不同射线检测方法讲义

射线检测

材料成型及控制工程教研室石端虎2/4/20231定义：射线检测是利用射线可穿透物质和在物质中有衰减的特性来发现缺陷的一种探伤方法。分类X射线－波长0.001~0.1nm

射线－波长0.0003~0.1nm高能射线2/4/20232射线检测特点缺陷种类、大小直观有记录对裂纹不敏感需要防护设备、操作、成象较复杂2/4/20233射线检测射线的获得及基本性质X射线的产生阴极加热电子发射电场加速撞击阳极靶

X射线X射线产生示意图2/4/20234射线检测X射线管X射线管结构示意图1－玻璃外壳；2－阳极；3－阴极2/4/20235射线检测X射线产生的条件足够量的高速运动的电子有一个能经受高速电子撞击而产生X射线的靶真空空间，防止氧化，防止电子受空气的阻挡射线的获得及性质2/4/20236射线检测能量转换1％的能量转换为X射线，99％为热能冷却，短时间使用X射线的强度发射的电子数量（管电流）管电压的平方阳极材料的原子序数射线的获得及性质2/4/20237射线检测X射线的性质不可见不带电可穿透不透明的物质能使底片感光有反射、折射、干涉现象使某些物质产生光电效应生物效应

射线的获得及性质2/4/20238射线检测X射线的分布射线的获得及性质辐射强度管电压不变管电流大管电流小波长辐射强度管电流不变管电压大管电压小波长2/4/20239射线检测射线射线的产生 放射性同位素的原子核衰变 半衰期T=0.693/

（年）－衰变常数 例：Co60，

=0.131/年T=5.3年射线的性质与特点与X射线相似波长比X射线短穿透力：Co60-铜250mm；铝350mm；钢300mm射线的获得及性质2/4/202310射线检测射线射线的获得及性质射线源60Co236Ra137Cs192Ir170Tm射线源能量(MeV)1.251.220.660.350.072相当于射线能量(MV)2~31~20.6~1.50.15~0.80.03~0.15半衰期5.3a1622a33a75d130d适用范围(cm)3~122.5~100.5~53-153~201.5~71~50.1~12/4/202311射线检测射线应用特点不用水电，适应野外作业设备轻巧，方便半衰期短的射线源需频繁更换严格防护灵敏度较低射线的获得及性质2/4/202312射线检测高能X射线定义：能量>100万电子伏特的X射线产生：电子回旋加速器等性质：焦点小特点穿透力大（能量大，吸收）50~60%变成热能，转换效率高散热问题小射线的获得及性质2/4/202313射线检测射线照相用设备

X射线探伤机组成射线检测设备2/4/202314射线检测X射线检测设备射线检测设备2/4/202315射线检测射线检测设备2/4/202316射线检测射线探伤机射线检测设备2/4/202317射线检测胶片纪录载体暗盒防止曝光增感屏增感系数（曝光量的比值）：K=无/有荧光增感屏：产生荧光，增感系数大，金属增感屏：二次电子和金属标识射线；增感系数小，晶粒细小射线检测设备2/4/202318射线检测射线探伤原理及方法原理衰减规律光化作用内部信息获取强度不同的射线场探测并记录这个场信息2/4/202319射线检测衰减定律

Jd=J0e-d

（单色平行射线）

d:物质厚度； ：衰减系数＝K3Z3=+

K：系数，决定于比重

：波长

Z：原子序数

：吸收系数

：散射系数软射线（波长较长）要比硬射线（波长较短）易被材料吸收射线探伤原理及方法2/4/202320射线检测X、（电磁波）射入，穿透物质受其影响，物质产生某些变化射线受物质作用一部分被吸收改变了传播方向射线与物质的相互作用射线探伤原理及方法2/4/202321射线检测与整个原子进行光电效应和瑞利散射与原子中的一个电子康普顿效应，电子对效应与原子核进行核场电子对效应和共振弹性散射射线与物质的相互作用射线探伤原理及方法2/4/202322射线检测电磁波的双重性粒子性—波长短波动性—波长长X、—主要为粒子性射线与物质的相互作用射线探伤原理及方法2/4/202323射线检测射线与物质的相互作用射线探伤原理及方法光电效应康普顿效应电子对效应Z入射光子能量h02/4/202324射线检测射线与物质的相互作用吸收

