第三章 射線探傷

第三章射線探傷（RT）3一1射線檢測(cè)基本原理

⒈射線種類

射線分有：

①X射線（波長為0.001-0.1nm,射線能量及強(qiáng)度均可調(diào)節(jié)。探傷靈敏度一般為1%一2%。）

②γ射線（波長為0.0003-0.1nm,能量不能調(diào)節(jié)，衰變速率也是固定的.）

③高能密度X射線（指射線能量在1MeV以上的X射線，焊縫探傷用高能密度X射線一般在15一30MeV,探傷靈敏度較高（0.5%一1%））

⒉射線性質(zhì)（1）不可見，以光速直線傳播（2）不帶電，因而不會(huì)受電場和磁場的作用。（3）具有可穿透可見光所不能穿透的物質(zhì)（例如骨骼、金屬、非金屬等）和在物質(zhì)中有衰減的特性。（4）可使物質(zhì)電離，能使膠片感光，也能使某物質(zhì)產(chǎn)生熒光。（5）能起生物效應(yīng)，傷害和殺死生物細(xì)胞。⒊射線與物質(zhì)相互作用入射到物體的射線，因?yàn)橐徊糠帜芰勘晃铡⒁徊糠帜芰勘簧⑸涠鴾p弱，使其強(qiáng)度發(fā)生衰減。單色平行射線入射物體后的衰減規(guī)律可用下式表示：式中Iδ---射線穿透厚度為δ物體后的射線強(qiáng)度；

I0---入射射線強(qiáng)度；

δ-----透過物體的厚度；

μ----線衰減系數(shù)。

也就是說射線穿透工件后，有缺陷地方的★上式表明，射線的強(qiáng)度是呈負(fù)指數(shù)規(guī)律衰減的。它隨透過物體的厚度和線衰減系數(shù)的增加而增大。

★線衰減系數(shù)μ值與射線的波長（λ）及被穿透物質(zhì)性質(zhì)（原子序數(shù)Z、密度ρ）有關(guān)。

▲對(duì)同樣的物質(zhì)，入射射線波長（λ）越長，μ值越大；

▲對(duì)相同波長（或能量）的入射射線，物質(zhì)的原子序數(shù)Z越大，密度ρ越大，則μ值也越大。⒋射線照相法探傷原理圖中射線在構(gòu)件中及缺陷中的線衰減系數(shù)分別是：無缺陷部位為μ；缺陷部位為μ′

。根據(jù)衰減定律，透過無缺陷部位X厚的射線強(qiáng)度為：透過缺陷部分的射線強(qiáng)度為：

也就是說射線穿透工件后，有缺陷地方的強(qiáng)度與無缺陷處的強(qiáng)度是不一樣的。若在工件的下方（緊貼工件）放一張X光工業(yè)膠片，膠片受X光照射可以感光。由于有缺陷地方的射伐強(qiáng)度與無缺陷處的射結(jié)強(qiáng)度是不一樣的，所以它反映在膠片上的感光程度將是不同的。我們即可在感光后的膠片（X光底片）上通過這一不同判斷出缺陷的性質(zhì)、尺寸及缺陷產(chǎn)生的部位。

缺陷部分μ′分如下兩種情況：

（1）當(dāng)μ′<μ時(shí)（缺陷為氣孔、夾渣、未熔合、未焊透等，即缺陷部位透過射線強(qiáng)度大于周圍完好部位），I′>IX。缺陷在射線照相法探傷的底片上呈黑色影象，在電視屏幕上呈灰白色影象。

（2）當(dāng)μ′>μ時(shí)（缺陷為夾鎢，即缺陷部位透過射線強(qiáng)度小于周圍完好部位），I′<IX。缺陷在射線照相法探傷的底片上呈白色影象，在電視屏幕上呈黑色影象。

3一2射線探傷設(shè)備簡介⒈X射線獲得及X射線機(jī)⑴X射線獲得●X射線在X射線機(jī)的X光管中產(chǎn)生?！馲射線機(jī)的主要組成：(見下頁)

