便攜式X射線探傷機的設(shè)計論文

1、便攜式X射線探傷機的設(shè)計目錄TOC o 1-2 h u HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432492 摘要1 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432493 前言3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432494 第一章X射線探傷機中神奇的X射線4 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432495 1.1 X射線探傷原理4 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432496 1.2影像形成原理4 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432497

2、1.3 X射線探傷機在生產(chǎn)實踐中的應用5 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432498 第二章幾種常見的工程探傷方法10 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432499 2.1熒光磁粉探傷10 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432500 2.2滲透探傷10 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432501 2.3渦流探傷10 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432502 2.4 X射線探傷11 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432

3、503 2.5超聲波探傷11 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432504 2.6激光探傷12 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432505 2.7磁粉探傷12 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432506 第三章X射線探傷機的結(jié)構(gòu)與工作原理14 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432507 3.1便攜式X射線探傷機的結(jié)構(gòu)14 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432508 3.2 TF3120GD X射線發(fā)生器14 HYPERLINK l _RefHead

4、ing_Toc324432509 3.3 XXQ-3005X射線探傷機工作原理17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432510 3.4 XXQ-3005射線探傷機的適用圍18 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432511 第四章便攜式X射線探傷機的工程應用與保養(yǎng)19 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432512 4.1便攜式X射線探傷機的工程應用19 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432513 4.2便攜式X射線探傷機的使用方法與保養(yǎng)手段19 HYPERLINK l _RefHe

5、ading_Toc324432514 第五章檢測調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計方案與作用21 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432515 5.1檢測調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計方案21 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432516 5.2檢測調(diào)節(jié)裝置的主要作用21 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432517 5.3檢測調(diào)節(jié)裝置的角度調(diào)節(jié)機構(gòu)和鎖緊機構(gòu)的技術(shù)設(shè)計22 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432518 5.4檢測調(diào)節(jié)裝置的高度調(diào)節(jié)機構(gòu)的技術(shù)設(shè)計23 HYPERLINK l _RefHeading_To

6、c324432519 5.5檢測調(diào)節(jié)裝置的開度調(diào)節(jié)機構(gòu)的技術(shù)設(shè)計23 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432520 第六章有關(guān)設(shè)計中的壓力強度計算與設(shè)計24 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432521 6.1下支桿最大壓力P的計算24 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432522 6.2下支桿臨界壓力Plj的計算24 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432523 6.3下支桿的工作穩(wěn)定性系數(shù)n的計算25 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432524 第七

7、章X射線對人體的危害與防護措施26 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432525 7.1污染因子26 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432526 7.2輻射損傷的概述26 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432527 7.3 X射線探傷作業(yè)時的防護29 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432528 總結(jié)31 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432529 致32 HYPERLINK l _RefHeading_Toc324432530 參考文獻33便攜式X

8、射線探傷儀檢測調(diào)整裝置的設(shè)計學生:志華指導老師:皮文生學校:機電工程學院。摘要主要介紹便攜式X射線探傷儀的結(jié)構(gòu)、工作原理、工程應用、使用方法、檢測方式以及檢測調(diào)整裝置的功能。根據(jù)實際測試的要求，分別設(shè)計了鎖緊機構(gòu)、角度調(diào)節(jié)機構(gòu)、高度調(diào)節(jié)機構(gòu)和開口調(diào)節(jié)機構(gòu)。x射線探傷是最常用的常規(guī)無損檢測方法之一。為了使探傷工作更加方便，提高射線探傷的效率和質(zhì)量，保證射線探傷結(jié)果的一致性，研制了一種更加方便的射線探傷機檢查調(diào)整裝置。關(guān)鍵詞:探傷儀；測試；控制摘要摘要:本文介紹了便攜式X射線探傷機的結(jié)構(gòu)、工作原理、工程應用、使用方法、檢測方法以及檢測調(diào)節(jié)器的作用。并根據(jù)實際測試的要求，分別對鎖緊機構(gòu)、角度調(diào)節(jié)機構(gòu)

9、、高度調(diào)節(jié)機構(gòu)、開度調(diào)節(jié)機構(gòu)進行了設(shè)計。x射線檢測是最常規(guī)的無損檢測手段。為了使射線檢測更加方便，提高射線檢測的工作效率和質(zhì)量，保證射線檢測結(jié)果的一致性，研制了更加方便的射線檢測調(diào)理儀。關(guān)鍵詞:試驗機；測試；調(diào)理；設(shè)計前言由于市場需求，便攜式X射線探傷儀被廣泛使用。為了克服探傷儀高度調(diào)節(jié)和角度調(diào)節(jié)的不便，設(shè)計了一種X射線探傷儀檢測調(diào)節(jié)裝置，將探傷儀的角度調(diào)節(jié)、高度調(diào)節(jié)和開口調(diào)節(jié)結(jié)合起來，提高了探傷儀的工作效率。該裝置不僅能保證便攜式定向和周向X射線探傷儀的主要性能指標，如輻射輸出曝光量、穿透率、輻射角度、輻射場均勻性、束心偏差、焦點、半值層、射線泄漏、重復性、穩(wěn)定性等。，而且實現(xiàn)了精確定位，使

10、檢測數(shù)據(jù)更加準確可靠，重現(xiàn)性好，真正實現(xiàn)了X射線探傷儀在檢測過程中的靈活性。設(shè)計X射線探傷儀的檢測調(diào)節(jié)裝置，使探傷儀具有高度調(diào)節(jié)和角度調(diào)節(jié)功能。從而使探傷儀在工作時能更準確地定位工作面。在實際應用中，X射線探傷儀需要小心地調(diào)整其相對于工作面的位置和角度。但是探傷儀本身沒有固定的調(diào)節(jié)裝置。以往工作人員在工作前根據(jù)實際工作情況進行調(diào)整，因此高度和角度的調(diào)整非常繁瑣，浪費了大量時間，導致工作效率低下。為了改善這一缺點，設(shè)計了X射線探傷儀的調(diào)整裝置。但是，使用探傷儀時，它會輻射。出于安全考慮，探傷儀工作時，工作人員要遠離探傷儀，這就需要有固定的裝置和調(diào)節(jié)的能力，這樣才能更加靈活方便地調(diào)節(jié)探傷儀。第1章

