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射線探傷

作者:百檢網(wǎng) 時間:2021-11-02 來源:互聯(lián)網(wǎng)

射線探傷檢測radiographic testing ----

射線探傷檢測作為五大常規(guī)無損檢測方法之一,在工業(yè)上有著非常廣泛的應(yīng)用,它既用于金屬檢查,也用于非金屬檢查。對金屬內(nèi)部可能產(chǎn)生的缺陷,如氣孔、針孔、夾雜、疏松、裂紋、偏析、未焊透和熔合不足等,都可以用射線檢查。應(yīng)用的行業(yè)有特種設(shè)備、航空航天、船舶、兵器、水工成套設(shè)備和橋梁鋼結(jié)構(gòu)。

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射線探傷的基本原理如下:

當(dāng)強(qiáng)度均勻的射線束透照射物體時,如果物體局部區(qū)域存在缺陷或結(jié)構(gòu)存在差異,它將改變物體對射線的衰減,使得不同部位透射射線強(qiáng)度不同,這樣,采用一定的檢測器(例如,射線照相中采用膠片)檢測透射射線強(qiáng)度,就可以判斷物體內(nèi)部的缺陷和物質(zhì)分布等。

射線探傷常用的方法有X射線探傷、γ射線探傷、高能射線探傷和中子射線探傷。對于常用的工業(yè)射線探傷來說,一般使用的是X射線探傷、γ射線探傷。

射線對人體具有輻射生物效應(yīng),危害人體健康。探傷作業(yè)時,應(yīng)遵守有關(guān)安全操作規(guī)程,應(yīng)采取必要的防護(hù)措施。

X射線探傷裝置的工作電壓高達(dá)數(shù)萬伏乃至數(shù)十萬伏,作業(yè)時應(yīng)注意高壓的危險。

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射線探傷原理:

利用 X射線或γ射線在穿透被檢物各部分時強(qiáng)度衰減的不同,檢測被檢物中缺陷的一種無損檢測方法。

原理:被測物體各部分的厚度或密度因缺陷的存在而有所不同。當(dāng)X射線或γ射線在穿透被檢物時,射線被吸收的程度也將不同。若射線的原始強(qiáng)度為 ,通過線吸收系數(shù)為μ的、厚度為t的材料后,強(qiáng)度因被吸收而衰減為 ,其關(guān)系為 。若將受到不同程度吸收的射線投射在X射線膠片上,經(jīng)顯影后可得到顯示物體厚度變化和內(nèi)部缺陷情況的照片(X射線底片)。這種方法稱為X射線照相法。如用熒光屏代替膠片直接觀察被檢物體,稱為透視法。如用光敏元件逐點測定透過后的射線強(qiáng)度而加以記錄或顯示,則稱為儀器測定法。

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探傷方法介紹

工業(yè)上常用的射線探傷方法為X射線探傷和γ射線探傷。指使用電磁波對金屬工件進(jìn)行檢測,同X線透視類似。射線穿過材料到達(dá)底片,會使底片均勻感光;如果遇到裂縫、洞孔以及夾渣等缺陷,一般將會在底片上顯示出暗影區(qū)來。這種方法能檢測出缺陷的大小和形狀,還能測定材料的厚度。

X 射線是在高真空狀態(tài)下用高速電子沖擊陽*靶而產(chǎn)生的。γ射線是放射性同位素在原子蛻變過程中放射出來的。兩者都是具有高穿透力、波長很短的電磁波。不同厚度的物體需要用不同能量的射線來穿透,因此要分別采用不同的射線源。例如由X射線管發(fā)出的X射線(當(dāng)電子的加速電壓為400千伏時),放射性同位素60Co所產(chǎn)生的γ射線和由 20兆電子伏直線加速器所產(chǎn)生的X射線,能穿透的鋼材厚度分別約為90毫米、230毫米和600毫米。

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一、X射線機(jī)

工業(yè)射線照相探傷中使用的低能X射線機(jī),簡單地說是由四部分組成:射線發(fā)生器(X射線管)、高壓發(fā)生器、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。當(dāng)各部分獨立時,高壓發(fā)生器與射線發(fā)生器之間應(yīng)采用高壓電纜連接。

按照X射線機(jī)的結(jié)構(gòu),X射線機(jī)通常分為三類,便攜式X射線機(jī)、移動式X射線機(jī)、固定式X射線機(jī)。

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便攜式X射線機(jī)采用組合式射線發(fā)生器,其X射線管、高壓發(fā)生器、冷卻系統(tǒng)共同安裝在一個機(jī)殼中,也簡單地稱為射線發(fā)生器,在射線發(fā)生器中充滿絕緣介質(zhì)。整機(jī)由兩個單元構(gòu)成,即控制器和射線發(fā)生器,它們之間由低壓電纜連接。在射線發(fā)生器中所充的絕緣介質(zhì),較早時為高抗電強(qiáng)度的變壓器油,其抗電強(qiáng)度應(yīng)不小于3050kV/2.5mm。多數(shù)充填的絕緣介質(zhì)是六氟化硫(SF6),以減輕射線發(fā)生器的重量。

