射线检测技术(学会Ⅲ级11版-3)

全国无损检测学会人员（3级）资格认证培训射线检测技术

无损检测技术培训中心

2011版（之三：8-10专题）第八专题焊缝射线照相法一、焊缝射线照相的基本程序1、技术和工艺准备：首先要编制射线照相作业指导书或工艺卡，确定使用设备后要准备曝光曲线，对射线照相的具体技术作出规定，操作人员必须理解、读懂作业指导书或工艺卡；2、透照前的操作准备：胶片、增感屏、暗盒、透度计和各种标记铅字的选用和摆放；3、照相：确定透照部位、一次透照长度L（图7-3）、透照次数、工件上定位划线、射线源-工件-胶片摆放、环境安全警戒，按照作业指导书或工艺卡的规定完成射线照相；4、暗室处理：对已曝光的胶片在暗室进行显影、停影、定影、水洗和干燥等处理，得到射线底片显示被透照物体的射线照相影像；5、评片：在观片灯上观察射线底片，按照标准对被检验的工件的质量进行评定和定级；6、签发检测报告：依据评片结果签发检测结论报告，签发人员必须具有2、3级资格证书；7、整理文件、报告和底片归档。二、透照方式1、选择透照方式的原则

1）根据检测对象选择透照方式：如大型容器采用源在内一次周向曝光；小口径管子采用双璧单影或双璧双影法；2）根据环境条件选择透照方式：如在用设备检测环境条件恶劣，多数情况只能采用双璧透照法，甚至采用上下焊缝垂直透照法；3）根据质量要求选择透照方式：如对质量要求高的工件采用单璧透照以取得较好的清晰度和灵敏度；4）根据设备条件选择透照方式：如只有低能射线机的情况下必须采用单璧透照；5）根据可能产生的缺陷形状和方向选择透照方式：如容器根部未焊透、内壁表面裂纹用外透法比用内透法更容易检出。

2、常用透照方法有：1）平板对接焊缝和环形工件的纵缝单壁单影透照法平板对接焊缝和环形工件的纵缝呈直线状，是制造工程中应用最为广泛的一种连接形式，焊工考试的试板通常都是平板对接焊缝。射线只穿过一个壁厚在胶片上成像，这种透照方法即称为单壁单影透照。平板对接焊缝和环形工件的单壁单影透照是最基本的透照方式，具有较高的清晰度和灵敏度，操作时应注意：射线源应垂直入射到焊缝：焊缝的面状缺陷多数与工件的上下表面垂直或接近垂直，射线源垂直入射可以使射线入射方向与面状缺陷走向平行最有利于缺陷检出；正确选择一次透照长度：射线源发出的射线束是一个锥体，在平面中是一个等腰三角形。在图中有七个重要参数，它们是：

⑴

T

–工件厚度

⑵

T＇–这是射线束最外沿的入射线在工件内的长度

⑶

K

–透照厚度比

K=T＇/T

透照厚度是指透照时射线穿过工件的路径长度。显然，在透照区内不同的位置其透照厚度是不同的。在一次透照范围内，如果不同点的透照厚度相差过大，将造成射线照片上不同点的黑度相差过大，

这必然导致不同点影像质量明显不同，使得底片的质量难以控制。因此必须控制一次透照范围，也就是控制透照厚度比K值。JB4730-2005标准对K值作了以下规定（包括平板对接焊缝和环向对接焊缝），见书P68

⑷θ－这是射线束最外沿的入射方向与垂直入射方向之间的夹角，它影响横向裂纹的检出，称为横向裂纹检出角。θ愈大检出横向裂纹的可能性愈小，标准对其作了明确的规定。⑸L–这是等腰三角形与工件上表面的交接线，是射线束的入射长度（或入射面的直径），称为一次透照长度，它是确定透照次数和透照划线的依据。一次透照长度内底片上黑度和灵敏度必须满足标准规定。⑹Leff–这是等腰三角形与工件下表面的交接线，是射线束的出射长度（或出射面的直径），因为从这里开始射线离开工件进入到胶片使胶片成像，成像区也是评定区所以称为有效评定长度。显然L＞Leff。有效评定长度可以计算，但是由于b值常是不确定因素（受工件下表面与胶片之间距离的影响），所以计算Leff值有较大的误差。该值通常由放于一次透照长度两端的搭接标记（↑）在底片上的投影距离来表示⑺△L–由图可知，这是底片上二次透照的重叠部分，称为搭接长度，△L＝Leff－L选择合理的透照次数：