11、X射線探傷儀中的神奇X射線1.1 x射線探傷原理x射線是一種波長很短的電磁波，它是一個波長為10-10厘米的光子。x射線具有以下特征:(1)滲透x射線能穿透普通可見光不能穿透的物質(zhì)。它的穿透能力與X射線的波長以及被穿透材料的密度和厚度有關(guān)。X射線波長越短，穿透力越大；密度越低，厚度越薄，X射線越容易穿透。實際中，X射線的穿透力(即X射線的質(zhì)量)是由燈泡的電壓(kV)決定的，單位時間內(nèi)通過X射線的電流(mA)與時間的乘積代表X射線的量。(2)電離當X射線或其他射線(如射線)被一種物質(zhì)吸收后，組成該物質(zhì)的分子就可以分解成正負離子，這就是所謂的電離。離子的數(shù)量與物質(zhì)吸收的X射線數(shù)量成正比。X射線的數(shù)

12、量可以通過測量空氣或其他物質(zhì)的電離程度來計算。檢測設(shè)備就是這樣實現(xiàn)零件的探傷的。x射線還有其他功能，比如感光和熒光。1.2成像原理X射線成像的基本原理是由于X射線的特性以及零件的密度和厚度的差異。在壓鑄過程中，由于工藝參數(shù)和機床條件的變化，零件的成型會有所不同，因此成型零件的厚度和密度也會有所不同，X射線照射后對X射線的吸收和透射也會有所不同。因此，透視屏幕上有亮點和暗點。表1顯示了部件厚度差和X射線圖像之間的關(guān)系。圖1.1是X射線透視圖像。圖1.1 X射線透視圖像1.3射線探傷儀在生產(chǎn)實踐中的應用1.探傷儀在壓鑄工藝和模具設(shè)計改進中的作用。(1)安全件-德爾福的滑塊(圖1.2)1)流程描述首

13、次在160T壓鑄機上進行壓鑄，按照以下參數(shù)進行試驗:壓射壓力100MPa，高速2.6m/s，低速0.15m/s，慢壓射行程300mm，模具停留時間3s。圖1.2滑塊2)缺陷分析根據(jù)探傷圖像(圖1.3)，鑄件上可以看到許多分散的亮點(在主體部分)，說明鑄件多孔，結(jié)構(gòu)稀疏，成型不良。3)成因壓鑄-噴涂時，氣體參與形成氣孔；模具溫度過低，金屬流動不順暢；注射速度不夠，充填不充分；圖1.3探傷圖像排氣效果差。4)改進措施調(diào)整壓鑄工藝，減少噴涂量，增加吹氣時間，提高快速注射速度；更換模具，改進流道，加寬澆口；增加橫截面積，降低填充阻力；增加排氣管(圖1.4)圖1.4添加排氣管5)結(jié)果按照工藝進行壓鑄，然

14、后將探傷圖像(圖1.5)與之前的(圖1.3)進行對比，效果明顯改善。與ASTM E 1025相比，符合產(chǎn)品要求。目前零件處于量產(chǎn)階段，通過日常的質(zhì)量檢測來保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求。(2)結(jié)構(gòu)件-日產(chǎn)全球采購件(括號內(nèi))1)流程描述圖1.5變更后的探傷圖像對于第一次壓力測試，在DC 800C壓鑄機上根據(jù)以下參數(shù)進行壓鑄(注射壓力80MPa，高速2.7m/s，低速0.3m/s，緩慢注射行程400mm)2)缺陷分析根據(jù)探傷圖像，鑄件上可以看到很多分散的亮點(零件體內(nèi)，圖1.6中圈出的零件)，因為零件是300 x 180 x200；重2.5kg，圖中所示零件是加工能力最大的零件，容易出現(xiàn)夾氣和縮孔現(xiàn)象。從圖

15、中分析，該部位多為較大的縮孔。圖1.6支架3)成因壓鑄過程中，噴涂時有氣體卷入，排氣不好；(2)模具流道設(shè)計不當，該部位填充不足；注射速度不夠，填充不足。4)改進措施調(diào)整壓鑄工藝，增加吹氣時間，提高快速注射速度。更換模具，改進流道，加寬加厚澆口，增加其截面積，降低充填阻力；加個分支澆道直接填這個地方。5)結(jié)果按照工藝進行壓鑄，然后將探傷圖像(圖1.8)與之前的(圖1.7)進行對比，效果明顯改善。改性鑄件加工后，加工表面有一些小氣孔，基本符合產(chǎn)品要求；對于修改前的鑄件，為了確認其質(zhì)量是否與探傷圖像一致，加工后確認加工表面有明顯的縮孔和2mm以上的氣孔。通過對比前后的變化可以看出，通過探傷可以準確

16、判斷鑄件的質(zhì)量。及時采取相應措施解決問題，可以降低加工成本和產(chǎn)品的廢品率。圖1.7修改前的檢查圖像圖1.8修改后的檢查圖像2.無損檢測密封-本田的出水管產(chǎn)品已順利通過送樣階段，現(xiàn)已進入量產(chǎn)階段。由于產(chǎn)品是密封件，泄漏問題是廢品的主要問題，而泄漏的主要原因是氣孔問題。因此，質(zhì)量保證由檢驗頻率控制，采用的方法是在每班開始和結(jié)束時各取一塊進行檢驗。生產(chǎn)過程中的探傷圖像顯示，各部分組織均勻致密，無氣孔、縮孔等缺陷。這樣就確認產(chǎn)品質(zhì)量合格，經(jīng)過加工和試漏都沒有問題。由此可見，通過使用X射線探傷，大大減少了因壓鑄造成的局部缺陷而產(chǎn)生的廢品，同時基本解決了加工能力緊張的問題，從而保證了產(chǎn)品的順利生產(chǎn)。圖1.

