无损检测射线检测

无损检测射线检测第一页，共四十一页，2022年，8月28日利用各种射线对材料透射性能的差异及各种材料对射线的吸收、衰减程度的不同，使底片感光成黑度不同的图像来观察的适用于所有材料：对零件形状、表面粗糙度无严格要求厚钢板、薄纸片、油画、纸币都可主要应用于铸件、焊件能直观显示影像易于对缺陷定性、定量和定位射线底片能长期保存第二页，共四十一页，2022年，8月28日2.1射线检测的物理基础一.射线的种类在射线检测中应用的射线主要是X射、γ射线和中子射线。X射线和γ射线属于电磁辐射，而中子射线是中子束流。

★射线：波长短的电磁波或能量大的粒子流

★不用带点粒子（阴极射线、β射线、α射线）进行探伤，为什么？第三页，共四十一页，2022年，8月28日射线检测的物理基础图2-1射线的波长分布第四页，共四十一页，2022年，8月28日射线检测的物理基础二.射线的产生1.X射线的产生X射线通常是将高速运动的电子作用到金属靶(一般是重金属)上而产生的。什么是连续X射线和特征X射线？2.γ射线的产生工业上广泛采用人工同位素钴－60、铱－192产生γ射线。由于γ射线的波长比X射线更短，所以具有更大的穿透力。（天然放射性同位素镭－226、铀－235价格高、不适合制成射线源）第五页，共四十一页，2022年，8月28日3.中子射线的产生通过原子核反应产生，任何能使原子核受到强烈激发的的方式都可以用来获得中子常用的中子源有：同位素中子源—利用天然放射性同位素（镭、钋）的α粒子去轰击铍，引起核反应而产生中子，强度较低；加速器中子源－用被加速的带电粒子去轰击适当的靶，可以产生各种能量的中子，强度比普通同位素中子源高出好几个数量级；反应堆中子源－利用重核裂变，在反应堆内形成链式反应，不断产生大量的中子，是目前能量最大的中子源。第六页，共四十一页，2022年，8月28日三.射线的特征1.具有穿透物质的能力物质对X射线、γ射线与中子射线的吸收系数特征？（氢、硼、稀土元素、镉；铁、铅；同一元素不同同位素）2.不带电荷、不受电磁场作用3.具有波动性、粒子性（可以产生折射、反射、干涉和衍射）4.能使某些物质起光化学作用（产生荧光、感光）5.能使气体电离并杀死有生命的细胞第七页，共四十一页，2022年，8月28日射线检测的物理基础四.射线通过物质时的衰减1.X射线、γ射线通过物质时的衰减光电效应：产生自由电子和次级标识X射线）图2－3a)康普顿效应：X光子的一部分能量传给电子并将其打出轨道，X光子本身的能量减少并改变传播方向，成为散射光子图2－3b)汤姆森散射：产生与入射波长相同的散射线的现象

