设备具体情况底片质量要求灵敏度检查黑度检查标记检查伪缺陷检查背散射线检查搭接情况检查图3-5识别标记

区域号单元号管线号焊缝号片号日期

1

2

2、放射防护核技术利用的法律基础一、《中华人民共和国放射性污染防治法》

调整和规范我国核设施、核技术利用、铀（钍）矿、伴生放射性矿开发利用中发生放射性污染的防治活动。二、《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》449号令本条例遵照《放射性污染防治法》，针对核技术利用的放射性同位素与射线装置的生产、销售、使用，以及放射性同位素的转让、进出口等活动进行调整和规范。核技术利用的法律基础三、《放射性同位素与射线装置安全许可管理办法》31号令本办法是按照《安全与防护条例》的规定细化并制定核技术利用许可的实施内容与程序。四、《关于γ射线探伤装置的辐射安全要求》8号文件加强对我国γ射线探伤辐射安全和防护工作的监督管理。五、放射卫生防护基本标准（ＧＢ４７９２—８４）

（１９８４年１２月２４日卫生部）核技术利用现状据不完全统计：涉源单位12412

家放射源总数107380

枚在用放射源76767

枚闲置废弃源30613

枚

射线装置

＞100000

台ＧＢ４７９２—８４为了保障我国从事放射性工作人员和广大居民的健康和安全，根据国际放射防护委员会的规定，国家制定发布了我国现行的放射卫生防护基本标准（GB4792-1984），本标准的宗旨是：保障放射工作人员、公众及其后代的健康与安全，并提高放射防护措施的效益；在此基础上促进我国放射工作的发展。ＧＢ４７９２—８４该标准根据应发生规律的性质，将其分为随机性效应和非随机性效应两类：（1）随机性效应：在放射防护中，发生几率（而非其严重程度）与剂量的大小有关的效应。这种效应被认为不存在剂量的阈值。（2）非随机性效应：严重程度随剂量而变化的生物效应。这种效应可能村着剂量的阈值，如眼晶体的白内障、皮肤的良性损伤等。标准指出：放射防护的目的在与防止有害的非随机性效应，并限制随机效应的发生率，使之达到被认为可以接受的水平。ＧＢ４７９２—８４标准中规定了放射工作人员的剂量限值，具体内容是：放射工作人员的年剂量当量是指一年工作期间所受外照射的剂量与一年内摄入放射性核素所产生的待积剂量当量二者的总和，但不包括天然本底照射和医疗照射。为了防止有害的非随机性效应，任一器官或组织所受的年剂量当量不得超过下列限值：眼晶体150mSv(15rem)

其他单个器官或组织500mSv(50rem)

为了限制随机性效应，放射工作人员受到全身均匀照射时的年剂量当量不应超过50mSv(5rem)。ＧＢ４７９２—８４对接受事先计划的特殊照射的人应有医学观察并将剂量当量和观察结果详细记入个人剂量和健康档案。从事放射性工作的孕妇、授乳妇（仅指内照射而言）及16岁至18岁的实习人员，不应在一年照射的有效剂量当量可能超过15mSv（1.5rem）的工作条件下工作，不得接受事先计划的特殊照射。从事放射工作的育龄妇女所接受的照射，应严格按均匀的月剂量率加以控制。未满16岁者，不得参与放射工作。ＧＢ４７９２—８４关于公众中个人的剂量限值，标准中也有明确规定，具体内容为：公众个人受到的年剂量当量应低于下列限值：全身5mSv（0.5rem）任何单位个组织或器官50mSv（5rem）当长期持续受到电离辐射的照射时，公众中个人在其一生中每年的全身照射的年剂量当量限值应不高于1mSv（0.1rem）。总之，为了保障放射工作人员、公众及其后代的健康与安全，应严格按标准中的有关条款执行。辐射损伤辐射损伤是一定量的辐射作用于肌体后，受照机体所引起的病理反映。急性放射损伤是由于一次或短时间内受大剂量照射所致，主要发生于事故性照射。值得重视的是慢性放射损伤，它在慢性小剂量连续照射的情况下发生，主要由于从事射线工作的职业人员平日不注意防护，较长时间接受超允许剂量所引起。电离辐射不仅能引起全身急慢性放射损伤，而且也能引起局部的皮肤损辐射损伤机理射线照射生物体时，与肌体细胞、组织、液体等物质相互作用，引起物质的原子或分子电离，因而可以直接破坏机体内某些大分字结构，如使蛋白分子链断裂、核糖核酸或脱氧核糖核酸的断裂、破坏一些对物质代谢有重要意义的酶等，甚至可直接损伤细胞结构。