式中：n

–平板焊缝透照次数

S–焊缝长度

L

–一次透照长度例：

射线源尺寸为2mm，工件表面到胶片距离为30mm，焊缝总长2000mm，焦距为600mm，作A级、AB级和B级检测该焊缝须透照多少次？

解：根据表7-3，A级、AB级检测K=1.03

答：A、AB级透照需拍7次。答：B级透照需拍12次。2）环缝源在外单壁单影透照法（下图）

环形工件的环缝透照如果可以在内壁贴片，应采用源在外单壁单影透照方法，源在外易于操作。环形焊缝由于焊缝呈弧形，所以几何关系比较复杂。在工程应用中，常采用以下步骤：TT’fd

环缝源在外单壁透照法LLeffθ根据透照级别确定K值（表7-3）；根据K值选用图解确定最少透照次数（见图7-19）；根据透照次数计算L值：式中：n

–

环形焊缝透照次数S–焊缝长度（环形工件的周长）L–一次透照长度图7-19是JB4730-2005标准的“源在外单壁透照环向对接焊缝，透照厚度比K=1.1时的透照次数图”。图中De是工件的外径、f是射线源到工件上表面的距离、T是工件的母材厚度。图中横坐标表示T/De、纵坐标表示De/f，对某一工件而言算出T/De和De/f值，在图中便可确定最少透照次数。例：有一外径为1500mm的环形工件，母材厚度30mm，射线源到工件上表面的距离为600mm，要求达到AB级透照质量。焊缝的划线长度（即一次透照长度）应是多少？解：计算T/De=0.02De/f=2.5

查图横坐标0.02、纵坐标2.5处画垂线相交点落于最少

透照次数为17的区域，则n=17

计算一次透照长度

L=1500mm×3.14/17=4710mm/17=255mm

答：该环形工件应透照17次，每次透照长度为255mm。3）环缝源在内单壁单影透照法（下图）

abc环形工件的环缝透照如果可以把射线源放于工件内部则可以采用源在内单壁单影透照方法，源在内透照根据工件大小可分三种情况操作如图。源在中心（f＝工件内半径）透照法（图a）

如果工件的内径合适，可以将射线源放于工件的中心实施周向曝光，一次完成全周长透照。源偏中心（f＞工件内半径或f＜工件内半径）透照法（图b、c）

通过解析几何可以推出源不在中心时的透照次数和一次透照长度计算公式，但在实际工程应用中还是采用图解的方法先查出透照次数再算出一次透照长度。在JB4730-2005标准中，用附录D的图示。4）双壁透照法

小口径管子对接焊缝作射线照相检测时射线穿过二个壁厚，称为双壁透照法。如果在底片上生成上下焊缝的影像称为双壁双影法，如左图。如果生成单壁焊缝（下焊缝）的影像则称为双壁单影法。双壁透照必须注意射线源与焊缝所在面的相对位置（如右图），操作时应注意：椭圆开口度双壁双影透照偏心距计算椭圆开口度调节：管子对接焊缝作双壁双影透照生成的影像呈椭圆形，椭圆焊缝内侧间的距离称为椭圆开口度。椭圆开口度可以通过射线源的位置来调节，它不可以太大也不可以太小。太大会造成裂纹漏检，太小会使上、下焊缝重叠而影响缺陷观察。其值通常在标准中有规定。偏心距X及计算：射线源到焊缝面的距离称为偏心距X（图7-24）。X可通过下列公式计算，根据几何投影关系可得：

