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射线照相底片的评定(常用版)(可以直接使用,可编辑完整版资料,欢迎下载)

射线照相底片的评定(常用版)(可以直接使用,可编辑完整版资料,欢迎下载)射线照相底片的评定§6.1评片工作的基本要求射线检测能发现缺陷的原因:黑度差(即射线照相对比度)△D=0.434G(μ-μ1)△T/(1+n)式中:G胶片梯度或胶片反差系数μ工件的线衰减系数μ1缺陷的线衰减系数T缺陷在射线透照方向上的尺寸n散射比对评片工作的基本要求1.对底片质量的要求2.对设备、环境条件的要求3.对人员条件的要求§底片质量的要求1.灵敏度检查:评价底片灵敏度的指标是象质指数Z,他等于底片上能识别出的最细金属丝的编号。Z↑→金属丝直径d↓→灵敏度↑检查的内容:(1)有否IQI(2)IQI型号、规格、摆放位置是否正确(3)Z是否符合标准规定的要求讲标准不同厚度对象质指数的要求05标准p31~p322.黑度检查(Density)D太小→对比度不足,D过大,由于观片灯亮度有限→人眼识别能力↓,标准就规定了一个黑度范围。JB/T4730-2005规定:A级:1.5≤D≤4.0AB级:2.0≤D≤4.0B级:2.3≤D≤4.0标准规定:(1)如果有更亮的观片灯,对黑度大于4的底片,也允许进行评定。(2)用射线透照小直径管或其他截面厚度变化大的工件时,AB级最低黑度允许降至1.5;B级最低黑度允许降至2.0。(3)采用多胶片方法时,A级允许双片叠加观察。叠加观察时,单片的黑度不低于1.3。黑度的测定:用黑白密度计测定,底片上各点的黑度不同,最大D一般在底片中部焊缝热影响区,最小D一般在底片两端焊缝余高中心位置,即搭接标记或有效区段标记附近。Dmax和Dmin都在标准规定的黑度范围内,该底片才算合格。Dmax:一般在底片中部热影响区的原因:(1)穿透厚度小(2)射线辐射强度大。Dmin:一般在底片两端搭接箭头处的焊缝上。成立的条件:射线束轴线正对中心箭头3.标记检查:常用标记有:工件、焊缝和部位编号;中心、搭接、返修和扩探标记;透照日期、人员代号和IQI放在胶片侧的区别标记等。各种标记距焊缝边缘≥5mm。4.伪缺陷检查:他是指由于透照操作或暗室操作不当,或由于胶片、增感屏质量不好,在底片上留下非缺陷影像。常见的伪缺陷影象包括:划痕、折痕、水迹、静电感光、指纹、霉点、药膜脱落和污染等。伪缺陷容易与真缺陷影象混淆,影响评片的正确性,造成漏检和误判,所以底片上有效评定区内不允许有伪缺陷影像。5.背散射检查:照相时,在暗袋背面贴附一个“B”铅字标记,观片时如发现在黑背景上出现“B”字较淡影象,说明背散射严重,应采取防护措施重新拍照;如不出现“B”字或在较淡背景上出现较黑“B”字,则说明底片未受背散射影响,符合要求。黑“B”字是由于铅字本身引起射线散射产生了附加增感,黑背景上出现淡“B”字是由于有“B”的位置铅字对背散射线的吸收,而其余部位背散射线引起增感使黑度增加。6.搭接情况检查:双壁单影透照纵焊缝的底片其搭接标记以外应有附加长度⊿L才能保证无漏检区。其他透照方式拍得的底片,如搭接标记按05标准第56-57页的要求放置,则底片上只要有搭接标记的影象即可保证无漏检区。§环境设备条件要求环境:观片室应与其他工作岗位隔离,单独布置,室内光线应柔和偏暗,但不必全黑,一般等于或略低于透过底片光的亮度。室内照明应避免直射人眼或在底片上产生反光。观片灯两侧应有适当台面供放置底片及记录。黑度计、直尺等常用仪器和工具应靠近放置,取用方便。观片灯:(1)亮度要求当D≤2.5时,透过底片的光强≥30cd/m2当D>2.5时,透过底片的光强≥10cd/m2当D=4时,透过底片的光强≥105cd/m2当D=4.5时,透过底片的光强≥3×105cd/m2(2)观片灯亮度必须可调,在观察低黑度区域时将光强减小,在观察高黑度区域时将光强调大。(3)光源的颜色:白色、橙色或绿色。偏红或偏紫色不行。(4)照明区:一般≥300×80mm,实际使用时采用一系列遮光板改变照明区面积,使其略小于底片尺寸。(5)照明均匀,照射到底片上的光应是散射的,光的散射系数大于7。(6)观片灯散热良好,无噪声。3.各种工具用品:放大镜:用于观察细节,放大倍数一般为2-5倍,最大不超过10倍。遮光板:观察底片局部区域或细节时,遮挡周围区域的透射光避免多余光线进入评片人眼中。直尺:最好是透明塑料尺。记号笔:用于在底片上作标记。手套:避免评片人手指与底片直接接触,产生污痕。文件:提供数据或用于记录的各种规范、标准和图表。§人员条件要求担任评片工作的人员应符合以下要求:应经过系统的专业培训,并通过法定部门考核确认其具有承担此项工作的能力与资格。应具有一定的评片实际工作经历和经验。除了系统地掌握射线检测理论知识外,还应具有焊接、材料等相关专业知识。应熟悉射线检测标准以及被检测试件的设计制造规范和有关管理法规。应充分了解被件的状况,如材质、焊接和热处理工艺,以及表面形态等。应充分了解所评定的底片的射线照相工艺及工艺执行情况。应具有良好的职业道德,高度的工作责任心。应具有良好的视力。要求校正视力≥1.0§6.2评片基本知识§6.2.1底片评定的操作分为通览底片和影象细节观察两个阶段。通览底片目的:是获得焊接接头质量的总体印象,找出需要分析研究的可疑影象评定区域:焊缝及其热影响区,如余高较大,两者黑度差异较大,则需要调节观片灯亮度,在不同光强下分别观察。影象细节观察目的:为了作出正确的分析判断。方法:(1)调节观片灯亮度,寻找最适合观察的透过光强。(2)用遮光板等物体遮挡住细节部位邻近区域的透过光线,提高表观对比度。(3)使用放大镜进行观察。(4)移动底片,不断改变观察距离和角度。§6.2.2投影、投影面、投射线的定义用一组光线将物体的形状投射到一个面上去,称为“投影”。在该面上得到的图象,也称作“投影”,这个面称为“投影面”。光线称为“投射线”。射线检测中投射线就是由射源发出的射线,投影面就是胶片(可以是平面也可以是曲面),在底片上所得到的被检工件的图象就是投影。中心投影、平行投影、正投影和斜投影的定义投射线从一点出发的称“中心投影”。射线检测中,因焦距比射源尺寸大很多,射源可视为点源,因此,可视为“中心投影”。投射线是相互平行的称为“平行投影”,平行投影中,投射线与投影面垂直的称“正投影”,倾斜的称“斜投影”。被检件(包括缺陷)在投影中的变化。1.放大放大率:M=W1/W0=L1+L2/L1一般情况下L1大大大于L2,因此影象放大并不显著,评片时一般不予考虑。2.畸变发生畸变的原因:投射线与投影面不垂直,投影面为曲面(如拍管线时的胶片)畸变的危害:它改变缺陷的影象特征,给缺陷的识别和评定带来困难。如裂纹影象有时会畸变为一个有一定宽度的、黑度不大的暗带,球形气孔变为椭圆形。重叠射线照相底片上影象重叠的几种情况:a:试件上下表面几何形状影象重叠。b:表面几何形状影象与内部缺陷影象重叠c:两个或更多的缺陷影象重叠。在评片时应注意分析不同影象的层次关系。重叠对评片的影响:a:可能使单个圆形缺陷直径变大,有可能超过1/2板厚。b:可能使条状缺陷变长c:也可能使缺陷点数减少。相对位置改变对评片的影响:判断和识别缺陷重要依据之一,就是影象位置,相对位置的改变有时会给评片带来困难,需要通过观察推测投影角度,作出正确判断。例如:管子的双壁单影透照在S的透照条件下,根部未焊透在焊缝影象的中间在S1的透照条件下,根部未焊透在焊缝影象的边缘给判断带来一定的困难,由此可见透照时的倾斜角度越小越好,只要将上下焊缝分开即可。倾斜角越大,缺陷的畸变越严重。