辐射损伤机理另外射线可以通过电离生物体内广泛存在的水分子，形成一些自由基，间接通过这些自由基的作用来损伤机体。可见电离辐射不仅可以扰乱和破坏机体细胞和组织的正常代谢活动，而且可以直接破坏细胞和组织的结构。引起损伤的方式，既有直接的作用，也有间接的作用，而间接的作用只主要的。直接作用和间接作用就是损伤的原发作用辐射损伤机理电离辐射把能量传递给物质，从原子水平的激发或电离开始，继而引起分子的破坏，又进一步影响到细胞、组织、器官，还可以引起机体继发性的损伤，进而使机体组织发生一系列生物化学变化，代谢的紊乱、机能的失调以及病理形态方面的改变。损伤严重则导致机体死亡。

辐射损伤机理电离辐射的生物作用是一个包含着一系列矛盾的非常复杂的过程，机体从吸收能量到引起损伤有其特有的原发和继发反应过程。它要经历许多性质不同而又相互联系的变化

影响辐射损伤的因素辐射性质剂量剂量率照射方式照射部位照射面积器官或组织的危险度组织辐射效应危险度Sv-1WT性腺乳腺红骨髓肺甲状腺骨表面其余组织a遗传效应乳腺癌白血病肺癌甲状腺癌骨癌癌4×10-32.5×10-32×10-32×10-35×10-45×10-45×10-30.250.150.120.120.030.030.30ba其余组织中不包括手、前臂、足、踝、皮肤和眼晶体。胃肠道受照时，胃、小肠、小肠上段、大肠下段分别作为四个单独的器官。b选取其他五个接受最高剂量当量的器官或组织；每一个的WT取作0.06；所有其他剩下的器官或组织照射，可忽略不计。防护方法⑴时间──要控制射线对人体的暴光时间。⑵距离──要控制射线源到人体的距离。⑶屏蔽层──在人体和射线源之间隔一层吸收物质。3、焊接缺陷的评定评片环境⑴环境：要求评片室应独立、通风和卫生，室温不易过高（应备有空调），室内光线应柔和偏暗，当底片评定范围内的黑度D≤2.5时，为保证透过底片评定范围内的亮度应不低于30cd/m2，室内亮度应在30cd/m2为宜。当底片评定范围内的黑度D＞2.5时，为保证透过底片评定范围内的亮度应不低于10cd/m2，室内亮度应在10cd/m2为宜。室内噪音应控制在＜40dB为佳。在评片前，从阳光下进入评片室应适应评片室内亮度至少为5～10min；从暗室进入评片室应适应评片室内亮度至少为30s。评片设备⑵设备①.观片灯:其主要性能应符合JB/T7903,应有足够的光强度,能满足评片要求，确保透过黑度为≤2.5的底片后可见光度应为30cd/m2,即透照前照度至少应≥9,487cd/m2；透过黑度为＞2.5的底片后可见光度应为10cd/m2,即透照前照度至少应≥3,200cd/m2。亮度应可调，性能稳定，安全可靠，且噪音应<30dB。观片时用遮光板应能保证底片边缘不产生亮光而影响评片。②黑度计：应具有读数准确，稳定性好，能准确测量4.5以内的透射样品密度,其稳定性分辨力为+0.02,测量值误差应≤±0.05,光孔径要求小于等于1.0mm为佳，黑度计至少每6个月校验一次，标准黑度片至少应每两年送法定计量单位检定一次。③评片用工具：放大镜应为2至5倍，有0—2cm长刻度标尺。评片人可借助放大镜对底片上缺陷进行细节辨认和微观定性分析，高倍易产生影像畸变而不采用。评片尺，应有读数准确的刻度，尺中心为“0”刻度，两端刻槽至少应有200mm，尺上应有10×10、10×20、10×30mm的评定框线评片人员（1）经过系统的专业培训，并通过法定部门考核确认具有承担此项工作的能力与资格者，一般要求具有RT—Ⅱ级资格证书人员担任。（2）具有一定的评片实际工作和经验。