①X光管（是一個(gè)有一定真空度的玻璃容器。一端有一個(gè)由W絲制成的陰極，相對(duì)的另一端有一個(gè)由W制成的中空陽極靶。P30圖3一3“X光管結(jié)構(gòu)示意圖”）

②陰極變壓器（輸出電壓2一10V、電流2一30mA，用于陰極燈絲的加熱。）

③高壓變壓器（輸出幾十伏——500KV電壓。）

④高壓整流器（經(jīng)整流后直流電壓加在陰、陰極上，獲得高壓電場加速熱電子。）

⑤冷卻器（將冷卻液〈常用變壓器絕緣油〉泵入中空陽極進(jìn)行冷卻。）

●自整流式X光機(jī)說明X射線的產(chǎn)生(見下頁)

X射線管5內(nèi)的陰極燈絲7由陰極變壓器2的次級(jí)加熱至熾熱，產(chǎn)生熱發(fā)射電子6。所產(chǎn)生的熱電子在加在陰、陽極間的高電壓所形成的強(qiáng)電場作用下被加速，被加速的熱電子獲得很大動(dòng)能。這些被加速的熱電子高速射向陽極靶4，到達(dá)陽極靶后，電子將全部動(dòng)能交出。其中99%的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，而僅只有1%的熱能轉(zhuǎn)化為X光能。由于陽極靶是傾斜放置的（與垂直方向夾角為20度從陽極靶上發(fā)出的X射線從X光管的窗口射出。

P30圖3一3“X光管結(jié)構(gòu)示意圖”

▲焦點(diǎn)分為實(shí)際焦點(diǎn)和有效焦點(diǎn)：

▲實(shí)際焦點(diǎn)：陽極靶上熱電子轟擊的面積（圖中2）。

▲有效焦點(diǎn)：實(shí)際焦點(diǎn)在垂直于射線束軸線上投影面積。（由于陽極靶與射線束成20度傾角，所以有效焦點(diǎn)尺寸約為實(shí)際焦點(diǎn)尺寸的1/3）（圖中3）⑵X射線機(jī)分類(2種分類方法)①按結(jié)構(gòu)形式分類

按結(jié)構(gòu)形式又分為：

1)攜帶式；2)移動(dòng)式；3)固定式三種。1)攜帶式X射線機(jī)因其體積小、重量輕，而適用于施工現(xiàn)場和野外作業(yè)的檢測(cè)工作。2)移動(dòng)式X射線機(jī)能在生產(chǎn)車間或?qū)嶒?yàn)室內(nèi)移動(dòng)，適用于中、厚板件的檢測(cè)。3)固定式X射線機(jī)則固定在確定的工作環(huán)境中，靠移動(dòng)工件來完成檢測(cè)任務(wù)。②按射線束的輻射方向分類

又分為定向輻射和周向輻射二種。

▲其中周向X射線機(jī)特別適用于管道、鍋爐和壓力容器環(huán)形焊縫的檢測(cè)。由于它一次曝光可以檢測(cè)整條環(huán)縫，所以工作效率特別高。

▲此外，還有一些特殊用途的X射線機(jī)，例如：軟X射線機(jī)（管電壓在60KV以下），用于檢測(cè)金屬薄件、非金屬材料等低原子序數(shù)物質(zhì)內(nèi)部缺陷。微焦點(diǎn)X射線機(jī)（通常為0.01一0.1mm，微焦點(diǎn)最小為0.005mm），適用于近焦距拍片，用于檢測(cè)半導(dǎo)體器件、集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)及焊接質(zhì)量。

★P34表3一2列出了幾種典型X射線機(jī)主要性能。

P34表3-2幾種典型X射線機(jī)類型及特點(diǎn)類型型號(hào)管電壓峰值（Kv）管電流（mA）焦點(diǎn)尺寸（mu）穿透鋼鐵厚度（mn）備注便攜式XX-2005定向20052.5x2.529XXQ-2005定向20051.5x1.529200EG-S2定向20052.0x2.029日本XXH-2005周向20051.0x3.523200EG-B1-G周向20051.0x3.526日本移動(dòng)式XYT-3010定向3001～10/1～54x41.5x1.578XY-3010定向30010/34x41.2x1.270固定式MG450定向420104.5x4.5100荷蘭幾種X射線機(jī)主要參數(shù)⒉γ射線的獲得及γ射線機(jī)⑴γ射線的獲得