例：直径为50mm、焊缝宽度5mm的小口径管作双璧透照。求焦距为900mm时的偏心距（椭圆开口5mm）。解：双壁单影法的偏心距控制：双壁单影法上焊缝影像不能落到底片上，也可用（7-18）式计算偏心距，根据底片宽度选择较大的椭圆开口度就可以将上焊缝的影像移出胶片。这时胶片应当与焊缝紧贴，呈环形。如图7-25。5）垂直透照法：检验小直径管对接焊缝的根部未焊透缺陷或不满足椭圆成像透照布置条件时，则应采用垂直透照布置如下图所示。这时候射线源应布置在环焊缝的中心面上，中心射线束应垂直指向焊缝的中心轴线。垂直透照上下焊缝将重叠在一起，通过不同位置的透照区别上下焊缝并确定缺陷的位置。100％检验焊缝时，一般应等间距透照三次。第九专题铸件射线照相法一、铸件射线照相的基本程序1、技术和工艺准备：首先要编制射线照相作业指导书或工艺卡，确定使用设备后要准备曝光曲线，对射线照相的具体技术作出规定，操作人员必须理解、读懂作业指导书或工艺卡；2、透照前的操作准备：胶片、透度计和各种标记铅字的选用和摆放；3、照相：确定透照部位、根据工件尺寸确定一次透照厚度范围和宽容度选择、射线源-工件-胶片摆放、环境安全警戒，按照作业指导书或工艺卡的规定完成射线照相；4、暗室处理：对已曝光的胶片在暗室进行显影、停影、定影、水洗和干燥等处理，得到射线底片显示被透照物体的射线照相影像；5、评片：在观片灯上观察射线底片，按照标准对被检验的工件的质量进行评定和定级；6、签发检测报告：依据评片结果签发检测结论报告，签发人员必须具有2、3级资格证书；7、整理文件、报告和底片归档。二、透照方式1、选择透照方式的原则：铸件的透照比焊缝透照简单，透照方式也比较单一。选择透照方式的原则是工件的形状和厚度范围。2、常用透照方法：铸件的透照常用垂直透照法，即射线束垂直入射于被检测面，示意图是一个有四个检测面要求的铸件，其中1、2、3均为平面，4为圆弧面。因为四个面在不同的方位，所以必须分多次透照。平面1、2、3透照将胶片与其中一面紧贴，射线束从另一面垂直入射即可。至于胶片贴在哪一面则要

根据工件实际情况而定，以清晰显示

最大检测面为原则。第4面为一圆弧

面，胶片应贴在内孔，射线束在孔外

垂直入射，透照次数若内径较大可参

照环形焊缝透照次数确定方法决定，若内径较小则只须相互垂直透照二次即可（但需提高

宽容度）。1

3

2

4

三、透照工艺1、射线源选择：钢铸件厚度大，常用高管电压的X射线机、γ射线源或加速器，下表是钢铸件的射线源列表。2、焦距选择：可用图7-6所示诺膜图，或相关标准所附的诺膜图确定。射线源Ir192Co601～2MVX射线＞2MVX射线推荐透照厚度（mm）20～10040～20050～200＞50三、透照工艺3、增感屏选择：钢铸件透照增感屏可按下表确定。射线源增感屏＜400Kv0.02～0.25mm前、后屏，铅屏Ir1920.05～0.25mm前、后屏，铅屏Co600.1～0.7mm前、后屏，铅、钢或铜屏1～2MVX射线0.1～1.0mm前、后屏，铅屏2～6MVX射线1.0～1.5mm前、后屏，铜或钢屏6～12MVX射线前屏为1.0～1.5mm，后屏为1.5mm，铜、钢或鉭屏＞12MVX射线前屏为1.0～1.5mm，鉭或鎢屏，后屏不用4、透照布置：射线源、像质计、钢铸件及胶片的透照位置如图所示。射线源像质计钢铸件胶片图

钢铸件射线透照示意图5、像质计：钢铸件采用“GB5618线型像质计”，线径按灵敏度要求确定，根据工件的检测要求，铸钢件灵敏度控制通常在1.5～2%。灵敏度计算公式为：式中：K–以百分数表示的射线照相灵敏度，%；

d–射线底片上可辨认的最细金属丝直径，mm；

t–铸钢件被透照处的厚度，mm。四、作业指导书和工艺卡：参照焊缝检测相关内容第十专题二个性质不同的公式

在射线检测工程应用中，有二个与距离平方有关系的

公

式，它们似乎相同而实质不同，一旦用错及其危险。一、射线强度与距离平方反比关系1、公

式的含义与导出下面的公式我们非常熟悉，它的含义是：同一个射线源发出的同束射线在不同的照射面上的照射强度与距离的关系：上式源自于连续X射线的总强度表达式，由同一个射线源发出的连续X射线照射到离源距离为F1和F2二个