17、9生產(chǎn)過程中的檢測圖像3.結(jié)論實踐證明，X射線探傷在生產(chǎn)過程中得到應用，該檢測方法對提高產(chǎn)品質(zhì)量起到了重要作用。由目測升級為顯微鏡檢查，大大提高了工作效率。第二章幾種常用的工程檢測方法2.1熒光磁粉檢驗熒光 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/%20%20%20%20jsxlts%20%20%20%20/ 磁粉探傷采用熒光磁粉，并配有黑光照射裝置。 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/%20%20%20%20jsxlts%20%20%20%20/ 磁粉探傷儀。它采用固定式和離散式結(jié)構(gòu)，對工件進行交流熒光磁粉探傷。適用于鐵磁性材料零件的無損檢測，如軸、齒輪、盤套等

18、。在機械、汽車、軍工、航空航天、燃氣輪機、鐵路等行業(yè)，能發(fā)現(xiàn)由鑄造、鍛造、焊接、拉伸、淬火、磨削、疲勞等引起的零件表面和近表面的裂紋、夾渣等微小缺陷。熒光 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/%20%20%20%20jsxlts%20%20%20%20/ 磁粉探傷儀基本原理:磁力線在自然界中總能保持連續(xù)性。當鐵磁工件被置于飽和磁場中時，磁力線將被引導穿過工件。如果磁力線遇到工件材料中的不連續(xù)性，就會繞過這些磁導率低(磁阻大)的區(qū)域，漏出工件表面，形成“漏磁場”。這樣缺陷兩側(cè)會產(chǎn)生磁極，磁粉(或磁懸液)會吸附在裂紋等缺陷周圍，形成明顯的線狀或點狀堆積。2.2滲透檢驗滲透探傷是一種

19、利用毛細現(xiàn)象進行探傷的方法。對于表面光滑清潔的零件，用滲透性強的有色(通常為紅色)或熒光液體涂在待探測零件的表面。如果表面有肉眼無法直接觀察到的微裂紋，液體會因為滲透性強而沿著裂紋滲入其根部。然后洗掉表面的滲透劑，再涂一層高對比度的顯示液(一般是白色)。放置一段時間后，由于裂紋很窄，毛細現(xiàn)象起顯著作用，原本滲入裂紋的滲透劑會上升到表面并擴散，在白色基材上呈現(xiàn)出一條粗大的紅線，從而顯示出表面暴露的裂紋形狀。因此常被稱為著色探傷。如果滲透劑是帶有熒光的液體，從毛細現(xiàn)象上升到表面的液體在紫外燈照射下會發(fā)出熒光，從而顯示出表面暴露的裂紋形狀，所以這時的滲透檢驗往往直接稱為熒光滲透檢驗。這種探傷方法也可

20、用于金屬和非金屬表面探傷。里面用的探傷液氣味很大，經(jīng)常有毒。2.3渦流檢測渦流探傷是交流電產(chǎn)生的交變磁場作用在被檢測的導電材料上，感應出渦流。如果材料存在缺陷，就會對產(chǎn)生的渦流產(chǎn)生干擾，即形成干擾信號。用渦流探傷儀檢測干涉信號可以了解缺陷的狀態(tài)。影響渦流的因素很多，也就是說渦流中有豐富的信號，與材料的很多因素有關(guān)。如何從眾多的信號中分離出有用的信號是目前渦流研究者面臨的一個難題。這些年來取得了一些進展，在一定條件下可以解決一些問題，但還遠遠不能滿足領(lǐng)域的要求，需要大力發(fā)展。渦流檢測的明顯特點是可以對導電材料起作用，不一定對鐵磁材料起作用，但對鐵磁材料的效果較差。其次，被檢工件的表面光潔度、平面

21、度和邊界對渦流檢測有很大影響，所以渦流檢測多用于形狀規(guī)則、表面光滑的銅管等非鐵磁性工件。2.4射線照相檢查x射線探傷是一種利用射線的穿透性和線性進行探傷的方法。雖然這些射線不能像可見光一樣被肉眼直接探測到，但它們可以使照相底片變得敏感，也可以被特殊的接收器接收到。探傷常用同位素發(fā)射的X射線和射線，分別稱為X射線探傷和射線探傷。當這些射線穿過(照射)一種物質(zhì)時，該物質(zhì)的密度越大，射線的強度減弱得越厲害，即能穿過該物質(zhì)的射線強度越小。這時，如果用照相底片接收，底片的感光度就會??；如果用儀器接收信號，得到的信號很弱。因此，當用射線照射被檢零件時，如果其零件中存在氣孔、夾渣等缺陷，射線穿過缺陷路徑的材

22、料密度要比非缺陷路徑的材料密度小得多，其強度減弱得更少，即透射強度更大。如果用負片接收，感光度會更大，缺陷垂直于光線方向的平面投影可以從負片反射回來。如果使用其他接收器，該儀器還可以用于反射垂直于射線方向和射線透射的缺陷的平面投影。所以一般情況下，射線探傷不容易發(fā)現(xiàn)裂紋，或者對裂紋不敏感。因此，射線檢測對氣孔、夾渣和未焊透等體積缺陷最為敏感。即X射線探傷適用于體積探傷，不適用于面積探傷。而且X射線探傷一般比較貴。2.5超聲波探傷人的耳朵能直接接收到的聲波頻率范圍通常是20Hz到20kHz，也就是聲(音)頻。20 Hz以下的頻率稱為次聲，20 kHz以上的頻率稱為超聲波。兆赫茲超聲波通常用于工業(yè)