§6.2.31.焊接的冶金特点焊接的定义:两个分离的物体(同种或异种材料)通过原子或分子之间的结合和扩散造成永久性联接的工艺过程叫作焊接。熔化焊是金属材料焊接的主要方法。2.熔化焊的冶金特点(1)温度高以手工电弧焊为例,电弧温度高达6000℃~8000℃,熔滴温度约1800(2)温度梯度大焊接是局部加热,熔池温度在1700℃(3)熔池小,冷却速度快熔池体积,手工焊约2cm3~10cm3,自动焊约9cm3~30cm3,金属从熔化到凝固只有几秒钟,在这样短的时间里,冶金反应是不平衡的,因此焊缝金属成分不均匀,偏析较大。焊缝的结晶特点焊接熔池从高温冷却到常温,其间经历过两次组织变化过程:第一次是液体金属转变为固体金属的结晶过程,称为一次结晶;第二次是温度降低到相变温度时,发生组织转变,称为二次结晶。一次结晶从熔合线开始,晶体的生长方向指向熔池中心,形成柱状晶体,当柱状晶生长至相互接触时,结晶过程即告结束。焊缝表面形态以及热裂纹、气孔等缺陷的成因,形态、位置均与一次结晶有关。对低碳钢及低合金钢,一次结晶的组织为奥氏体,继续冷却到低于相变温度时,奥氏体分解为铁素体和珠光体,冷却速度影响着铁素体和珠光体的比率和大小,进而影响焊缝的强度、硬度和塑性韧性,当冷却速度很大时,有可能产生淬硬组织马氏体,冷裂纹的形成与淬硬组织有关。4.焊接接头的组成及热影响区组织焊接接头由焊缝和热影响区两部分组成。二次结晶不仅发生在靠近焊缝的基本金属区域,也发生在靠近焊缝的基本金属区域,该区域在焊接过程中受到不同程度加热,在不同温度下停留一段时间后又以不同速度冷却下来,最终获得各不相同的组织和机械性能,称为热影响区。根据组织特征可将热影响区划分为熔合区、过热区、相变重结晶区和不完全重结晶区四个小区,其中熔合区和过热区组织晶粒粗大,塑性很低,是产生裂纹、局部脆性破坏的发源地,是焊接接头的薄弱环节。低碳钢焊接接头热影响区的划分、组织特征和性能见图6-12和表6-1表6-1低碳钢热影响区的组织特征及性能部位加热温度范围℃组织特征及性能图6-12上的位置焊缝>1500铸造组织柱状树枝晶1熔合区及过热区1400~1250晶粒粗大,可能出现魏氏组织,硬化之后,易产生裂纹,塑性不好21250~1100粗晶与细晶交替混合相变重结晶区110~900又称正火区或细晶粒区,晶粒细化机械性能良好3不完全重结晶区900~730粗大铁素体和细小的珠光体、铁素体机械性能不均匀,在急冷的条件下可能出现高碳马氏体4时效脆化区730~300由于热应力及脆化物析出,经时效而产生脆化现象,在显微镜下观察不到组织上的变化5~6母材300~室温没有受到热影响的母材部分7不同焊接方法热影响区平均尺寸见表6-2表6-2不同焊接方法热影响区的平均尺寸焊接方法各区平均尺寸总宽过热相变重结晶不完全重结晶手工电弧焊2.2~3.01.5~2.52.2~3.06.0~8.5埋弧自动焊0.8~1.20.8~1.70.7~1.02.3~4.0电渣焊18~205.0~7.02.0~3.025~30氧乙炔气焊214227真空电子束0000.05~0.75§6.2.4焊接缺陷的危害性由于缺陷的存在,减少了焊缝的承载截面积,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穿透筒壁,发生泄露,影响致密性焊接缺陷分类裂纹:是指材料局部断裂形成的缺陷a:按延伸方向分为纵向、横向、辐射状裂纹等b:按发生部位分为焊缝裂纹、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c:按发生条件和时机分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹等(图6-13)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和奥氏体不锈钢等材料焊缝中。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℃~20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的沉淀硬化相,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间为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称为体积型缺陷,具有二维尺寸(第三维尺寸极小)的缺陷称为面积型缺陷],他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。焊接裂纹的详细分类见表6-3表6-3各种裂纹分类表裂纹分类基本特征敏感的温被焊材料位置裂纹走向度区间结晶裂纹在结晶后期,由于低熔共晶在固相线杂质较多的焊缝上,沿奥氏体形成的液态薄膜削弱了晶粒温度以上稍碳钢、低中合金少量在热晶界间的联结,在拉伸应力作用下高的温度(固钢、奥氏体钢、影响区发生开裂液状态)镍基合金及铝热多边化裂纹已凝固的结晶前沿,在高温固相线以下纯金属及单焊缝上,沿奥氏体和应力的作用下,晶格缺陷发再结晶温度相奥氏体合金少量在热晶界生移动和聚集,形成二次边界影响区裂他在高温处于低塑性状态,在应力作用下产生的裂纹液化裂纹在焊接热循环峰值温度的固相线以含S、P、C热影响沿奥氏体纹作用下,在热影响区和多层焊下稍低温度较多的镍铬高区及多层晶界的层间发生重熔,在应力作用强钢、奥氏体焊的层间下产生的裂纹钢、镍基合金再热裂纹厚板焊接结构消除应力处600~700含有沉淀强热影响沿晶界理过程中,当热影响区的粗晶回火处理化元素的高强钢区的精晶开裂存在不同程度的应力集中时,珠光体钢、镍基区由于应力松弛所产生附加变形合金等大于该部位的蠕变塑性,则发生再热裂纹延迟裂纹在淬硬组织、氢和拘束应力在M5点以中、高碳钢热影响沿晶或穿的共同作用下产生的具有延下低、中合金钢区、少量晶冷迟特征的裂纹钛合金等在焊缝淬硬脆化主要是由淬硬组织,在焊接在M5点附近含碳的NiCr热影响沿晶及穿裂裂纹应力作用下产生的裂纹Mo钢、马氏体区、少量晶不锈钢、工具钢在焊缝纹低塑性在较低温度下,由于被焊材在400℃铸铁、堆焊热影响沿晶及穿脆化裂纹料的收缩应变,超过了材料本以下硬质合金区及焊缝晶身的塑性储备而产生的裂纹层状撕裂主要是由于钢板的内部存在约400℃含有杂质的热影响穿晶或沿分层的夹杂物(沿轧制方向)以下低合金高强钢区附近晶在焊接时产生的垂直于轧制厚板结构方向的应力,致使在热影响区或稍远的地方,产生“台阶”式层状开裂未熔合它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。产生未熔合的原因主要有:焊接速度过快;焊接电流过小;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。未焊透它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.