X射線機(jī)的核心器件是X射線管,普通X射線管主要由陽*、陰*和管殼構(gòu)成。

x射線是由x射線管加高壓電激發(fā)而成,可以通過所加電壓,電流來調(diào)節(jié)x射線的強(qiáng)度。

對低壓X射線機(jī),輸入X射線管的能量只有很少部分轉(zhuǎn)換為X射線,大部分轉(zhuǎn)換成熱,所以對于X射線機(jī)來說要保證良好的散熱。

X射線機(jī)的主要技術(shù)性能可歸納為五個:工作負(fù)載特性、輻射強(qiáng)度、焦點尺寸、輻射角、漏泄輻射劑量。在選取X射線機(jī)時應(yīng)考慮上述性能是否適應(yīng)所進(jìn)行的工作。

二、γ射線機(jī)

γ射線機(jī)用放射性同位素作為γ射線源輻射γ射線,它與X射線機(jī)的一個重要不同是γ射線源始終都在不斷地輻射γ射線,而X射線機(jī)僅僅在開機(jī)并加上高壓后才產(chǎn)生X射線,這就使γ射線機(jī)的結(jié)構(gòu)具有了不同于X射線機(jī)的特點。γ射線是由放射性元素激發(fā),能量不變。強(qiáng)度不能調(diào)節(jié),只隨時間成指數(shù)倍減小。

將γ射線探傷機(jī)分為三種類型:手提式、移動式、固定式。手提式γ射線機(jī)輕便,體積小、重量小,便于攜帶,使用方便。但從輻射防護(hù)的角度,其不能裝備能量高的γ射線源。

γ射線機(jī)主要由五部分構(gòu)成:源組件(密封γ射線源)、源容器(主機(jī)體)、輸源(導(dǎo))管、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和附件。

γ射線機(jī)與X射線機(jī)比較具有設(shè)備簡單、便于操作、不用水電等特點,但γ射線機(jī)操作錯誤所引起的后果將是十分嚴(yán)重,因此,必須注意γ射線機(jī)的操作和使用。按照國家的有關(guān)規(guī)定,使用γ射線機(jī)的單位涉及到放射性同位素,因此,單位必須申領(lǐng)輻射安全許可證,操作人員,應(yīng)經(jīng)過專門的培訓(xùn),并應(yīng)培訓(xùn)合格。

射線探傷要用放射源或射線裝置發(fā)出射線,操作不慎會導(dǎo)致人員受到輻射傷害。操作人員應(yīng)做好輻射防護(hù),并注意放射源的妥善保存。

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射線探傷的常用器材有膠片、增感屏、像質(zhì)計等。

一、膠片

射線膠片與普通膠片除了感光乳劑成分有所不同外,其他的主要不同是射線膠片一般是雙面涂布感光乳劑層,普通膠片是單面涂布感光乳劑層;射線膠片的感光乳劑層厚度遠(yuǎn)大于普通膠片的感光乳劑層厚度。這主要是為了能更多地吸收射線的能量。但感光*慢、顆粒*細(xì)的射線膠片也是單面涂布乳劑層。

膠片的感光特性是指膠片曝光后(經(jīng)暗室處理)得到的底片黑度(光學(xué)密度)與曝光量的關(guān)系。主要的感光特性包括感光度(S)、梯度(G)、灰霧度(D0)及寬容度等,感光特性曲線集中反應(yīng)了這些感光特性。

在可見光或射線照射下,膠片感光乳劑層中可以形成眼睛看不見的潛在的影像,稱為“潛影”,經(jīng)過顯影處理,潛影可轉(zhuǎn)化為可見的影像。

在照相乳劑的制備過程中,在感光乳劑層中將形成“感光中心”—鹵化銀微粒表面的一些部分,由于存在中性銀原子和硫化銀而提高了對光的反應(yīng)能力,它是潛影形成的基礎(chǔ)。潛影形成可分為四個階段。

在工業(yè)射線照相中使用的膠片,從大的方面分為兩種類型:增感型膠片;非增感型膠片(直接型膠片)。增感型膠片是指適宜與熒光增感屏配合使用的膠片,非增感型膠片適于與金屬增感屏一起使用或不用增感屏直接使用。