23、探傷。超聲波頻率高時，傳播線性強，在固體中容易傳播，遇到兩種不同介質(zhì)形成的界面時容易反射，可用于探傷。通常情況下，當超聲波探頭與被測工件表面接觸良好時，探頭能有效地向工件發(fā)射超聲波，并能接收到從(缺陷)界面反射回來的超聲波，同時轉(zhuǎn)換成電信號，再傳輸?shù)絻x器進行處理。根據(jù)超聲波在介質(zhì)中的傳播速度(常稱為聲速)和傳播時間，可以知道缺陷的位置。缺陷越大，反射面越大，反射的能量也越大，所以可以根據(jù)反射的能量找到每個缺陷的大小(當量)。常用的探傷波形有縱波、橫波、表面波等。前兩種適合檢測局部缺陷，后者適合檢測表面缺陷，但對表面條件要求高。2.6激光探傷全息無損檢測是借助全息圖記錄和再現(xiàn)不同表面散射的光波，

24、然后通過它們產(chǎn)生的干涉條紋圖來比較表面變形之間的差異。最后，通過條紋的異常分布可以檢測物體中的缺陷。該方法適用于光滑或粗糙表面，可用于物體表面的全場檢測，設(shè)備相對簡單。目前這項技術(shù)已經(jīng)解決了很多其他技術(shù)難以解決的檢驗問題。現(xiàn)代航空工業(yè)中廣泛使用的鋁合金蜂窩板采用層壓結(jié)構(gòu)以減輕重量和增加強度。但制造過程中會出現(xiàn)脫膠等缺陷，影響強度。如果用全息術(shù)對蜂窩板進行無損檢測，可以檢測出板的脫膠、厚薄不均等缺陷，并顯示出這些缺陷的位置和面積大小。在動力機械中，全息照相術(shù)可用于檢測渦輪機、發(fā)動機等的葉片質(zhì)量。為工業(yè)中的高壓容器和管道提供了一種無損檢測方法。此外，全息照相術(shù)還改進了瓷器、玻璃和耐火材料的質(zhì)量檢查

25、?，F(xiàn)在，全息無損檢測技術(shù)已經(jīng)與文物保護這一與人類文明史相關(guān)的學科相結(jié)合，并取得了良好的效果?？茖W家們利用局部加熱和雙曝光全息圖檢測了春秋時期的編鐘、漢代的青銅器和瓷器文物等的裂紋、修補區(qū)域和其他缺陷。，為文物保護提供了寶貴的科學資料。近年來，微波、紅外、光彈顯示、介電常數(shù)檢測等多種新型無損檢測方法不斷得到發(fā)展和應用。目前仍在開發(fā)的新模型有中子和電子衍射、場擾動和位錯的磁顯示、激光誘導沖擊脈沖和正電子湮沒等。我們相信，隨著計算機科學的不斷發(fā)展，以微型計算機和計算數(shù)學為核心的數(shù)值模擬和仿真，將自動、準確、快速地整合被檢測對象的信息，進行綜合分析，獲得動態(tài)的、完全實用的檢測結(jié)果。2.7磁粉檢驗磁粉探

26、傷是一種基于漏磁原理的磁性探傷方法。磁力線通過鐵磁材料及其制品時，在其(磁)間斷處會產(chǎn)生漏磁場，形成磁極。此時，在撒干磁粉或倒磁懸液時，磁極會吸附磁粉，產(chǎn)生肉眼可直接觀察到的明顯磁痕。因此，鐵磁性材料及其制品的缺陷可以通過磁性標記顯示出來。磁粉探傷可以檢測裸露表面上肉眼或借助放大鏡無法直接觀察到的微小缺陷，也可以檢測埋藏在表面以下幾毫米的近表面缺陷。雖然這種方法也可以檢測體積缺陷，如氣孔、夾雜物和未焊透，但它對面積缺陷更敏感，更適合檢查由淬火、軋制、鍛造、鑄造、焊接、電鍍、研磨和疲勞引起的裂紋。磁性探傷中缺陷的顯示方式有很多種，有些可以用磁粉顯示，有些可以不用磁粉顯示。磁粉探傷稱為磁粉探傷。由

27、于顯示直觀，操作簡單，人們愿意使用，所以是最常用的方法之一。磁粉沒有顯示出來的，習慣上稱為漏磁檢測。它常常借助于感應線圈、磁敏管和霍爾元件來反映缺陷。比磁粉探傷更衛(wèi)生，但不如前者直觀。目前的磁粉檢測主要是利用磁粉來顯示缺陷，所以人們有時直接稱之為磁粉檢測，其設(shè)備稱為磁粉檢測設(shè)備。磁粉檢測廣泛應用于汽車發(fā)動機零部件的檢測。第三章X射線探傷儀的結(jié)構(gòu)和工作原理3.1便攜式x射線探傷儀的結(jié)構(gòu)探傷儀由四部分組成:電源及控制系統(tǒng)和冷卻保護設(shè)施。它可以分為便攜式和移動X射線。 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/%20%20%20%2071menhu%20%20%20%20/xkdq/ 探傷

28、機透照室X射線探傷顯示，其管電壓和管電流較高，可達450kv、20mA，最大透射厚度約100 mm，其高壓發(fā)生器、冷卻裝置、X射線頭獨立安裝。x射線頭通過高壓電纜與高壓發(fā)生器相連。機頭可以通過帶輪子的支架在小機殼內(nèi)移動，也可以固定在支架上。便攜式x光機主要用于現(xiàn)場射線照相。管電壓一般小于320kV，最大穿透厚度約50mm。其高壓發(fā)生器和射線管 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/%20%20%20%20ldndt%20%20%20%20/ 探傷機它們共同組成了一個機頭，機頭通過低壓電纜與控制箱相連。(1)TF3120 x射線探傷儀TF3120 X射線探傷儀是時代集團公司研制生產(chǎn)

