無損檢測射線檢測

無損檢測射線檢測第一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三利用各種射線對材料透射性能的差異及各種材料對射線的吸收、衰減程度的不同，使底片感光成黑度不同的圖像來觀察的適用于所有材料：對零件形狀、表面粗糙度無嚴(yán)格要求厚鋼板、薄紙片、油畫、紙幣都可主要應(yīng)用于鑄件、焊件能直觀顯示影像易于對缺陷定性、定量和定位射線底片能長期保存第二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三2.1射線檢測的物理基礎(chǔ)一.射線的種類在射線檢測中應(yīng)用的射線主要是X射、γ射線和中子射線。X射線和γ射線屬于電磁輻射，而中子射線是中子束流。

★射線：波長短的電磁波或能量大的粒子流

★不用帶點(diǎn)粒子（陰極射線、β射線、α射線）進(jìn)行探傷，為什么？第三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三射線檢測的物理基礎(chǔ)圖2-1射線的波長分布第四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三射線檢測的物理基礎(chǔ)二.射線的產(chǎn)生1.X射線的產(chǎn)生X射線通常是將高速運(yùn)動(dòng)的電子作用到金屬靶(一般是重金屬)上而產(chǎn)生的。什么是連續(xù)X射線和特征X射線？2.γ射線的產(chǎn)生工業(yè)上廣泛采用人工同位素鈷－60、銥－192產(chǎn)生γ射線。由于γ射線的波長比X射線更短，所以具有更大的穿透力。（天然放射性同位素鐳－226、鈾－235價(jià)格高、不適合制成射線源）第五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三3.中子射線的產(chǎn)生通過原子核反應(yīng)產(chǎn)生，任何能使原子核受到強(qiáng)烈激發(fā)的的方式都可以用來獲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（鐳、釙）的α粒子去轟擊鈹，引起核反應(yīng)而產(chǎn)生中子，強(qiáng)度較低；加速器中子源－用被加速的帶電粒子去轟擊適當(dāng)?shù)陌校梢援a(chǎn)生各種能量的中子，強(qiáng)度比普通同位素中子源高出好幾個(gè)數(shù)量級；反應(yīng)堆中子源－利用重核裂變，在反應(yīng)堆內(nèi)形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，不斷產(chǎn)生大量的中子，是目前能量最大的中子源。第六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三三.射線的特征1.具有穿透物質(zhì)的能力物質(zhì)對X射線、γ射線與中子射線的吸收系數(shù)特征？（氫、硼、稀土元素、鎘；鐵、鉛；同一元素不同同位素）2.不帶電荷、不受電磁場作用3.具有波動(dòng)性、粒子性（可以產(chǎn)生折射、反射、干涉和衍射）4.能使某些物質(zhì)起光化學(xué)作用（產(chǎn)生熒光、感光）5.能使氣體電離并殺死有生命的細(xì)胞第七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三射線檢測的物理基礎(chǔ)四.射線通過物質(zhì)時(shí)的衰減1.X射線、γ射線通過物質(zhì)時(shí)的衰減光電效應(yīng)：產(chǎn)生自由電子和次級標(biāo)識X射線）圖2－3a)康普頓效應(yīng)：X光子的一部分能量傳給電子并將其打出軌道，X光子本身的能量減少并改變傳播方向，成為散射光子圖2－3b)湯姆森散射：產(chǎn)生與入射波長相同的散射線的現(xiàn)象