未焊透分为双面焊未焊透和单面焊未焊透两种.产生的原因: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。未焊透是一种比较危险的缺陷,其危害取决于缺陷的形状、深度和长度。夹渣它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,可分为点状夹渣、块状夹渣和条形夹渣,按残留固体物质种类,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,他们主要来自焊条药皮和焊剂熔渣。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。产生非金属夹渣的原因: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。产生金属夹渣的原因:焊接电流过大或钨极直径太小,氩气保护不良引起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。气孔气孔是指熔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、针形气孔;按分布状态,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氢气和一氧化碳,气体来自电弧周围的空气,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了受力截面,深气孔(针孔)有时会破坏焊缝的致密性。形状缺陷形状缺陷是指焊缝金属表面成形不良或其他原因造成的缺陷,包括咬边、烧穿、根部内凹、收缩沟、弧坑、焊瘤、未焊满等。§6.3底片影象分析影象的分类:(1)由缺陷造成的缺陷影象(2)由试件外观形状造成的表面几何影象(3)由于材料、工艺条件或操作不当造成的伪缺陷影象§6.3.11.裂纹裂纹特征:是轮廓分明的黑线或黑丝,线有微小的锯齿,有分叉,粗细和黑度有时有变化,有些裂纹影象呈较粗的黑线与较细的黑丝相互缠绕状;线的端部尖细,端头前方有时有丝状阴影延伸。各种裂纹的影象差异和变化较大,因为裂纹影象不仅与裂纹自身形态有关,而且与射线能量、工件厚度、透照角度、底片质量等许多因素有关。例如,透照时射线束方向与裂纹深度方向平行,得到的裂纹影象是一条黑线,随着透照角度的逐渐增大,黑线将变宽,同时黑度变小,透照角度更大时,可能只出现一条模糊的宽带阴影,完全失去了裂纹影象特征。又如,薄板焊缝的裂纹影象比较清晰,各种细节特征可以显示出来,而当透照厚度增加后,细节特征可能有一部分丧失,甚至完全消失,影象将发生很大变化。所以在影象分析时,要注意各种因素对裂纹影象变化的影响。裂纹可能发生在焊接接头的任何部位,包括焊缝和热影响区。2.未熔合根部未熔合的影象特征:一条细直黑线,线的一侧轮廓整齐且黑度较大,为坡口或钝边痕迹,另一侧轮廓可能较规则也可能不规则。根部未熔合在底片上的位置应是焊缝根部的投影位置,一般在焊缝中间,因坡口形状或投影角度等原因可能偏向一边。坡口未熔合的典型影象是连续或断续的黑线,宽度不一,黑度不均匀,一侧轮廓较齐,黑度较大,另一侧轮廓不规则,黑度较小,在底片上的位置一般在焊缝中心至边缘1/2处,沿焊缝纵向延伸。层间未熔合的典型特征:是黑度不大的块状阴影,形状不规则,如伴有夹渣时,夹渣部位的黑度较大。3.未焊透其典型影象是细直黑线,两侧轮廓都很整齐,为坡口钝边痕迹,宽度恰好为钝边间隙宽度,有时坡口钝边有部分熔化,影象轮廓就变得不很整齐,线宽度和黑度局部发生变化,但只要能判断是处于焊缝根部的线性缺陷,仍判为未焊透。未焊透在底片上处于焊缝根部的投影位置,一般在焊缝中部,因透照偏、焊偏等原因也可能偏向一侧。未焊透呈断续或连续分布,有时贯穿整张底片。4.夹渣非金属夹渣在底片上的影象是黑点、黑条或黑块,形状不规则,黑度变化无规律,轮廓不圆滑,有的带棱角。它可能发生在焊缝中的任何位置,条状夹渣的延伸方向多与焊缝平行。钨夹渣在底片上的影象是一个白点,由于钨对射线的吸收系数很大,因此白点的黑度极小(极亮),据此可将其与飞溅影象相区别,钨夹渣只产生在非熔化极氩弧焊焊缝中。它尺寸一般不大,形状不规则,大多是以单个形式出现,少数情况是以弥散状态出现。5.气孔在底片上的影象是黑色圆点,也有呈黑线(线状气孔)或其他不规则形状的,气孔的轮廓比较圆滑,其黑度中心较大,至边缘稍减小。它可发生在焊缝中任何部位。针孔直径较小,但影象黑度很大,一般发生在焊缝中心。“夹珠”是另一类特殊的气孔,它是由前一道焊接生成的气孔,被后一道焊接熔穿,铁水流进气孔的空间而形成的,在底片上的影象为黑色气孔中间包含一个白色圆珠。§6.3.21.划痕胶片被尖锐物体(指甲、器具尖角、胶片尖角、砂粒等)划过,在底片上留下的黑线。化痕细而光滑,十分清晰。识别方法主要是借助反射光观察,可以看到底片上药膜有压伤痕迹。2.压痕胶片局部受压会引起局部感光,从而在底片上留下压痕。压痕是黑度很大的黑点,其大小与受压面积有关,借助反射光观察,可以看到底片上药膜有压伤痕迹。3.折痕胶片受弯折,会发生减感或增感效应。曝光前受折,折痕为白色影象,曝光后受折,折痕为黑色影象,最常见的折痕呈月牙形。借助反射光观察,可以看到底片上有折伤痕迹。4.水迹由于水质不好或底片干燥处理不当,会在底片上出现水迹,水滴流过的痕迹是一条黑线或黑带,水滴最终停留的痕迹是黑色的点或弧线。水迹可以发生在底片的任何部位,黑度一般不大。水流痕迹直而光滑,可以找到起点和终点;水珠痕迹形状与水滴一致;借助反射光观察有时可以看到底片上水迹处药膜有污物痕迹。5.静电感光切装胶片时,因摩擦产生静电发生放电现象使胶片感光,在底片上留下黑色影象。静电感光影象以树枝状为最常见,也有点状或冠状斑纹影象。其影象比较特殊,易于识别。6.显影斑纹由于曝光过度,显影液温度过高,浓度过大导致快速显影,或因显影时搅动不及时、不均匀造成显影不均匀,从而产生显影斑纹。显影斑纹呈黑色条状或宽带状,在整张底片范围出现,影象对比度不大,轮廓模糊,一般不会与缺陷影象混淆。7.显影液沾染显影操作开始前,胶片上沾染了显影液。沾上显影液的部位提前显影,黑度比其他部位大,影象可能是点、条或成片区域的黑影。8.定影液沾染显影操作开始前,胶片上沾染了定影液。沾上定影液的部位发生定影作用,使得该部位黑度小于其他部位,影象可能是点、条或成片区域的白影。9.增感屏伪缺陷由于增感屏的损坏或污染使局部增感性能改变而在底片上留下的影象。如增感屏上的裂纹或划伤会在底片上造成黑色伪缺陷影象,而增感屏上的污物在底片上造成白色影象。增感屏引起的伪缺陷,在底片上的形状和部位与增感屏上完全一致。当增感屏重复使用时,伪缺陷会重复出现。底片上其他伪缺陷还有:因胶片质量不好或暗室处理不当引起的药膜脱落、网纹、指印、污染等,因胶片保存或使用不当造成的跑光、霉点等。§6.3.31.试件结构影象如母材厚度的变化、焊缝垫板、试件内部结构件投影等因素造成的影象。2.焊接成形影象如焊缝余高、根部形状、焊缝表面波纹、焊道间沟槽等生成的影象。3.焊接形状缺陷影象如上节所述的咬边、烧穿、内凹、收缩沟、弧坑、焊瘤、未填满、搭接不良等因焊接造成的表面缺陷的影象。4.表面损伤影象由非焊接因素造成的表面缺陷的影象,如机械划痕、压痕、表面撕裂、电弧烧伤、打磨沟槽等。