并能经常到现场参加缺陷返修解剖工作，以丰富自己的评片经验和水平。（3）应具有一定的焊接、材料及热处理等相关专业知识。（4）应熟悉有关规范、标准，并能正确理解和严格按标准进行评定，具有良好的职业道德、高度的工作责任心。（5）评片前应充分了解被评定的工件材质、焊接工艺、接头坡口型式，焊接缺陷可能产生的种类及部位及射线透照工艺情况。（6）具有良好的视力，校正视力不低于1.0，并能读出距离400mm处，高0.5焊接缺陷的危害性由于缺陷的存在，减少了焊缝的承载载面积，削弱了静力拉伸强度。由于缺陷形成缺口，缺口尖端会发生应力集中和脆化现象，容易产生裂纹并扩展。缺陷可能穿透筒壁，发生泄露，影响致密性。焊接缺陷分类裂纹未熔合未焊透夹渣气孔形状缺陷JB/T4730-2005中对不同材质、构建的评定区别5.1钢、镍、铜制承压设备熔化焊对接焊接接头射线检测质量分级5.14质量分级一般规定5.1.4.1Ⅰ级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未熔合、未焊透和条形缺陷。5.1.4.2Ⅱ级和Ⅲ级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未熔合和未焊透。5.1.4.3对接焊接接头中缺陷超过Ⅲ级者为Ⅳ级。5.1.4.4当各类缺陷评定的质量级别不同时，以质量最差的级别作为对接焊接接头的质量级别。6.1钢、镍、铜制承压设备管子及压力管道熔化焊环向对接焊接接头射线检测质量分级6.1.4.1Ⅰ级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未熔合、未焊透、条形缺陷、根部内凹、根部咬边。6.1.4.2Ⅱ级和Ⅲ级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未熔合、双面焊以及加垫板单面焊中的未焊透。6.1.4.3对接焊接接头中缺陷超过Ⅲ级者为Ⅳ级。6.1.4.4当各类缺陷评定的质量级别不同时，以质量最差的级别作为对接焊接接头的质量级别。缺陷点数换算表缺陷长径，mm≤1＞1-2＞2-3＞3-4＞4-6＞6-8＞8缺陷点数1236101525各级别允许的圆形缺陷点数评定区（mm×mm）10×1010×2010×30母材公称厚度T，mm≤10＞10-15＞15-25＞25-50＞50-100＞100Ⅰ级123456Ⅱ级369121518Ⅲ级61218243036Ⅳ级缺陷点数大于Ⅲ级或缺陷长径大于T/2注；当母材公称厚度不同时，取较薄板的厚度。各级别对接焊接接头允许的条形缺陷长度级别单个条形缺陷最大长度一组条形缺陷累计最大长度Ⅰ不允许Ⅱ≤T/3（最小可4）且≤20在长度为12T的任意选定条形缺陷评定区内，相邻缺陷间距不超过6L的任一组条形缺陷的累计长度应不超过T，但最小可为4Ⅲ≤2T/3（最小可6）且≤30在长度为6T的任意选定条形缺陷评定区内，相邻缺陷间距不超过3L的任一组条形缺陷的累计长度应不超过T，但最小可为6Ⅳ大于Ⅲ级者注1：L为该组条形缺陷中最长缺陷本身的长度；T为母材公称厚度，当母材公称厚度不同时取较薄板的厚度值。注2：条形缺陷评定区是指与焊缝方向平行的、具有一定宽度的矩形区，T≤25mm，宽度为4mm；25mm＜T≤100mm，宽度为6mm；T＞100mm，宽度为8mm。注3：当两个或两个以上条形缺陷处在同一直线上、且相邻缺陷的间距小于或等于较短缺陷长度时，应作为1个缺陷处理，且间距也应计入缺陷的长度之中。管外径D≤100mm（小管径）时不加垫板单面焊未焊透的分级