29、的工業(yè)便攜式氣體絕緣200kV定向X射線探傷儀。TF3120 X射線探傷儀由TF3120GD X射線發(fā)生器、TF3120C控制器和一系列附件組成。該機采用逆變技術(shù)和國外最新半導體功率元件(IGBT)設(shè)計制造，微電腦控制。它具有國際先進水平。它是集電力電子器件、整流逆變技術(shù)、微機控制和模糊技術(shù)等高新技術(shù)于一體的新型射線探傷儀。1) tf3120 x射線探傷儀適用于造船、石油、化工、機械、航天、交通、建筑等工業(yè)部門檢查船體、管道、高壓容器、鍋爐、飛機、車輛、橋梁等材料和零件的加工和焊接質(zhì)量，以檢查各種輕金屬、橡膠、瓷器的加工質(zhì)量。2)由微電腦控制，自動化程度高，功能多，但操作非常簡單。具有人工智能

30、功能，簡化了訓練操作，保證了使用的高效性和設(shè)備的安全性。3)高亮度LED顯示屏，顯示清晰，適合戶外使用。4)具有多種故障保護和報警功能，提高了控制器的可靠性。5)電源部分采用IGBT作為主要功率器件，大大減輕了重量和體積，便于攜帶。6)采用電壓寬度，降低了對電源的特殊要求，適應性好。7)發(fā)電機主要解決X射線管的散熱問題。散熱方面有較大突破，提高了X射線管的使用壽命。(2)XXQ-3005 X射線探傷儀XXXQ-3005X射線探傷儀由XXQ-3005X射線發(fā)生器XXXQ-3005控制器和一系列附件組成。XXXQ-3005 X射線探傷儀是一臺200kV定向氣體絕緣X射線發(fā)生器。安裝x射線管、高壓變

31、壓器等元件，并充入SF6絕緣氣體。風扇安裝在發(fā)電機底部，作為強制冷卻裝置。外形尺寸和輻射場示意圖如圖3.1所示(供參考)。XXQ-3005X射線探傷儀的主要部件有:1) x射線管(200kV 5mA方向)2)高壓變壓器3)溫度繼電器4)行燈插座(雙芯)5)冷卻風扇6)低壓電纜插座7)壓力表8)端環(huán)圖3.1 XXQ-3005X射線探傷儀外形尺寸及輻射場圖XXQ-3005 X射線探傷儀的基本參數(shù)如下:輸出電壓(kv): 170-300輸入(千瓦):3.0焦點尺寸(毫米):2.3 2.3輻射角度:405最大穿透深度(毫米):50 (A3鋼)重量(公斤):發(fā)電機44；11.0控制器。尺寸(毫米)發(fā)電機

32、340340830；控制器為320280150。絕緣方式:SF6氣體冷卻模式:強制空氣冷卻環(huán)境:-10 +40相對濕度:85%最大穿透深度:29mm( A3鋼)，黑度1.53.2射線探傷儀的工作原理和應用范圍由于缺陷的存在，被測物體各部分的厚度或密度是不同的。當X射線或伽馬射線穿透時檢查對象時，輻射被吸收的程度會有所不同。如果將不同程度吸收的射線投射到x光膠片上，顯影后可得到顯示物體厚度變化和缺陷的照片(x光底片)。這種方法被稱為X射線攝影(見圖3.2)。比如用熒光屏代替膠片直接觀察被檢物體，就叫透視法。如果用光敏元件逐點測量透射光線的強度并記錄或顯示，則稱為儀器測量。圖3.2 X射線攝影在高

33、真空狀態(tài)下，高速電子撞擊陽極靶時會產(chǎn)生x射線。伽馬射線是放射性同位素在原子解體過程中發(fā)出的。兩者都是穿透力強，波長短的電磁波。如X射線管發(fā)射的X射線(電子加速電壓為400 kV時)、放射性同位素60Co產(chǎn)生的射線和20 mev直線加速器產(chǎn)生的X射線，分別能穿透最大約90 mm、230 mm和600 mm的鋼材厚度。X射線探傷儀的工作原理圖如圖3.3所示:圖3.3 XXQ-3005 X射線探傷儀工作原理圖X射線探傷儀主要用于非金屬、輕金屬、鑄件、各種合金、壓力容器等的X射線無損檢測。檢測主要焊接缺陷(裂紋、氣孔、夾渣、未熔合、未焊透等)。).第四章便攜式X射線探測儀的工程應用和維護4.1便攜式X

34、射線探傷儀的工程應用X射線探傷儀的工作環(huán)境復雜多樣。在許多情況下，它是在生產(chǎn)現(xiàn)場或在外地。有時，需要對被檢件進行多位置、多角度的檢測。目前，許多國外X射線探傷儀制造商不提供檢測和調(diào)整裝置。在檢測過程中，探傷儀經(jīng)常通過搭建工作臺、捆綁繩索、墊料等臨時手段進行調(diào)整和固定。調(diào)整時間約為檢測時間的5 10倍，不僅影響檢測進度，還會導致檢測結(jié)果不佳。4.2便攜式X射線探傷儀的使用和維護4.2.1便攜式X射線探傷儀的使用在固定的探傷室內(nèi)，將待射線探傷的工件送入探傷室，擺好合適的位置，在待檢部位鋪上x光片，并進行編號。檢查無誤后，工作人員離開探傷室，關(guān)閉工件的門。然后，根據(jù)探傷工件的材料厚度、被檢部位和檢查