为能正确识别表面几何影象,首先评片人员要仔细了解试件结构和焊接接头型式。其次评片人员应熟悉不同焊接方法和焊接位置的焊缝成形特点。此外,评片人员应注意焊缝外观检查的结果,掌握试件的表面质量状况,对可能影响识别的表面几何形状进行打磨,评片时应注意对表面缺陷的核查。底片上焊接形状缺陷的影象和表面损伤的影象主要根据其位置、形状、表面结晶形态以及影象轮廓清晰度等特征加以识别。§6.3.4底片上包含着丰富的信息。评片人员从底片上能获得的不仅仅是缺陷情况,还能了解到一些试件结构、几何尺寸、表面状态以及焊接和照相投影等方面的情况,注意提取上述信息并进行综合分析,有助于作出正确的评定。本节简要叙述了观察底片时应提取的信息要点以及影象分析的一般方法。只有在理论学习的基础上经过大量的实践训练,才能较好掌握影象分析的技能。1.通览底片时的影象分析要点结合已掌握的情况,通过观察底片,一般应进行以下分析并作出判断:焊接方法:区分手工焊、自动焊、氩弧焊等焊接位置:区分平焊、立焊、横焊或仰焊(对管子环焊缝则有水平固定、垂直固定或滚动焊等)。焊缝型式:区分双面焊、单面焊、加垫板单面焊。评定范围:认清焊缝余高边缘、热影响区范围。投影情况及投影位置:判断投影是否偏斜,认清焊缝上缘和下缘以及根部的位置。认清焊接方向,估计结晶方向,查找起弧和收弧位置。了解试件厚度,判断试件厚度变化情况,大致判断清晰度、对比度、灰雾度的大小和成象质量水平,考核底片质量是否满足标准规定的要求。2.缺陷定性时的影象分析要点观察影象时,一般首先注意的影象形状、尺寸、黑度,除此以外,还应做下列观察与分析:影象位置:根据影象在底片上的位置以及影象特征,结合投影关系,推测其在焊缝中的位置:是在根部、坡口还是表面,是在焊缝还是热影响区。影象的延伸方向:影象的延伸方向有一定规律性,例如未熔合、未焊透等沿焊缝纵向,热裂纹、虫状气孔与焊缝结晶方向有关,咬边、弧坑的轮廓与焊缝表面波纹相吻合。影象轮廓清晰度:除了照相工艺条件影响清晰度外,还应注意以下影响轮廓清晰程度的因素并据此进行分析厚板与薄板中影象清晰度的差异、缺陷和某些伪缺陷清晰度差异、内部缺陷和表面缺陷轮廓清晰度的差异等。影象细节特征:注意寻找细节特征,如裂纹的尖端、锯齿、未焊透的直边等。3.影象定性分析法——列举排除法列举排除法是影象定性分析常用的方法,对一定形状的影象,先列出它可能是什么,再根据每一类影象的特点,逐个鉴别,排除与影象特征不符的推测,最终得到正确的结论。如,对底片上的一个黑点,它可能是气孔、点状夹渣、弧坑、压痕、水迹、显影液沾染、霉点,可逐个进行鉴别。气孔、点状夹渣、压痕、水迹,显影液沾染的影象特征和识别方法在本章内已有叙述。弧坑的特征是发生在焊道中央,在收弧部位,焊接位置应处于平焊,如果是霉点,则应大量发生,在底片上广泛分布,不会是孤立的一个黑点。对底片上的一条黑线,可以列出它可能是裂纹、未熔合、未焊透、线状气孔、咬边、错口、划痕、水迹、增感屏伪缺陷等。裂纹、未熔合、未焊透、划痕、水迹、增感屏伪缺陷影象的特征和识别方法本章内已有叙述,线状气孔为细长黑线,黑度均匀,轮廓圆滑,发生在手工单面焊的焊缝根部;咬边发生在焊缝边缘,与焊缝波纹的起伏走向一致;错口发生在焊缝中心线上,如果细看的话可以发现它不是一道黑线而是一道不同黑度区域的明暗分界线。4.影象分析示例:小径管环焊缝底片评判要点(1)小径管环焊缝双壁双影照相特点透照厚度变化大,因此,底片上不同部位的黑度和灵敏度差异较大。如对Φ51×3.5mm的管子照相,最大透照厚度为最小透照厚度的3.7倍。为错开上下焊缝,透照时射线束有一倾角,对Φ51×3.5mm的管子,这一倾角约为12~18°,会引起影象畸变,对纵向裂纹检出亦有影响。上下焊缝几何不清晰度存在较大差异,对Φ51×3.5mm的管子,上焊缝几何不清晰度约为下焊缝的10倍。边蚀效应较严重,散射比较大,因此成象质量不高(2)通览底片时的影象分析要点a辨认焊接方法:小径管焊口多采用手工焊,由根部成形情况判断是否用氩弧焊打底。b辨认焊接位置:根据焊接波纹判断水平固定,垂直固定或滚动焊;如果是水平固定,找出起弧的仰焊位置和收弧的平焊位置。C确定有效评定范围:根据黑度和灵敏度情况判断检出范围是否达到90%。d辨明投影位置:焊缝根部投影位于椭圆影象的内侧;根据影象放大或畸变情况以及清晰程度有时可分辨出上焊缝和下焊缝。(3)缺陷定性时的影象分析要点A常见缺陷:裂纹、根部未熔合、未焊透、夹渣、气孔、焊穿、内凹、内咬边。B常见的形状缺陷:焊瘤、弧坑、咬边。C影象位置的一般规律:根部裂纹、根部未熔合、未焊透、线状气孔、内凹、内咬边、烧穿都发生在焊缝根部,底片上的位置处于椭圆内侧;内凹一般在仰焊位置;根部焊瘤、弧坑在平焊位置。D观察影象的主要特征和细节特征,注意未焊透与内凹的区别,烧穿、弧坑与气孔的区别,线状气孔与裂纹的区别。§6.4焊接接头的质量等级评定底片上的缺陷被确认后,下一步就是对照有关标准,评出焊接接头的质量等级。射线照相标准有许多种,例如国家标准、行业标准以及国外标准等。在我国,锅炉、压力容器、压力管道属于承压类特种设备,所执行的无损检测标准由国家有关特种设备安全监察法规和产品设计制造规范指定。法规和规范同时还对探伤方法的选用、探伤部位、比例以及验收质量等级等方面作出规定。不同的射线照相标准关于质量分级的具体规定各不相同,但确定质量等级的原则和依据大体是一致的。缺陷的危害性、焊接接头的强度水平、制造要求的工艺水平是质量分级考虑的主要因素,缺陷性质、尺寸大小、数量、密集程度是划分质量等级的主要依据。评片人员应熟悉标准中的有关内容,正确运用并严格执行规定。§6.4.11.级别划分标准将焊缝质量划分为四个等级,I级质量最好,Ⅳ级质量最差。2.缺陷性质与质量等级标准在承压设备焊接接头评定中提到了五种焊接缺陷:裂纹、未熔合、未焊透、条形缺陷和圆形缺陷。对于小径管环焊缝评定增加了根部内凹和根部咬边。至于其他焊接形状缺陷未提及,这是因为射线检测应在焊缝外观检验合格后进行,形状缺陷应由外观目视检查发现,不属于无损检测范畴,因此不作评级规定。但对于目视检查无法进行的场合或部位,包括小径管、小直径容器、钢瓶、锅炉联箱以及其他带垫板焊缝的根部缺陷,如内凹、烧穿、内咬边等应由射线照相检出并作评级规定。标准有关缺陷性质的评级规定如下:裂纹、未熔合、双面焊和加垫板单面焊的未焊透属不允许存在的缺陷,只要发生就评为Ⅳ级。不加垫板单面焊允许未焊透存在(这取决于焊缝系数),但最高只能评Ⅲ级,其允许长度按条状夹渣Ⅲ级的有关规定。对夹渣和气孔按长宽比重新分类:长宽比大于3的定义为条状夹渣,长宽比小于或等于3的定义为圆形缺陷,对两者分别制定控制指标,其中Ⅰ级焊缝不允许条状夹渣存在。3.缺陷数量与质量等级缺陷数量包括单个尺寸、总量和密集程度三个方面。定量的依据(包括缺陷长度和宽度尺寸以及间距)是底片上量得的尺寸,不考虑投影放大或畸变造成的影响。黑度不作为缺陷定级依据,特殊情况下需要考虑缺陷高度和黑度对焊缝质量影响时应另作规定。标准允许圆形缺陷存在,根据母材厚度对缺陷数量加以限制。规定单个缺陷尺寸不得超过母材厚度的1/2;对缺陷总量采用点数换算,对缺陷密集程度采用评定区控制。各质量等级允许的缺陷点数都有明确规定。标准对于条状夹渣,也是根据母材厚度来限制的,以单个条渣长度、条渣总长和间距三项指标分别对单个缺陷尺寸、总量、密集程度作出限制。