增感型膠片當(dāng)不與熒光增感屏配合使用時,其感光度將比使用熒光增感屏?xí)r低很多。增感型膠片也可與金屬增感屏一起使用,這時與感光度近似的非增感型膠片相比,它所得到的影像的對比度要低一些。非增感型膠片不適宜與熒光增感屏配合。按照近年來射線照相技術(shù)發(fā)展的情況,在射線照相中一般不使用增感型膠片 [3]? 。

二、增感屏

當(dāng)射線入射到膠片時,由于射線的穿透能力很強(qiáng),大部分穿過膠片,膠片僅吸收入射射線很少的能量。為了更多地吸收射線的能量,縮短曝光時間,在射線照相檢驗中,常使用前、后增感屏貼附在膠片兩側(cè),與膠片一起進(jìn)行射線照相,利用增感屏吸收一部分射線能量,達(dá)到縮短曝光時間的目的。

描述增感屏增感性能的主要指標(biāo)是增感系數(shù)。

增感屏主要有三種類型:金屬增感屏、熒光增感屏、復(fù)合增感屏(金屬熒光增感屏)。

增感屏具有增感作用,但必須注意正確使用。使用時增感屏常分為前屏和后屏。前屏應(yīng)置于膠片朝向射線源一側(cè),后屏置于另一側(cè),膠片夾在兩屏之間。前屏應(yīng)采用適于射線能量的厚度,后屏厚度經(jīng)常較大,以便同時具有吸收背景產(chǎn)生的散射線的作用。為了操作的方便,實際上經(jīng)常選用同樣厚度的前屏和后屏,而另外在暗袋外面附加一定厚度的鉛板屏蔽環(huán)境產(chǎn)生的散射線。

三種類型增感屏具有不同的特點,適應(yīng)不同的要求。對一般技術(shù)和較高技術(shù)都應(yīng)采用金屬增感屏,只有在特殊的情況下,當(dāng)采用熒光增感屏或金屬熒光增感屏也能達(dá)到檢驗質(zhì)量要求時,才能使用熒光增感屏或金屬熒光增感屏。

三、像質(zhì)計

像質(zhì)計(像質(zhì)指示器,透度計)是測定射線照片的射線照相靈敏度的器件,根據(jù)在底片上顯示的像質(zhì)計的影像,可以判斷底片影像的質(zhì)量,并可評定透照技術(shù)、膠片暗室處理情況、缺陷檢驗?zāi)芰Φ取?廣泛使用的像質(zhì)計主要是三種:絲型像質(zhì)計、階梯孔型像質(zhì)計、平板孔型像質(zhì)計,此外還有槽型像質(zhì)計和雙絲像質(zhì)計等。像質(zhì)計應(yīng)用與被檢驗工件相同或?qū)ι渚€吸收性能相似的材料制做。

關(guān)于絲的直徑,各個國家一般都采用公比為 (近似為1.25)的等比數(shù)列決定的一個優(yōu)選數(shù)列(ISO/R10化整值系列),并對絲徑給以編號。

使用時,絲型像質(zhì)計放置的數(shù)量、位置和具體的安放方法等應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。一般的規(guī)定主要是,原則上每張底片上都應(yīng)有像質(zhì)計的影像,像質(zhì)計應(yīng)放置在工件射線源側(cè)的表面上,且應(yīng)放置在透照區(qū)中靈敏度度差的部位。當(dāng)像質(zhì)計放置在工件膠片側(cè)表面時,應(yīng)附加標(biāo)記(一般是字母“F”)。多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)對絲型像質(zhì)計的識別性都是規(guī)定,在底片上至少可清晰看到連續(xù)10mm長的絲狀影像時,則該絲認(rèn)為是可識別的。

四、其他設(shè)備和器材

為完成射線照相檢驗,除需要上面敘述的設(shè)備器材外,還需要其他的一些設(shè)備和器材,下面列出了另外一些常用的小型設(shè)備和器材,但這并不是全部的器材,如暗盒、藥品等均未在此列出。

觀片燈? 觀片燈是識別底片缺陷影像所需要的基本設(shè)備。對觀片燈的主要要求包括三個方面,即光的顏色、光源亮度、照明方式與范圍。光的顏色一般應(yīng)為日光色;光源應(yīng)具有足夠的亮度且應(yīng)可調(diào)整,其亮度應(yīng)能達(dá)到與底片黑度相適應(yīng)的值。

黑度計? 底片黑度是底片質(zhì)量的基本指標(biāo)之一,黑度計是測量底片黑度的設(shè)備。

在工業(yè)射線照相檢驗中,作為底片質(zhì)量指標(biāo)的黑度,并不要求測量非常準(zhǔn)確,現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)一般規(guī)定,測量誤差應(yīng)不大于±0.1。因此,所使用的黑度計*基本的要求是滿足這一要求。為了滿足這個要求,一般應(yīng)要求黑度計的測量值的不確定度為0.05。


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