级别焊透最大深度，mm未焊透总长度与焊缝总长度的比

与壁厚的比最大值Ⅰ不允许Ⅱ≤10%≤1.0≤10%Ⅲ≤15%≤1.5≤15%Ⅳ大于Ⅲ级者注：对断续未焊透，以未焊透本身的长度累计计算总长度管外径D＞100mm时不加垫板单面焊未焊透的分级级别未焊透最大深度，mm单个未焊透最大长度，mm（T为壁厚）未焊透累计长度mm与壁厚的比最大值Ⅰ不允许Ⅱ≤10%≤1.0≤T/3（最小可4）且≤20在任意6T长度区内应不大于T（最小为4），且任意300长度范围内总长度不大于30。Ⅲ≤15%≤1.5≤2T/3（最小可6）且≤30在任意3T长度区内应不大于T（最小可为6），且任意300长度范围内总长度不大于40Ⅳ大于Ⅲ级者注：对断续未焊透，以未焊透本身的长度累计计算总长度裂纹

裂纹是指材料局部断裂形成的缺陷。裂纹有多种分类方法：按延伸方向可分为纵向裂纹、横向裂纹、辐射状裂纹等；按发生部位可分为焊缝裂纹、热影响区裂纹、熔合区裂纹、焊趾裂纹、焊道下裂纹、弧坑裂纹等；按发生条件和时机可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹等。热裂纹热裂纹发生于焊缝金属凝固末期，敏感温度区间大致在固相线附近的高温区，最常见的热裂纹区是结晶裂纹，其生成原因是在焊缝金属凝固过程中，结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界，形成所谓“液态薄膜”，由于焊缝凝固收缩而受到拉应力，最终开裂形成裂纹。结晶裂纹最常见的情况是沿焊缝中心长度方向开裂，为纵向裂纹，有时也发生在焊缝内部两个柱状晶之间，为横向裂纹。弧坑裂纹是另一种形态的，常见的热裂纹。热裂纹都是沿晶界开裂，通常发生在杂质较多的碳钢、低合金钢、奥氏体不绣钢等材料焊缝中。冷裂纹冷裂纹一般在焊后冷却至马氏体转变温度以下产生，对于低碳钢和低合金钢，大致在300℃～200℃以下。冷裂纹可以焊后立即出现，也有可能在几个小时，几天甚至更长时间以后才发生，这种冷裂纹称为延迟裂纹，具有更大的危险性。拘束应力，淬硬组织和扩散氢是产生延迟裂纹的三大因素。延迟裂纹多发生在热影响区，少数发生在焊缝上，沿纵向和横向都有发生。焊趾裂纹、焊道下裂纹、根部裂纹都是延迟裂纹常见的形态。冷裂纹微观形态有沿晶界开裂，也有穿晶开裂。多发生在低合金高强钢和中、高碳钢的焊接接头。再热裂纹再热裂纹是指某些含钼、钒、铬、铌、钛等沉淀强化元素的低合金高强钢和耐热钢，焊接冷却后又重新加热（通常是消除应力热处理）的过程中，在焊接热影响区的粗晶区产生的裂纹，产生裂纹的原因是再加热时焊接残余应力松弛，导致较大的附加变形，与此同时热影响区的粗晶部位会析出合金碳化物组成沉淀硬化相，如果粗晶部位的蠕变塑性不足以适应应力松弛所产生的附加变形，则沿晶界发生裂纹。再热裂纹的敏感温度区为550℃～650℃

裂纹是焊接缺陷中危害性最大的一种。裂纹是一种面积型缺陷[具有三维尺寸的缺陷成为体积型缺陷，具有二维尺寸（第三维尺寸极小）的缺陷称为面积型缺陷]，它的出现将显著减少承载截面积，更严重的是裂纹端部形成尖锐缺口，应力高度集中，很容易扩展导致破坏。

裂纹未熔合

未熔合是指焊缝金属与母材金属，或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。按其所在部位，未熔合可分为坡口未熔合、根部未熔合、层间未熔合三种。产生未熔合缺陷的原因主要有：焊接电流过小；焊接速度过快，焊条角度不对；产生了弧偏吹现象；焊接处于下坡焊位置，母材未熔化时已被铁水覆盖；母材表面有污物或氧化物影响熔敷金属与母材间的熔化结合等。未熔合也是一种面积型缺陷，坡口未熔合和根部未熔合对承载截面积的减小都非常明显，应力集中也比较严重，其危害性仅次于裂纹。未焊透未焊透是指母材金属之间没有熔化，焊缝金属没有进入接头的根部造成的缺陷。未焊透可分为双面焊未焊透和单面焊透两种。产生未焊透的原因主要有：焊接电流过小，焊接速度过快；坡口角度太小；根部钝边太厚；间隙太小；焊条角度不当；电弧太长等夹渣夹渣是指焊缝金属中残留有外来固体物质所形成的缺陷。按形态，夹渣可分为点状夹渣、块状夹渣、条状夹渣，按残留固体物质种类，夹渣可分为非金属夹渣和金属夹渣。

非金属夹渣的主要成分是硅酸盐，也有一些是氧化物和硫化物，它们主要来自焊条药皮和焊剂熔渣。产生非金属夹渣的主要原因是：焊接电流太小，焊接速度太快，熔池金属凝固过快，运条不正确；铁水与熔渣分离不好；层间清渣不彻底等。

金属夹渣最常见的是钨夹渣，它是由钨极氩弧焊中的钨极烧损，熔入焊缝中形成的。产生金属夹渣的主要原因是：焊接电流过大或钨极直径太小，氩气保护不良引起钨极烧损，钨极触及熔池或焊丝而剥落。夹渣是一种体积型缺陷，容易被射线照相检出。夹渣会减少焊缝受力截面。夹渣的棱角容易引起应力集中，成为交变载荷下的疲劳源线状夹渣夹钨气孔气孔是指溶入焊缝金属的气体引起的空洞。按形状，气孔可分为球形气孔、条形气孔、针型气孔；按分布状态，气孔可分为单个气孔、密集气孔、链状气孔、虫状气孔等

生成气孔的气体主要是H2和CO，气体来自电弧区周围的空气，母材和焊材表面的杂质，如油污、锈、水分以及焊条药皮和焊剂的分解燃烧，熔化了的金属在高温下可以吸收大量气体，冷却时，气体在金属中的溶解度下降，气体便析出并聚集生成气泡上浮，如果受到焊缝金属结晶的阻碍无法逸出，就会留在金属内生成气孔。气孔是一种体积型缺陷。它对焊缝强度的影响主要是减少可受力截面，深气孔（针孔）有时会破坏喊风的致密性。形状缺陷

形状缺陷是指焊缝金属表面成型不良或其他援引造成的缺陷，包括咬边、烧