图2－3c)电子对效应：当射线光子能量大于1.02MeV，光子在原子核场的作用下，转化成一对正、负电子，而入射光子则完全消失图2－3d）第八页，共四十一页，2022年，8月28日射线检测的物理基础射线通过厚度为d的物质时发生上述作用，使其能量衰减，公式为：μ－衰减系数或吸收系数，被测物质厚度，I和I0分别为入射线和透射线强度，H为物体表面至射线源的距离修正后为：第九页，共四十一页，2022年，8月28日2.中子射线通过物质时的衰减I、I0－分别为入射线和透射线强度，－中子与被检物质中发生核相互作用的全截面（等于吸收截面与散射截面之和），N－单位体积内核的数目，则吸收系数：第十页，共四十一页，2022年，8月28日2.2Χ射线检测的基本原理和方法一.Χ射线检测的基本原理Χ射线检测是利用Χ射线通过物质衰减程度与被通过部位的材质、厚度和缺陷的性质有关的特性，使胶片感光成黑度不同的图像来实现的。第十一页，共四十一页，2022年，8月28日Χ射线检测的基本原理图2-2X射线检测原理第十二页，共四十一页，2022年，8月28日Χ射线检测的基本原理和方法二.Χ射线检测方法1.照相法Χ射线检测常用的方法之一是照相法，即利用射线感光材料(通常用射线胶片)，放在被透照试件的背面接受透过试件后的Χ射线，如图2-3所示。胶片曝光后经暗室处理，就会显示出物体的结构图像。根据胶片上影像的形状及其黑度的不均匀程度，就可以评定被检测试件中有无缺陷及缺陷的性质、形状、大小和位置。此法的优点是灵敏度高、直观可靠、重复性好，是Χ射线检测法中应用最广泛的一种常规方法。由于生产和科研的需要，还可用放大照相法和闪光照相法以弥补其不足。放大照相可以检测出材料中的微小缺陷。第十三页，共四十一页，2022年，8月28日Χ射线检测的基本原理和方法－照相法图2-3X射线照相原理示意图第十四页，共四十一页，2022年，8月28日2.电离检测法书上图2－63.荧光屏直接观察法书上图2－74.电视观察法第十五页，共四十一页，2022年，8月28日2.3Χ射线照相检测技术一.照相法的灵敏度和透度计1.灵敏度灵敏度是指发现缺陷的能力，也是检测质量的标志。通常用两种方式表示：一是绝对灵敏度，是指在射线胶片上能发现被检测试件中与射线平行方向的最小缺陷尺寸；二是相对灵敏度，是指在射线胶片上能发现被检测试件中与射线平行方向的最小缺陷尺寸占试件厚度的百分数。若以d表示缺陷处试件的厚度，x为与射线平行方向最小缺陷尺寸，则其相对灵敏度为:第十六页，共四十一页，2022年，8月28日Χ射线照相检测技术－透度计2.透度计透度计又称像质指示器。在透视照相中，要评定缺陷的实际尺寸是困难的，因此，要用透度计来做参考比较。同时，还可以用透度计来鉴定照片的质量和作为改进透照工艺的依据。透度计要用与被透照工件材质吸收系数相同或相近的材料制成。常用的透度计主要有：槽式透度计金属丝透度计板孔型透度计第十七页，共四十一页，2022年，8月28日Χ射线照相检测技术－透度计图2-4透度计示意图第十八页，共四十一页，2022年，8月28日Χ射线照相检测技术－增感屏二.增感屏及增感方式的选择由于X射线和γ射线波长短、硬度（见下文）大，对胶片的感光效应差，一般透过胶片的射线，大约1％就能使胶片中的银盐微粒感光。为了增加胶片的感光速度，利用某些增感物质在射线作用下能激发出荧光或产生次级射线，从而加强对胶片的感光作用。在射线透视照相中，所用的增感物质称为增感屏。第十九页，共四十一页，2022年，8月28日Χ射线照相检测技术

1）荧光增感屏荧光增感屏是利用荧光物质被射线激发产生荧光实现增感作用的，其结构如图2-5所示。它是将荧光物质均匀地涂布在质地均匀而光滑的支撑物(硬纸或塑料薄板等)上，再覆盖一层薄薄的透明保护层组合而成的。图2-5荧光增感屏构造示意图第二十页，共四十一页，2022年，8月28日Χ射线照相检测技术

2）金属增感屏金属增感屏在受射线照射时产生β射线和二次标识X射线对胶片起感光作用。其增感较小，一般只有2～7倍。金属屏的增感特性通常是，原子序数增加，增感系数上升，辐射波长愈短，增感作用越显著。图2-6金属增感屏结构示意图第二十一页，共四十一页，2022年，8月28日Χ射线照相检测技术三.曝光参数的选择1）射线的硬度2）射线的曝光量

图2-7曝光距离与射线强度的关系第二十二页，共四十一页，2022年，8月28日Χ射线照相检测技术3）射线照相对比度和黑度4）焦距的选择图2-8透照影像几何不清晰度第二十三页，共四十一页，2022年，8月28日Χ射线照相检测技术5)曝光曲线图3-6材料厚度与曝光量的关系曲线第二十四页，共四十一页，2022年，8月28日Χ射线照相检测技术－透照方式四.典型工件透照方式的选择1.平板型工件2.圆管①外透法②内透法③双壁双影法（大焦距）④双壁单影法（小焦距）3.角形件（二等分线方向、坡口方向）4.管接头焊缝5.圆柱体第二十五页，共四十一页，2022年，8月28日2.4常见缺陷及其影像特征焊件中常见的缺陷1）裂纹

2）未焊透3）气孔4）夹渣5）未熔合6）内凹第二十六页，共四十一页，2022年，8月28日常见缺陷及其影像特征-裂纹第二十七页，共四十一页，2022年，8月28日常见缺陷及其影像特征-咬边第二十八页，共四十一页，2022年，8月28日常见缺陷及其影像特征-内咬边第二十九页，共四十一页，2022年，8月28日常见缺陷及其影像特征-未熔合第三十页，共四十一页，2022年，8月28日常见缺陷及其影像特征-未焊透第三十一页，共四十一页，2022年，8月28日常见缺陷及其影像特征-未熔合第三十二页，共四十一页，2022年，8月28日常见缺陷及其影像特征-气孔第三十三页，共四十一页，2022年，8月28日常见缺陷及其影像特征-密集气孔第三十四页，共四十一页，2022年，8月28日常见缺陷及其影像特征-夹渣第三十五页，共四十一页，2022年，8月28日常见缺陷及其影像特征-夹渣第三十六