此外,如果在圆形缺陷评定区内同时存在圆形缺陷和条状夹渣或单面焊的未焊透,则需要进行综合评级,这也属对缺陷密集程度限制的规定。4.JB/T4730-2005有关底片评定的规定分为:(1)承压设备熔化焊对接焊接接头射线质量分级:a钢、镍、铜b铝c钛及钛合金(2)承压设备管子及压力管道熔化焊环向对接接头射线质量分级:a钢、镍、铜b铝及铝合金c钛及钛合金钢、镍、铜制承压设备熔化焊对接焊接接头射线质量分级(1)焊缝质量分级:分为四级。Ⅰ级焊缝内允许的缺陷最少,质量最高。Ⅱ、Ⅲ级焊缝内允许缺陷增多,质量依次降低,缺陷数量超过Ⅲ级者都作为Ⅳ级。(2)质量分级的一般规定见标准第33页(3)圆形缺陷的评级:a:用评定区进行评定,评定区应选在缺陷最严重的部位,评定区大小见标准第34页表8,评定区框线的长边要与焊缝平行,框线内必须完整包含最严重区域内的主要缺陷,与框线外切的不计点数,相割的计入点数。b将圆形缺陷的尺寸换算成点数,换算表见标准第34页表9,但当圆形缺陷的长径大于1/2T时,则不用换算成点数,直接评为Ⅳ级,当母材板厚不一样时,以薄板的T为准。C不计点数的圆形缺陷尺寸见标准第34页表11,虽然在计算缺陷点数时,不用计入,但Ⅰ级焊缝和T≤5mm的Ⅱ级焊缝,不计点数的缺陷在圆形评定区内不得多于10个,超过时其质量等级应降低一级。如:板厚为T=10mm的焊缝,按其缺陷点数可评为Ⅰ级,但不计点数的圆形缺陷在评定区内有11个,则该片不能评为Ⅰ级,而应评为Ⅱ级。又如:板厚为T=4mm的焊缝,按其缺陷点数符合Ⅰ级片要求,但不计点数的圆形缺陷在评定区内有13个,则该片不能评为Ⅰ级,也不能评为Ⅱ级,而应评为Ⅲ级。d圆形缺陷的分级见标准第34页表10。条形缺陷的评级A条形缺陷的分级见标准第35页表12,当两侧母材厚度不一样时,表中的T为薄板的厚度。B需要评定总长的某一组条形缺陷均应处在与焊缝方向平行的一直线上,直线两侧一定宽度范围内的条形缺陷,也应认为在此直线上。每侧宽度范围:当T≤25时,为2mm当25<T≤100mm当T>100mm时,为4mmC当两个或两个以上条形缺陷处于同一直线上,且相邻缺陷的间距≤较短缺陷长度时,应作为一个缺陷处理,且间距也应计入缺陷的长度中。综合评级在圆形缺陷评定区内,同时存在圆形缺陷和条形缺陷时应各自评级,将级别之和减一作为最终级别。钢、镍、铜承压设备管子及压力管道熔化焊环向对接焊接接头射线质量分级(1)焊缝质量分级与前相同(2)质量分级的一般规定见标准第38页,(3)圆形缺陷的评级与前相同,但对小径管(外直径≤100mm)缺陷评定区取10mm×10mm(4)条形缺陷的评级与前相同(5)不加垫板单面焊的未焊透的评级见标准第38页(6)根部内凹和根部咬边的评级见标准第38页(7)综合评级见标准第40页圆形缺陷的评级要点根据板厚(或管径大小)选择评定区的大小(10mm×10mm,10mm×20mm,10mm×30mm),评定区应寻找缺陷最严重的部位。最大单个缺陷的长径是否大于1/2T(特别是对于母材厚度较薄的焊缝更应注意)如大于1/2T,则直接评为Ⅳ级,如小于1/2T,则按下步进行。当两侧母材厚度不一样时,取薄板的厚度。将评定区内的各个缺陷换算成点数,然后,算出评定区内的缺陷总点数,据此评级。如评定区内有不计点数的缺陷,则需考虑不计点数的缺陷个数,如缺陷个数未超过标准规定,则评定的级别以(3)的为准。否则,应对(3)所评定的级别进行修正。条形缺陷的评级要点如底片上只存在单个条形缺陷,则按标准第35页表12进行评定,需要注意的是当两侧母材厚度不一样时,取薄板的厚度。如底片上有两个或两个以上的条形缺陷,则需按以下步骤进行:A首先应观察这些条形缺陷中,最长的符合哪一级的规定。B计算条形缺陷总长,看看条形缺陷总长符合哪一级的规定,只有当断续条形缺陷中最长的条形缺陷和条形缺陷总长均符合某一级的规定时,才可评为该级。例如:当断续条形缺陷中,最长的条形缺陷符合Ⅱ级的规定,而条形缺陷总长也符合Ⅱ级的规定时,才可评为Ⅱ级。又如:当断续条形缺陷中,最长的条形缺陷符合Ⅱ级的规定,而条形缺陷总长不符合Ⅱ级的规定,而符合Ⅲ级的规定时,则评为Ⅲ级。依此类推。例1板厚T=15mm,底片上发现如图所示的断续条形缺陷,问评几级?Ⅱ级:单个条形缺陷的允许长度:1/3T=5mm实际最长的条形缺陷为5mm,符合Ⅱ级要求。Ⅱ级允许的条形缺陷总长为15计算条形缺陷总长:L=5mm、6L=30mm,则实际条形缺陷总长为4×5=20mm,20>15,不符合Ⅱ级要求,则不能评为Ⅱ级。Ⅲ级:允许的条形缺陷总长为15计算条形缺陷总长:L=5mm、3L=15mm,则实际条形缺陷总长为5mm5<15,符合Ⅲ级要求则该片只能评为Ⅲ级。§6.4.2评片人员应对射线照相检验结果及有关事项进行详细记录并出具报告,其主要内容包括:产品情况:工程名称、试件名称、规格尺寸、材质、设计制造规范、检测比例、部位、执行标准、验收、合格级别。透照工艺条件:射线种类、胶片型号、增感方式、透照布置、有效透照长度、曝光参数(管电压、管电流、焦距、时间)、显影条件(温度、时间)。底片评定结果:底片编号、象质情况(黑度、象质计丝号、标记、伪缺陷)、缺陷情况(缺陷性质、尺寸、数量、位置)、焊缝级别、返修情况、最终结论。评片人签字、日期。照相位置布片图。附各种焊接方法和种类的识别方法平焊的影象:底片中间是焊缝余高所形成的一条黑度较小的带状区域,上面布满疏密不等的月牙形焊波波纹,一般情况下,由于焊波起伏变化不大,所以在底片上出现黑度变化较小的鱼鳞纹,如果内外表面均有余高,就会在底片上形成两条重叠的浅色的带状区域,单面焊双面成形的焊缝,因其下表面有一条2~4mm宽的余高,它的影象重叠显示在焊缝外部余高影象的中间,使底片上出现一条较规则的位置固定的黑度变浅的带状区域。横焊的影象:是由黑白相间的横向条带组成的,在条带中有斜形的焊波波纹,白带为焊波的波峰,黑带为焊缝的波谷。立焊的影象:焊波起伏较大,焊波之间的距离较平焊小,在底片上出现黑度差较大的影象。仰焊的影象:焊缝外表不如平焊美观整齐,表面凹凸不平,其特征是底片上焊缝黑白不均,一块黑,一块白,其黑的部分为焊缝根部下凹或焊缝外表较低引起的,而白色部分为金属下坠而形成的焊瘤或焊缝余高较高所致。埋弧自动焊:一般来说焊缝黑度均匀,无明显的焊波波纹。氩弧焊:半自动氩弧焊:其焊缝波纹比手工焊细腻,波纹的高低和宽度变化不大,波纹与手工焊相似,呈月牙形。手工氩弧焊:波纹有宽窄不均、高低不平的变化,焊缝波纹比手工焊细腻。电渣焊:多用于38mm以上的板材结构的焊接,在底片上呈现一条宽大的浅色带状区域,焊缝边缘较直,有时会出现与焊缝方向垂直的焊波波纹,有时则没有明显的焊波波纹。第七章辐射防护§7.1辐射量的定义、单位与标准辐射效应的研究和应用,离不开对电离辐射的计量,需要规定各种辐射量的定义和单位,用以表征辐射的特征,描述辐射场的性质,度量电离辐射与物质相互作用时的能量传递及受照物体内部的变化程度和规律。从放射防护角度出发,可能描述X射线和γ射线的辐射量分为电离辐射常用辐射量和辐射防护常用辐射量两类。前者包括照射量、比释动能、吸收剂量等;后者包括当量剂量、有效剂量等。描述辐射量时经常使用“剂量”这一术语,所谓“剂量”是指对某一对象所接受或“吸收”的辐射的一种量度。根据上下文,它可以指吸收剂量、剂量当量、器官剂量、当量剂量、有效剂量等。