35、的性質(zhì)，調(diào)整相應的管電壓、管電流和曝光時間。檢查無誤后，曝光。當達到預定曝光時間時，關(guān)閉電源，工作人員進入探傷室。4.2.2便攜式X射線探傷儀的維護方法1)X射線探傷儀應放置在通風干燥的地方。不要潮濕、淋濕或接近高溫，以免絕緣損失。2)避免劇烈振動，以免損壞元件或接頭松動和脫焊。3)如發(fā)現(xiàn)接頭松動或觸頭接觸不良，應及時排除。4)使用中要特別注意各種故障指示。如發(fā)現(xiàn)異常，應查明原因，排除后再使用。5)確保外殼接地良好。6)確保風扇工作正常。7)嚴禁振動發(fā)電機。長途運輸時，發(fā)電機必須直立，散熱器朝下，并加防震裝置。8)插頭和插座應保持清潔，不得受潮。9)當氣壓低于0.35Mpa，環(huán)境溫度低于-10

36、時，禁止使用。10)低壓電纜應每半年清洗一次，確保接觸良好。第五章測試調(diào)整裝置的設(shè)計方案和功能5.1檢測調(diào)節(jié)裝置設(shè)計方案當X射線探傷儀沒有調(diào)整裝置時，使用起來很不方便。本設(shè)計要實現(xiàn)X射線探傷儀的六自由度調(diào)節(jié)，實現(xiàn)高度調(diào)節(jié)、張角調(diào)節(jié)和角度調(diào)節(jié)。三大功能全部完成后，結(jié)構(gòu)簡單，伸縮自如的光機就可以靈活使用了。5.2檢測和調(diào)節(jié)裝置的主要功能X射線探傷儀通過連接板與機身支架連接，轉(zhuǎn)軸的一端穿過機身支架側(cè)面的通孔并夾緊機身支架，轉(zhuǎn)軸的另一端支撐在軸座上并可在軸座上轉(zhuǎn)動。將探傷儀旋轉(zhuǎn)到需要的角度，通過鎖緊手柄和固定旋鈕擰緊機身支架和轉(zhuǎn)軸，通過軸座外表面的刻度直接讀出探傷儀的旋轉(zhuǎn)角度，實現(xiàn)探傷儀旋轉(zhuǎn)角度的調(diào)整

37、。軸座和軸座支架通過焊接固定，軸座支架下方設(shè)有上下支撐桿，下支撐桿可以在上支撐桿上自由伸縮，并通過固定旋鈕擰緊，實現(xiàn)探傷儀的高度調(diào)節(jié)。軸支架下方設(shè)有上、下支柱的張開角度調(diào)節(jié)機構(gòu)。當滑套沿導桿上下滑動時，連桿帶動上下?lián)螚U繞長銷轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)上下?lián)螚U的張開角度調(diào)節(jié)。圖5.1射線探傷儀檢測調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)圖5.3檢測調(diào)整裝置的角度調(diào)整機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的技術(shù)設(shè)計如圖5.1所示，該裝置包括:鎖緊手柄1、固定旋鈕2、本體支架3、轉(zhuǎn)軸4、軸座5、軸座支架6、長銷7、上支撐桿8、下支撐桿9、連接板10、滑套11、導桿12和連桿13。四個相同的連接板10通過螺栓固定在探傷儀的兩端，兩個相同的機體支架3的兩端也通過螺栓

38、緊固在連接板上。轉(zhuǎn)軸4上有槽的一端穿入機身支架側(cè)面的異形通孔，轉(zhuǎn)軸平行上移，使轉(zhuǎn)軸上的槽與機身支架相貼合(避免機身支架與轉(zhuǎn)軸之間滑動)，使探傷儀通過連接板和機身支架與轉(zhuǎn)軸連接成一體。轉(zhuǎn)軸的另一端安裝在軸座5上，并可在軸座內(nèi)轉(zhuǎn)動。檢測和調(diào)整時，將探傷儀旋轉(zhuǎn)到所需角度，然后分別用鎖緊手柄1和固定旋鈕2擰緊機身支架和轉(zhuǎn)軸。軸的外表面有角度刻線，通過框架上的指示標記所指示的角度可以知道探傷儀的旋轉(zhuǎn)角度，從而實現(xiàn)探傷儀旋轉(zhuǎn)角度的調(diào)整。5.4檢測調(diào)節(jié)裝置高度調(diào)節(jié)機構(gòu)的技術(shù)設(shè)計軸座焊接在軸座支架6上，兩個上支柱8和兩個下支柱9通過兩個長銷7安裝在每個軸座支架的下方。下支桿套在上支桿上，可以任意伸縮。檢測和調(diào)

39、整時，先將下支柱調(diào)整到合適的位置，然后用固定旋鈕擰緊下支柱，實現(xiàn)探傷儀的高度調(diào)整。5.5檢測調(diào)節(jié)裝置開度調(diào)節(jié)機構(gòu)的技術(shù)設(shè)計每個底座支架的下方還安裝有上、下支柱的張開角度調(diào)節(jié)機構(gòu)，該機構(gòu)由滑套11、導桿12、連桿13、上、下支柱和固定旋鈕等組成。導桿通過螺栓固定在底座支架上。當滑套沿導桿上下滑動時，連桿帶動上下?lián)螚U繞長銷轉(zhuǎn)動，當上下?lián)螚U的張開角度調(diào)整到合適位置時，固定旋鈕將滑套固定。上下?lián)螚U的張角調(diào)節(jié)功能主要是為了使測試工作適應現(xiàn)場的環(huán)境條件，同時還具有一定的高度調(diào)節(jié)功能。第六章:設(shè)計中壓強的計算與設(shè)計。支架由上支撐桿和下支撐桿組成。由于上支桿的長度等于下支桿的長度，下支桿的橫截面小于上支桿的橫