圖2－3c)電子對效應(yīng)：當(dāng)射線光子能量大于1.02MeV，光子在原子核場的作用下，轉(zhuǎn)化成一對正、負(fù)電子，而入射光子則完全消失圖2－3d）第八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三射線檢測的物理基礎(chǔ)射線通過厚度為d的物質(zhì)時(shí)發(fā)生上述作用，使其能量衰減，公式為：μ－衰減系數(shù)或吸收系數(shù)，被測物質(zhì)厚度，I和I0分別為入射線和透射線強(qiáng)度，H為物體表面至射線源的距離修正后為：第九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三2.中子射線通過物質(zhì)時(shí)的衰減I、I0－分別為入射線和透射線強(qiáng)度，－中子與被檢物質(zhì)中發(fā)生核相互作用的全截面（等于吸收截面與散射截面之和），N－單位體積內(nèi)核的數(shù)目，則吸收系數(shù)：第十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三2.2Χ射線檢測的基本原理和方法一.Χ射線檢測的基本原理Χ射線檢測是利用Χ射線通過物質(zhì)衰減程度與被通過部位的材質(zhì)、厚度和缺陷的性質(zhì)有關(guān)的特性，使膠片感光成黑度不同的圖像來實(shí)現(xiàn)的。第十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三Χ射線檢測的基本原理圖2-2X射線檢測原理第十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三Χ射線檢測的基本原理和方法二.Χ射線檢測方法1.照相法Χ射線檢測常用的方法之一是照相法，即利用射線感光材料(通常用射線膠片)，放在被透照試件的背面接受透過試件后的Χ射線，如圖2-3所示。膠片曝光后經(jīng)暗室處理，就會(huì)顯示出物體的結(jié)構(gòu)圖像。根據(jù)膠片上影像的形狀及其黑度的不均勻程度，就可以評定被檢測試件中有無缺陷及缺陷的性質(zhì)、形狀、大小和位置。此法的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、直觀可靠、重復(fù)性好，是Χ射線檢測法中應(yīng)用最廣泛的一種常規(guī)方法。由于生產(chǎn)和科研的需要，還可用放大照相法和閃光照相法以彌補(bǔ)其不足。放大照相可以檢測出材料中的微小缺陷。第十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三Χ射線檢測的基本原理和方法－照相法圖2-3X射線照相原理示意圖第十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三2.電離檢測法書上圖2－63.熒光屏直接觀察法書上圖2－74.電視觀察法第十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三2.3Χ射線照相檢測技術(shù)一.照相法的靈敏度和透度計(jì)1.靈敏度靈敏度是指發(fā)現(xiàn)缺陷的能力，也是檢測質(zhì)量的標(biāo)志。通常用兩種方式表示：一是絕對靈敏度，是指在射線膠片上能發(fā)現(xiàn)被檢測試件中與射線平行方向的最小缺陷尺寸；二是相對靈敏度，是指在射線膠片上能發(fā)現(xiàn)被檢測試件中與射線平行方向的最小缺陷尺寸占試件厚度的百分?jǐn)?shù)。若以d表示缺陷處試件的厚度，x為與射線平行方向最小缺陷尺寸，則其相對靈敏度為:第十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三Χ射線照相檢測技術(shù)－透度計(jì)2.透度計(jì)透度計(jì)又稱像質(zhì)指示器。在透視照相中，要評定缺陷的實(shí)際尺寸是困難的，因此，要用透度計(jì)來做參考比較。同時(shí)，還可以用透度計(jì)來鑒定照片的質(zhì)量和作為改進(jìn)透照工藝的依據(jù)。透度計(jì)要用與被透照工件材質(zhì)吸收系數(shù)相同或相近的材料制成。常用的透度計(jì)主要有：槽式透度計(jì)金屬絲透度計(jì)板孔型透度計(jì)第十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三Χ射線照相檢測技術(shù)－透度計(jì)圖2-4透度計(jì)示意圖第十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三Χ射線照相檢測技術(shù)－增感屏二.增感屏及增感方式的選擇由于X射線和γ射線波長短、硬度（見下文）大，對膠片的感光效應(yīng)差，一般透過膠片的射線，大約1％就能使膠片中的銀鹽微粒感光。為了增加膠片的感光速度，利用某些增感物質(zhì)在射線作用下能激發(fā)出熒光或產(chǎn)生次級射線，從而加強(qiáng)對膠片的感光作用。在射線透視照相中，所用的增感物質(zhì)稱為增感屏。第十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三Χ射線照相檢測技術(shù)

1）熒光增感屏熒光增感屏是利用熒光物質(zhì)被射線激發(fā)產(chǎn)生熒光實(shí)現(xiàn)增感作用的，其結(jié)構(gòu)如圖2-5所示。它是將熒光物質(zhì)均勻地涂布在質(zhì)地均勻而光滑的支撐物(硬紙或塑料薄板等)上，再覆蓋一層薄薄的透明保護(hù)層組合而成的。圖2-5熒光增感屏構(gòu)造示意圖第二十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三Χ射線照相檢測技術(shù)

2）金屬增感屏金屬增感屏在受射線照射時(shí)產(chǎn)生β射線和二次標(biāo)識X射線對膠片起感光作用。其增感較小，一般只有2～7倍。金屬屏的增感特性通常是，原子序數(shù)增加，增感系數(shù)上升，輻射波長愈短，增感作用越顯著。圖2-6金屬增感屏結(jié)構(gòu)示意圖第二十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三Χ射線照相檢測技術(shù)三.曝光參數(shù)的選擇1）射線的硬度2）射線的曝光量

圖2-7曝光距離與射線強(qiáng)度的關(guān)系第二十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三Χ射線照相檢測技術(shù)3）射線照相對比度和黑度4）焦距的選擇圖2-8透照影像幾何不清晰度第二十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三Χ射線照相檢測技術(shù)5)曝光曲線圖3-6材料厚度與曝光量的關(guān)系曲線第二十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三Χ射線照相檢測技術(shù)－透照方式四.典型工件透照方式的選擇1.平板型工件2.圓管①外透法②內(nèi)透法③雙壁雙影法（大焦距）④雙壁單影法（小焦距）3.角形件（二等分線方向、坡口方向）4.管接頭焊縫5.圓柱體第二十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三2.4常見缺陷及其影像特征焊件中常見的缺陷1）裂紋

2）未焊透3）氣孔4）夾渣5）未熔合6）內(nèi)凹第二十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三常見缺陷及其影像特征-裂紋第二十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三常見缺陷及其影像特征-咬邊第二十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三常見缺陷及其影像特征-內(nèi)咬邊第二十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三常見缺陷及其影像特征-未熔合第三十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三常見缺陷及其影像特征-未焊透第三十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三常見缺陷及其影像特征-未熔合第三十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三常見缺陷及其影像特征-氣孔第三十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三常見缺陷及其影像特征-密集氣孔第三十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三常見缺陷及其影像特征-夾渣第三十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三常見缺陷及其影像特征-夾渣第三十六頁，共四