剂量的单位采用国际单位制(SI)单位。为了照顾当前新旧单位过渡的需要,在给出辐射剂量的SI单位的同时,还将指出过去沿用的专用单位。§7.1.11.照射量的定义和单位定义:是指X或γ射线的光子在单位质量的空气中释放出来的所有次级电子(负电子和正电子),当他们被空气完全阻止时,在空气中形成的任何一种符号的(带正电或负电的)离子的总电荷的绝对值。P=dQ/dm式中:dQ:当光子产生的全部电子被阻止于空气中时,在空气中所形成的任一种符号的离子总电荷量的绝对值。dm:体积球的空气质量。单位:照射量的SI单位(国际)为库仑/千克,即c/kg专用单位为伦琴,R;常用的还有:mR、uR换算关系:1R=2.58/104c/kg即1c/kg1R=103mR=106uR注意:照射量不能用于所有的射线,只适用于X或γ射线对空气的效应。2.照射量率的定义和单位定义:单位时间的照射量。P=dP/dt单位:国际单位(SI):库仑/千克.秒即c/kg.s专用单位:R/s、R/min、mR/h等为了衡量物质吸收辐射能量的多少,用以研究能量吸收与辐射效应的关系,引进了“吸收剂量”这个物理量。3.吸收剂量的定义和单位定义:任何电离辐射,授予质量为dm的物质的平均能量dε除以dm所得的商。即D=dε/dm。也就是说吸收剂量是电离辐射传给每单位质量的被照射物质的能量。即每单位质量的被照射物质所吸收的辐射能量。式中的dε为平均授予能,它为进入某一体积的全部带电电离粒子和不带电电离粒子能量的总和与离开该体积的全部带电电离粒子和不带电电离粒子的能量总和之差,再减去该体积内发生任何核反应或基本粒子反应所增加的静止质量的等效能量。单位:SI制焦耳/千克即J/kg也就是戈瑞(GY)1GY=1J/kg1GY=103mGY=106uGY专用单位:拉德(rad)rad=1/102GY适用范围:任何类型和任何能量的电离辐射,也适用于任何被照物质。4.吸收剂量率的定义和单位定义:某一时间间隔dt内吸收剂量的增量dD除以该时间间隔dt所得的商。即D=dD/dt也就是单位时间内单位质量的被照射物质所吸收的辐射能量。单位:SI制J/kg.SGY/S5.吸收剂量与照射量的关系(1)将空气中某点的照射量换算成该点空气的吸收剂量D空=8.69/103P空(戈瑞)D空=8.69/10P空(rad)式中:D空:空气的吸收剂量单位GY或radP空:空气的照射量单位伦琴(2)将空气中某点的照射量换算成该点被照物质的吸收剂量D物质=f.P该公式祥见教材180页f:换算因子或称转换系数:单位GY/RD物质:受照射物的吸收剂量GYP:空气的照射量R6.剂量当量的定义和单位定义:它是吸收剂量(D)与品质因素(Q)及其它修正因素(N)的乘积。即H=SI单位:希沃特(Sv)1Sv=1J/kg1Sv=103mSv=106专用单位:雷姆(rem)rem=1/102J/kg=1/102Sv1Sv=100rem7.剂量当量率的定义和单位定义:单位时间内的剂量当量的增量H=dH/dtSI单位:焦耳/千克.秒专门名称:Sv/S、Sv/h、mSv/h专用单位:rem/S、rem/h、mrem/h8.有效剂量当量HE公式见教材184公式7.10§7.2剂量测定方法和仪器§7.2.11.目的:是保护工作人员和居民免受辐射的有害影响。2.辐射监测的内容:(1)工作场所辐射监测a透照室内辐射场测定b周围环境剂量场分布测定c控制区和监督区剂量场分布测定.现行标准:空气比释动能率低于40uGY/h作为控制区边界.监督管理区:X射线4uGY/h;γ射线2.5uGY/h控制区:指在辐射工作场所划分的一种区域,在该区域内要求采取专门的防护手段和安全措施,以便在正常工作条件下能有效控制照射剂量和防止潜在照射。监督(管理)区:指辐射工作场所控制区以外,通常不需要采取专门防护手段和安全措施但要不断检查其职业照射条件的区域。(2)个人剂量监测:目的:测量被照射的个人所接受的剂量。3.剂量测定仪器(1)剂量仪的测定原理a利用射线通过气体时的电离效应b利用射线通过某些固体时的电离和激发c利用射线对某种物质的核反应或弹性碰撞所产生的易于探测的次级粒子d利用射线的能量在物质中所产生的热效应e利用射线(α、β等)所带的电荷f利用射线和物质作用而产生的化学变化(2)剂量仪的结构a探测器:选用某种物质按一定方式对辐射产生响应b测量装置:用电子学线路测量响应的程度4.剂量仪器的选择及其校准(1)仪器选择应考虑的因素a监测射线的种类b仪器的能量响应和可测能量范围c仪器的量程.闪烁计数监测仪最灵敏,能测量uR级天然本底水平,计数管监测仪,低档达mR级,电离室仪最灵敏档为mR/h,高档达数十R/hd仪器使用条件和现场测量要求.如个人剂量监测应用累积剂量可佩带仪器(2)仪器的校准方法a标定法:是一种利用性质已充分了解的辐射场、标准源标定b替代法:当对辐射场不十分了解时,则采用替代法,可用标准仪器比对基准、次级标准、工作标准的误差传递。5.场所辐射监测仪器分类:a携带式:体积小、重量轻,具有合适的量程,便于个人携带使用。b固定式:一般由安装在操作室的主机和通过电缆安装在监测处的探头两部分组成。6.个人剂量监测仪器常用的个人剂量监测仪器有电离式剂量笔、胶片剂量计以及属于固体剂量仪的玻璃剂量仪和热释剂量仪,使用较多的是固体剂量仪。§7.3辐射损伤的机理和防护标准一辐射损伤的定义:它是一定量的辐射作用于肌体后,受照肌体所引起的病理反应。二影响辐射损伤的因素辐射性质:包括辐射的种类和能量剂量:吸收剂量↑→生物效应↑剂量率:人体对射线的生物损伤有一定的恢复作用,在受照总剂量相同时,小剂量的分散照射比一次大剂量率的急性照射所造成的生物损伤要小得多。所以在进行剂量控制时,应在尽可能低的剂量水平下分散进行。照射方式:有外照射和内照射两种,对射线检测而言,是外照射。照射部位:受照部位不同,生物损伤也不同。辐射敏感性的高低依次排列为:腹部、盆腔、头部、胸部、四肢。要特别注意腹部的防护。照射面积:相同剂量照射下,受照面积↑,产生的效应↑。因此,应尽量避免大剂量的全身照射。三我国现行的放射防护标准放射防护标准:GB4792-84制定颁布标准的宗旨:保障放射工作人员、公众及其后代的健康与安全。提高放射防护措施的效益,促进我国放射工作的发展。3.两种效应:(1)随机性效应:在放射防护中,发生机率(而非严重程度)与剂量的大小有关的效应,不存在剂量的阀值。(2)非随机性效应:严重程度随剂量而变化的生物效应,可能存在阀值。4.标准的内容(1)年剂量当量的定义: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,不包括天然本底照射和医疗照射。(2)放射工作人员的人体器官或组织所受的年剂量当量不得超过的限值:a眼晶体:150mSvb其它单个器官或组织:500mSv(3)放射工作人员人体全身所受的年剂量当量不得超过的限值a均匀照射:50mSvb不均匀照射:≤50mSv(4)公众个人的年剂量当量限值a全身:≤5mSvb任何单个组织或器官:≤50mSv§7.4辐射防护的基本原理和防护计算一辐射防护的基本原理1.时间:剂量=剂量率×时间受照时间↑→所接受的剂量↑2.距离:辐射源一定时,照射剂量或剂量率与离源的距离平方成反比.距离↑→照射剂量↓.3.屏蔽:射线通过物质时被吸收。屏蔽物(可以是固定的、可以是移动的)原子序数或密度↑→防护效果↑。