40、截面，所以只需計算和校核下支桿的穩(wěn)定性。6.1下支柱最大壓力P的計算四個下支柱的應力圖如下:圖6.1下支柱應力圖其中包括:=30=42G為四個撐桿的最大載荷，G=490N。p是每個支柱上的最大壓力。經(jīng)過計算，P和N的關(guān)系如下:6.2下支柱臨界壓力Plj的計算下支柱材料為:無縫鋼管 30 26bk/20長度l=595mm。根據(jù)表格，=350MN/m2， = 28mn/m2，e = 210gn/m2，a = 461mn/m2，b = 2.568mn/m2。下?lián)螚U可以簡化為一端固定，另一端自由，所以=2。下支桿截面為圓管形，故臨界壓力適用歐拉公式計算6.3 下支桿的工作穩(wěn)定性系數(shù)n的計算下支桿的工作

41、穩(wěn)定性系數(shù)所以下支桿滿足穩(wěn)定性要求。第七章X射線對人體的危害及防護措施7.1污染因素X射線:根據(jù)X射線探傷儀的工作原理，X射線隨著機器的開啟和關(guān)閉而產(chǎn)生和消失。本項目所用的X射線探傷儀只有在開機且處于出線狀態(tài)(曝光狀態(tài))時才會發(fā)射X射線。因此，在開機曝光過程中，X射線成為污染環(huán)境的主要污染因素。廢氣:X射線探傷儀最大管電壓為250kV，管電流為5mA。工作時，室內(nèi)空氣會被電離產(chǎn)生少量臭氧和氮氧化物。廢液:X射線探傷作業(yè)完成后，需要對拍攝的X射線膠片進行顯影(定影)。在這個過程中，會產(chǎn)生一定量的廢顯影液、定影液和膠片。根據(jù)國家危險廢物名錄，該廢液屬于編號為HW16的感光材料廢物，不具有放射性。正

42、常工作狀態(tài):X射線探傷儀在對工件進行拍照時，X射線被透射和反射，會對工作場所和周圍環(huán)境產(chǎn)生輻射影響。7.2輻射損傷概述輻射損傷是一定量的電離輻射作用于機體后，受照體引起的病理反應。急性輻射損傷是由一次或短時間的高劑量照射引起的，主要發(fā)生在意外照射中。在慢性低劑量連續(xù)照射的情況下，慢性輻射損傷值得重視，主要是X射線專業(yè)人員平日不注意防護，長期服用超允許劑量所致。電離輻射不僅可引起全身急性和慢性輻射損傷，還可引起局部皮膚損傷。X射線發(fā)現(xiàn)后的第二年，X射線管的制造者格魯伯手上出現(xiàn)了特異性皮炎。史蒂文斯在1899年首次報道了X射線對皮膚的損害。人類的經(jīng)驗證明，X射線的應用可以給人類帶來巨大的好處(如放

43、射診斷、放射治療等。)，但是如果我們在應用中不注意保護或者使用不當。也會造成一定的危害(如個體傷害或人群癌癥發(fā)病率增加)。因此，本章從輻射防護的需要出發(fā)，介紹輻射損傷的基本知識，從而深刻理解制定輻射防護標準的依據(jù)和做好防護工作的必要性。1.輻射損傷機制X射線照射生物體時，與生物體細胞、組織、體液等物質(zhì)相互作用，引起物質(zhì)的原子或分子電離，可直接損傷生物體的一些大分子結(jié)構(gòu)，如斷裂蛋白質(zhì)分子鏈、斷裂核糖核酸或脫氧核糖核酸、破壞一些對物質(zhì)生成有重要意義的酶，甚至直接損傷細胞結(jié)構(gòu)。此外，射線還能電離體內(nèi)廣泛存在的水分子，形成一些自由基，間接損傷身體。輻射損傷的發(fā)病機制與其他疾病相同。致病因素作用于機體后

44、，不僅引起分子水平和細胞水平的變化，還會產(chǎn)生一系列的繼發(fā)性效應，最終導致器官水平的障礙，甚至整體水平的變化。臨床上可能出現(xiàn)輻射損傷的跡象和癥狀。對人體細胞的傷害僅限于個體本身，造成軀體效應。但是，生殖細胞的損傷會影響受照射個體的后代，產(chǎn)生遺傳效應。單個或少量細胞受到輻射損傷(主要是染色體畸變、基因突變等。)和隨機效應。照射大量細胞或破壞它們會導致非隨機效應。在輻射損傷的發(fā)展過程中，機體的反應進一步起主要作用，首先取決于神經(jīng)系統(tǒng)特別是高級神經(jīng)活動的作用，其次取決于體液的調(diào)節(jié)。因此，高等動物的疾病不能僅僅歸結(jié)于簡單的或孤立的細胞中產(chǎn)生的過程，而是包含了非常復雜的過程。二、影響輻射損傷的因素輻射對機

45、體造成的生物效應與多種因素有關(guān)。例如射線的性質(zhì)和強度；個人特征，如敏感程度、年齡、性別、既往病史和健康狀況、工作環(huán)境等。(a)輻射的性質(zhì)輻射屬性包括射線的類型和能量。不同的定性射線在介質(zhì)中的線性能量轉(zhuǎn)移不同，導致電離密度不同，因此相對生物效應也不同。x光和x光的生物效應基本是一樣的。中子的LET要大得多，1-10 MeV的快中子的生物效應比X射線和R射線大10倍。由于射線的能量不同，同一種射線具有不同的生物效應。例如，低能量X射線比高能量X射線需要更少的皮膚紅斑暴露。這是因為低能X射線主要被皮膚吸收，而高能X射線照射時，能量可以到達深部組織，不僅對放射治療有價值，對輻射防護也有重大意義。X射線