射线与物质撞击逸出电子标识电子放射二次电子放射三次。。。散射电子放射放出能量热能耗全部能量部分物质越厚，撞击的机会越多，能量损耗大，吸收增加射线探伤原理及方法2/4/202325射线检测散射

现象射线通过物质以后，有部分射线改变了原来的方向，形成散射原因物质的原子中的电子，在射线电磁场的作用下，形成新的电磁波源，向四周辐射X射线射线探伤原理及方法2/4/202326射线检测射线探伤技术及工艺

射线透照灵敏度射线照相的影象质量因素：对比度、清晰度和颗粒度对比度

:射线照相影象两个区域的黑度差黑度:I/I0称为透过率,D=lgI0/I清晰度（半影宽度）几何不清晰度胶片固有不清晰度2/4/202327射线检测几何不清晰度理想边界－垂直实际边界－缓变缓变区的大小U几何不清晰度－射线源的焦点影响射线的焦点阳极靶上发出X射线的范围Ug=dT/(f－T)2/4/202328射线检测2/4/202329射线检测dTF2/4/202330射线检测几何不清晰度影响2/4/202331射线检测射线照相的灵敏度显现缺陷的程度或发现最小缺陷的能力绝对灵敏度－沿射线方向可发现最小缺陷的尺寸相对灵敏度－沿射线方向所能发现的最小缺陷的尺寸与被检处的材料厚度的百分比2/4/202332射线检测象质计

2/4/202333射线检测射线探伤工艺

透照规范包括：透照布置、透照基本参数、透照辅助措施和透照设备与器材管电压材料的吸收系数（穿透厚度）照相灵敏度选择原则焦距几何不清晰度的要求适当的射线强度，均匀的透照范围曝光量透照时间×管电流(mA·min)2/4/202334射线检测曝光曲线实验确定的有关透照规范数据的一组曲线应用说明：根据板厚由曝光曲线确定管电压、曝光量2/4/202335射线检测射线探伤的应用与缺陷识别

射线探伤的应用准备：探伤范围（5％～100％）、位置、标记等选规范：管电压、曝光量、焦距辅助器材的使用增感屏－荧光增感屏补偿块－同种材质，铅粉、钡液铅板－减少散射线的影响缺陷的畸变：射线角度影响2/4/202336射线检测焊缝的射线检测应熟悉焊接工艺，了解可能出现的缺陷类型和部位选择合理的透照方位，以得到最大的缺陷检出率管子透照问题，单壁单投影，双壁单投影，双壁双投影圆周透照的重叠问题2/4/202337射线检测射线探伤的缺陷识别

焊缝缺陷裂纹－在底片上呈直线且略成波纹状，二头尖细，中间稍宽。（纵向、横向裂纹）未焊透－焊缝影响中心呈现一条黑度较大的细长直线。气孔－在底片上多呈现为圆形或椭圆形的黑点，其中心黑度较大，边界黑度较小。（分散气孔、密集气孔、单个气孔等）夹渣－焊缝内部的非金属残留物，在底片上是一些黑度不均匀，形状不规则的点状、条状或块状黑影。夹钨－钨的密度比铁大，呈白点2/4/202338射线检测典型缺陷图片2/4/202339射线检测2/4/202340射线检测2/4/202341射线检测2/4/202342射线检测射线照相底片2/4/202343射线检测射线检测应用12/4/202344射线检测射线检测应用22/4/202345射线检测射线检测应用32/4/202346射线检测射线检测应用42/4/202347射线检测射线检测应用52/4/202348射线检测射线检测应用62/4/202349射线检测实时成像检测方法快速检测动态检测数字图像（A/D转换）计算机管理图像处理2/4/202350射线检测各种实时成像检测系统2/4/202351射线检测典型系统2/4/202352射线检测图像增强器结构2/4/202353射线检测图像增强器2/4/202354射线检测实时成像系统2/4/202355射线检测灵敏度曲线12/4/202356射线检测灵敏度曲线22/4/202357射线检测2/4/202358射线检测环焊缝实时成像检测2/4/202359射线检测实时成像控制系统2/4/202360射线检测实时成像检测应用2/4/202361射线检测2/4/202362射线检测CT检测方法ComputerTomography真正的二维图像可实现三维检测2/4/202363射线检测射线源X射线、射线探测器机械装置（步进、旋转）计算机重建CT检测原