二照射量的计算照射量和毫克镭当量的关系式:X=M×8.4t/R2X:照射量(R)M:以毫克镭当量为当量的射源强度R:到点源的距离(cm)t:受照时间(h)推导过程:1毫克镭当量的γ源在空气中距源1cm处的照射率为8.4R/h那么M毫克镭当量距源1cm处的照射率为8.4×M,在t时间内,照射量为M×8.4t,距源的距离为R处的照射量X,根据照射量与离源的距离平方成反比,则有:M×8.4t×12=X.R2→X=M×8.4t/R2照射率:P=X/t则有:P=M×8.4/R2(R/h)照射量和毫居里的关系式X2式中:X-照射量(R)A-放射性活度(毫居里、mci)Kr-γ常数(照射量率常数)。(R2/h.mci)R-到点源的距离(cm)t-受照时间(h)其推导过程与上式相同,所不同的是将距离1cm的单位cm划入到Kr常数中,使得Kr的单位为R2/h.mci。照射率和毫居里的关系式:P=A.Kr/R2(R/h)以上公式的适用条件:放射源必须是点源(也就是说测量点到源的距离应至少比源的尺寸大5~10倍)。三照射量和防护计算的例题见讲义四事故的处理程序放射事故:引起异常的或未预料到的辐射危害的任何情况,都叫放射事故。放射性事故的预防措施加强对工作人员的安全教育严格遵守操作规程采用新技术、新方法时,在正式操作前必须熟悉操作内容对难度大的操作,要事先用非放射性物质作模拟试验。工作人员在操作前,应做好充分的准备工作。事故处理程序事故发生后,当事人应立即通知同工作场所的工作人员离开,并报告防护负责人和单位领导。由单位领导召集专业人员,根据具体情况迅速制定事故处理方案。事故处理必须在单位负责人的领导下,在有经验的工作人员和卫生防护人员的参加下进行,未取得防护监测人员的允许不得进入事故区。防护监测人员需迅速确定现场的辐射强度及影响范围,划出禁区,防止外照射的危害。根据现场辐射强度,决定工作人员在现场工作的时间。防护监测人员协助和指导现场执行任务的工作人员佩带防护用具及个人剂量仪。对严重剂量事故,防护监测人员应尽可能记下现场辐射强度和有关情况。第八章其他射线检测方法和技术其他射线检测方法有:高能射线照相、中子射线照相、射线实时成象、计算机X射线照相和线阵列扫描直接成象等。§8.1高能射线照相定义:能量在1Mev以上的X射线被称为高能射线。工业高能射线照相:(1)电子回旋加速器(2)直线加速器高能射线照相的特点:(1)穿透力强,透照厚度大(可达400mm)焦点小、焦距大、照相清晰度高。电子回旋加速器0.3~0.5mm,直线加速器Φ1~Φ3mm散射线少,照相灵敏度高射线强度大、曝光时间短、可连续运行、工作效率高。照相厚度宽容度大。高能射线照相的几个技术数据:固有不清晰度:射线能量高→固有不清晰度大灵敏度:达到或低于1%增感屏:前屏厚度在0.25mm左右,可用也可不使用后屏。高能射线的辐射防护:主要采用屏蔽防护室内安装鼓风机换气对空气电离产生臭氧和氮氧化合物对人体有害直线加速器:需进行微波辐射防护需预防高电压、氟里昂气体等对人体的危害。§8.2射线实时成象检验技术定义:是指在透照的同时就可以观察到所产生的图象的检测技术。射线实时成象检验系统的进展早期:X荧光检验系统→50年代引入电视系统→70年代以后引入图象增强器、小焦点、数字图象处理技术。3.图象特性(1)图象的构成要素:a像素:它是构成数字图象的基本单元。像素↑→图象的分辨率↑b灰度:像素的亮度图象的质量指标:a图象分辨率b图象不清晰度c对比灵敏度4.射线实时成象检验技术的工艺要点(1)存在一个最佳放大倍数(2)扫描速度和定位精度:射源强度高,扫描速度可高些。要求定位误差不超过10mm。(3)图象处理:图象处理技术包括对比度增强、图象平滑等。(4)系统性能校验:分为静态和动态校验两种。5.图象增强器射线实时成象系统的优点和局限性(1)检测速度快、工作效率高(2)不使用胶片,不需要处理胶片的化学药品,运行成本低,且不造成环境污染。(3)检测结果可转化为数字化图象,可用光盘等存储器存放、存储、调用、传送比底片方便。(4)图象质量,尤其是空间分辨率和清晰度低于胶片射线照相。(5)图象增强器体积较大,检测系统应用的灵活性和适用性不如普通射线照相装置。(6)设备一次投资大。(7)显示器视域有局限,图象的边沿容易出现扭曲失真。§8.3计算机射线照相技术(CR)定义:是指将X射线透过工件后的信息记录在成像板上,经扫描装置读取,再由计算机生出数字化图象的技术,整个系统由成像板、激光扫描仪、读出器、数字图象处理和储存系统组成。CR技术的优点和局限性宽容度大、曝光条件易选择可减小照相曝光量CR技术产生的数字图象存储、传输、提取和观察方便成像板与胶片一样,能够分割和弯曲,可重复使用几千次。空间分辨率可达5线对/mm,稍低于胶片。虽比胶片照相速度快一些,但不能直接获得图象,必须将CR屏放入读取器中才能得到图象。CR成像板与胶片一样,对使用条件有一定要求,不能在潮湿的环境中和极端的温度条件下使用。§8.4直接数字成象技术定义:是指接收射线的探测器即为集成的数字电路元件,在射线的照射下直接转化成为数字信号,然后通过计算机组成数字图象。直接数字成象技术包括:(1)线阵扫描成象技术(2)非晶硅数字平板成象技术(3)非晶硒数字平板成象技术(4)CMOS数字平板成象技术3.直接数字成象技术的特点:(1)检测过程易实现自动化(2)工作效率高(3)成象质量好(4)数字图象的处理、存储、传输、提取、观察应用十分方便(5)价格昂贵§8.5X射线层析照相工业CT技术的主要应用缺陷检测:主要用于检验小型、复杂、精密的铸件和锻件以及大型固体火箭发动机。尺寸测量:如精密铸造的飞机发动机叶片的尺寸测量结构和密度分布检查:检验与评价复合材料和复合结构,评价某些复合件的制造过程。§8.6中子射线照相中子射线照相的原理:中子射线照相与X和γ射线照相原理十分相近,中子源发出的中子束射向被检物体,由于物体的吸收和散射,中子能量被衰减,衰减的程度取决于物体的成分,穿透物体的中子束被影象记录仪所接收而形成物体的射线照片。中子照相设备的构成中子源:产生中子慢化剂:使中子慢化准直器记录设备转换屏:在中子的照射下转换屏发射α、β或γ射线使胶片感光。应用核工业装置爆炸装置和火箭燃料装置气轮机叶片电子器件航空结构件第九章射线检测质量管理§9.1质量保证体系的建立和运作§9.1.1ISO9000对一些关键术语的定义质量管理:制定和实施质量方针的全部管理职能。质量体系:为实施质量管理的组织结构、职责、程序过程和资源。质量控制:为达到质量要求所采取的作业技术和活动质量保证:对某一产品或服务能满足规定质量要求,提供适当信任所必需的全部有计划、有系统的活动。具体到射线检测而言,就是指射线检测部门的检测结果的正确性、可靠性,对用户或下道工序单位的一种担保和提供的信任。是指无损检测的人员,从射线检测工作一开始的任务委托到检测完成的全过程的质量管理活动。质量的定义:反映实体满足明确和隐含需要的能力的特性总和。分为狭义和广义两种,狭义的质量就是产品质量。对射线检测而言,可以认为是指射线检测结果的正确性和可靠性。广义的质量除产品质量外,还包括工作质量。对射线检测而言,可以认为是指无损检测人员在实施射线检测工作过程中,各个方面,各个环节工作的好坏。它取决于工作人员的责任心与技术水平等综合条件,这些条件将直接或间接的影响到射线检测的结果。