46、劑量輻射作用于機體后，機體的損傷與X射線劑量直接相關(guān)。當動物受到不同劑量的輻射時，可以發(fā)現(xiàn)當劑量達到一定量時，急性放射病的體征開始出現(xiàn)。當劑量繼續(xù)增加時，動物就會死亡。劑量越高，死亡率越高。當劑量增加到一定量時，100%的動物都會死亡。(3)劑量率劑量率是單位時間內(nèi)吸收的劑量。一般來說，總劑量相同時，劑量率越高，生物效應越大。但當劑量率達到一定值時，生物效應就失去了與劑量率的正比關(guān)系。在劑量率很小的情況下，當機體損傷與其修復達到平衡時，機體可以長時間受照而不損傷。長期低劑量照射，累積劑量很大時可引起慢性輻射損傷。(4)輻照方式總劑量相同，單向照射和多向照射的效果不同。一次照射和多次照射的效果因

47、多次照射的時間間隔不同而不同。(5)照射位置和周長身體不同部位對輻射的輻射敏感度不同。所謂輻射敏感度，是指機體對電離輻射的抵抗能力，即輻射反應的程度或時間的快慢。輻射敏感性高的組織容易受損。細胞輻射的一般規(guī)律是，正常分裂狀態(tài)的細胞對輻射敏感，不正常分裂的細胞對輻射有抵抗力。人體組織對輻射的敏感度大致如下:1.高度敏感的組織淋巴組織(淋巴細胞和幼稚淋巴細胞)；胸腺(胸腺細胞)；骨髓(未成熟的紅細胞、顆粒細胞和巨核細胞)；胃腸上皮，尤其是小腸隱窩上皮細胞；性腺(精原細胞、卵細胞)；胚胎組織。2.中度敏感的組織感覺器官(角膜、晶狀體和結(jié)膜)；皮膚細胞(主要是血管、血竇和淋巴管皮膚細胞)；皮膚上皮(包

48、括毛囊上皮細胞)；唾液腺；腎、肝和肺組織的上皮細胞。3.輕微敏感組織中樞神經(jīng)系統(tǒng)；分泌物(生殖腺除外)；心。4.不敏感的組織肌肉組織；以及軟骨和骨組織；結(jié)締組織。在相同劑量下，生物效應隨照射范圍的擴大而增大，全身照射比局部照射危害更大。(6)環(huán)境因素在低溫缺氧的情況下，可以延緩和降低輻射效應。此外，不同年齡、性別、健康狀況、精神狀態(tài)和營養(yǎng)狀況的暴露者有不同的影響。因此，人體對輻射的反應受多種因素的影響。7.3射線探傷過程中的防護在固定探傷作業(yè)時，射線探傷儀和被檢對象在固定的房間或墻壁內(nèi)，可以為停留或穿過墻壁的輻射工作人員提供足夠的屏蔽保護，防止探傷作業(yè)時無關(guān)人員進入或停留在輻照室。設(shè)置合理的探

49、傷場所并有足夠的屏蔽是固定探傷安全防護的基本原則。探傷地點的選擇尤為重要，必須充分考慮周圍環(huán)境的安全因素。探傷室應設(shè)在工廠或車間的一角，并應設(shè)有探傷室、操作室和顯影室。操作室、顯影室和探傷室用防護墻隔開，大型探傷室和操作室之間應設(shè)置迷宮墻和防護墻。規(guī)劃新設(shè)施時，應考慮輻射優(yōu)化，使探傷室屏蔽墻厚度滿足屏蔽要求。探傷室內(nèi)屏蔽墻的厚度應根據(jù)公眾中探傷人員或個人的劑量限值和所用探傷儀的工作數(shù)據(jù)進行計算。但按劑量限值設(shè)計時，X射線探傷儀的普通管電壓一般低于400KV，比高能射線更容易屏蔽。如果劑量限值降低到1/10，防護建筑的額外費用只占防護建筑總費用的一小部分。因此，在設(shè)計屏蔽厚度時可以考慮這個因素。

50、同時，探傷室防護門、窗的射線屏蔽性能應與同一側(cè)墻相同，防護門與探傷儀之間應安裝聯(lián)鎖裝置，使防護門關(guān)閉后才能進行射線探傷。探傷室也要配警鈴，開機前三分鐘和照射過程中會提醒你，防止輻射事故。由于探傷作業(yè)在探傷室外進行，防護條件不足，且該處劑量差異較大，因此需要在探傷作業(yè)現(xiàn)場明確劃分控制區(qū)和管理區(qū)?？刂茀^(qū)邊界必須懸掛清晰可見的禁止進入放炮區(qū)的標志，探傷人員應在控制區(qū)邊界操作，否則必須采取相應的防護措施。管理區(qū)邊界應設(shè)四個報警器，即更換燈、警鈴、更換繩、更換環(huán)牌。貼片和暴露人員應攜帶個人劑量報告儀器，兩者之間應有接觸裝置，避免意外暴露。警鈴會在啟動前三分鐘發(fā)出預報警，啟動時發(fā)出警告?？刂茀^(qū)和管理區(qū)的圍欄隨著所使用的X射線探傷儀的類型、工作中使用的管電壓和管電流值的照射方向和時間、操作位置與X射線管的距離、被檢物體的類別和規(guī)格、現(xiàn)場的屏蔽等工作條件而變化。因此，當上述任一條件發(fā)生變化時，應重新定義控制區(qū)和管理區(qū)的圈地。只有做好以上工作，才能有效預防或減少X射線工作者在工業(yè)X射線檢查中受到的輻射劑量，避免其他公眾受到意外照射?？偨Y(jié)隨著畢業(yè)日的到來，畢業(yè)設(shè)計也接近尾聲。經(jīng)過幾周的努力