体系、质量体系和质量保证体系的定义:体系,也称系统,是由两个以上有机联系,相互作用的要素组成,具有特定结构和功能的有机整体。质量体系是为实施质量管理所需的组织结构、程序、过程和资源。质量保证体系是:企业以保证和提高产品质量为目标,运用体系的概念和方法,形成一个既有明确的任务、职责和权限,又能互相协调,互相促进的有机整体。其作用在于能够从组织上,制度上保证企业长期稳定地生产用户满意的产品。§9.1.2特种设备射线检测质量管理和质量体系的主要内容:射线检测人员的管理人员资格:凡从事特种设备的无损检测人员必须按照国家质检总局国质检锅[2003]248号文颁发的“特种设备无损检测人员考核与监督管理规则”规定的资格考核,取得国家质检总局颁发的相应的资格证书,方可从事相应方法和等级的无损检测工作,射线检测资格分为Ⅰ级(初级)、Ⅱ(中级)、Ⅲ(高级)三个等级。培训考核:培训可以是长期的或短期的,集中的或分散的,一般应有培训记录。单位的主管部门应当制订培训计划。建立无损检测人员的技术档案,内容至少要包括:检测质量方面的奖惩情况,检测人员的工作记录,包括中断无损检测工作的起止时间,接受技术培训的情况等。健康档案和射线剂量记录:射线检测设备及器材的管理射线探伤机的管理(包括γ机和电子直线加速器等设备,还包括自动洗片机等设备的管理)射线胶片和底片的管理暗室及其材料的管理(包括显、定影等化学材料的管理)增感屏、象质计、黑度计、密度片、观片灯等器材的管理射线检测工艺的管理检测工艺应符合有关规范、规程和标准,并随这些标准的变化,按年号修订以及按新标准制定相应的工艺规程。检测工艺是质量管理和质量保证手册中一种强制性的要求。对于具体的产品或重要的特殊结构的射线检测,还应建立工艺卡,作为射线检测人员具体操作的指导性工艺文件。建立无损检测质量管理制度内容:射线检测的工作程序,即从射线检测的委托、编号、检测操作、标记、报告等作出规定。还应制定射线检测设备、射线检测人员、工艺规程等管理内容。§9.1.3特种设备的射线检测,以无损检测的委托开始,进行委托编号;实施射线透照检测(包括检测标记、暗室处理、评片、审片);签发报告;检测资料存档;无损检测的统计工作等,构成了整个射线检测的工作程序和内容。如上图。§9.1.4射线检测主要的质量文件包括1质量管理制度。包括实施质量管理制度的细则,如射线检测人员管理制度;射线检测设备管理制度等。2射线检测工艺规程。包括射线检测工艺卡。3射线检测委托单;检测报告、评片审片记录等日常使用表格。4质量证明书。包括有关技术通知单、焊缝返修手续、底片处理单以及射线检测报告的原始资料等。§9.2射线检测工艺的管理检测工艺管理的内容工艺的制定:a编写工艺规程b编写工艺卡c例外检测的专用工艺工艺的执行和监督新工艺的鉴定通用工艺规程的制定编制依据:相关法规、技术规范、标准的要求,本单位的特点和设备技术条件。要求:涵盖本单位产品的检测范围应详细、明确、便于操作有编制、审核和批准人员三级签字RT-Ⅲ人员编制,单位技术负责人批准。通用工艺规程的内容适用范围(依据的法规标准、透照质量等级、透照母材厚度范围、工件种类、焊接方法和类型等)对检测人员的要求(资格、视力等)检测准备要求(检测时机、工件表面状况等)设备、器材要求(射线源和能量选择、胶片牌号和类型、增感屏、象质计、暗袋、铅字等)透照方法及相关要求(100%透照或局部透照的要求、焦距选择、一次透照长度、编号方法、象质计和标记的摆放、散射线的屏蔽等)曝光参数及曝光曲线(管电压、管电流、曝光时间等)暗室处理(洗片方法、胶片处理程序、条件及要求)底片评定(评片条件、验收标准、象质鉴定等)记录报告(记录报告内容及要求、资料、档案管理要求等)安全管理规定其他必要的说明工艺卡定义:它是针对具体产品或结构的具体检测工序作出的具体参数和技术措施的规定性工艺文件.要求:在通用工艺规程覆盖的范围内,可由RT-Ⅱ级填写,RT-Ⅲ级审核.超出通用工艺规程覆盖的范围,由RT-Ⅲ级填写.工艺纪律的监督与管理制订详细的工艺纪律,加强对检测人员的教育,定期或不定期对现场工作的工艺纪律进行监督和检查,相关检查结果纳入个人工作业绩考核,并据此奖励和处罚.新工艺、新技术的鉴定对于常规无损检测方法中一般性的新技术、新工艺以及特殊产品的射线工艺要经过工艺评定。由RT-Ⅲ级技术人员主持,相关人员写出工艺评定报告,质控负责人认可,最后再按工艺评定中经验证合适的工艺方法和参数,制定工艺规程。对于超出常规方法的新技术、新工艺、新方法、新设备(如CR技术、管板缝射线检测等既无方法标准、等级评定标准、也无验收标准)的程序:先进行新技术的开发→反复试验验证→试用→技术较为成熟后→专家鉴定→报国内相关权威部门认可→编制标准案例→报有关部门组织对新标准案例进行评审和批准。例外检测专用工艺的制定定义:指受现场具体情况或工件结构的制约,某些检测条件不能满足技术标准或产品设计工艺文件的要求,不能应用规定的检测方法、工艺、工艺参数或工艺措施实施检测,而又没有其他更好的替代方法时,所进行的一种特殊性质的检测工作。需考虑进行例外检测的情况有:受现场条件或工件结构限制,焦距不能满足最小几何不清晰度的要求工件透照厚度差过大导致底片黑度和灵敏度不能满足标准要求工件厚度大而设备穿透力不够导致底片黑度和灵敏度不能满足要求例外检测的管理程序例外检测申请→方案制定→专用工艺编制→实施的批准→告知客户→有关部门备案.制定例外检测的方案和工艺时应考虑的问题申请例外检测的理由是否成立是否一定要应用该方法进行检测?有没有其他更好的替代方法例外检测方案是否周密完整例外检测工艺中,是否针对存在的具体情况制定了针对性补偿措施,是否能保证检测质量不降低或使这种降低减小到最低程度。针对性的补偿措施有:使用更高级的胶片、双胶片技术、有效屏蔽散射线的措施。§9.3设备和器材管理仪器设备材料采购管理建立合格供应商名录,需考察供应商的资质、资信、质量保证能力、质量信誉、以往供货业绩、服务情况、设备性能、设备价格采购管理:一般程序:购置申请、批准、选择供方、签定采购合同、到货验收、入库验收的内容:开箱点数技术性能验收技术资料归档仪器设备档案的内容仪器设备名称、型号、编号制造商名称接受和启用日期放置地点接收时的状态及验收记录使用说明书或其复印件检定/校准日期和结果及下次检定/校准日期维护记录和维护计划损坏、故障及修理记录仪器设备使用管理标识:设备的状态标识:合格、准用、停用设备的保管、使用与维护设备员统一保管,对损坏的设备及时维修、校准、检定,制订设备维护措施。仪器设备的检定、校准编制检定计划表需检定的仪器设备,送法定计量检定机构检定对无检定规程、标准等的仪器设备,编写自校规程射线检测设备每年检定一次。内容:焦点测试、曝光曲线校验、最大透照厚度的测定、整机绝缘电阻的测试等。黑度计:校验周期每90天校验一次,标准黑度片应有计量部门出具的计量合格证书。像质计:生产厂家应为国家计量部门认可的专业生产厂,必须有出厂质量证明书。消耗材料的管理主要包括:(1)射线胶片:进货检验应注意生产日期和有效期,入库后应在恒温恒湿条件下存放.(2)显、定影用的化学用品:要具有质量合格证明。§9.4射线检测人员管理检测人员的管理:(1)人力资源配备和储备:要配

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