◆獲得：由放射性同位素原子核衰變產(chǎn)生。

◆放射性同位素種類：鈷60Co60、銥192Ir192、銫137Cs137、銩170Tm170、鈰75Se75。

◆γ射線源有天然γ射線源和人工γ射線源兩種。人工γ射線源：利用原子能反應(yīng)堆或加速器，用中子去轟擊正常原子，使正常原子核增加若干中子，所獲得的元素為原元素的放射性同位素。

例：鈷60，Co60是利用原子能反應(yīng)堆或加速器，用中子去轟擊鈷59，Co59（質(zhì)子數(shù)為27，而中子數(shù)為32，質(zhì)量為59）使其原子核增加一個(gè)中子，變成放射性同位素鈷60，Co60?！锓派湫酝凰兀涸雍藘?nèi)質(zhì)子數(shù)（原子序數(shù)）相同，而中子數(shù)不同的原子稱為放射性同位素。

★衰變常數(shù)：衰變過程與外界的物理一化學(xué)條件無關(guān)。單位時(shí)間衰變的原子核數(shù)（即衰變速度）是恒定的。這一恒定的衰變速度被稱為衰變常數(shù)，記作λ。

★半衰期：γ射線源的強(qiáng)度衰減至一半所需時(shí)間。

○鈷6060Co半衰期：5.3年?？赏刚蘸穸龋?0一200mm

○銥192192Ir半衰期：73天?？赏刚蘸穸龋?0一100mm

○銫137137Cs半衰期：30年。可透照厚度：25一90mm

○銩170170Tm半衰期：128天?？赏刚蘸穸龋骸?mm

○鈰7575Se半衰期：120天?？赏刚蘸穸龋?0一40mm

γ射線探傷特點(diǎn)主耍優(yōu)點(diǎn)主要缺點(diǎn)▲穿透力強(qiáng)，最厚可以透照300mm鋼材；▲透照過程中不用水、電，因而可在野外、高空、高溫及水下等場合作業(yè)；▲設(shè)備輕巧、操作簡單方便；▲射線源體積小，因而可在X射線機(jī)和加速器無法達(dá)到的狹小部位工作（檢測(cè)可達(dá)性好）。

▲射線源時(shí)刻在衰變都有γ射線產(chǎn)生，所以防護(hù)要求嚴(yán)；▲半衰期短的γ射線源（如Ir192）更換頻繁；▲對(duì)缺陷發(fā)現(xiàn)的靈敏度略低于X射線機(jī)。⑵γ射線機(jī)分類γ射線機(jī)按其結(jié)構(gòu)分為①攜帶式、②移動(dòng)式和③爬行式三種。◆攜帶式γ射線機(jī)多采用Ir192、Cs137作射線源，適合于較薄件的檢測(cè)。◆移動(dòng)式γ射線機(jī)多采用Co60作射線源，用于厚件檢測(cè)?！襞佬惺溅蒙渚€機(jī)用于野外焊接管線的檢測(cè)。幾種典型的γ射線機(jī)主要性能列于P36表3一3。幾種典型γ射線機(jī)性能類型型號(hào)γ源焦點(diǎn)尺寸/平方mm容量（Ci）重量/Kg鋼鐵透照范圍（mm）備注便攜式TI-FIr1923x31001510～80S301Ir19214020德圍PI-104HIr1923x21021日本移動(dòng)式TK-100Co604x410014030～250中國丹東PC-501Co604.2x5.550585日本爬行式M10Ir1926030德國⒊加速器加速器分有：①電子直線加速器、②電子感應(yīng)加速器、③電子回旋加速器三種。目前應(yīng)用最廣泛的是電子直線加速器。具有如下優(yōu)點(diǎn)：①射線束能量、強(qiáng)度、方向均可精確控制。②能量最高可達(dá)35MeV，探傷鋼鐵透照厚度可達(dá)500mm。③焦點(diǎn)尺寸小。（電子感應(yīng)加速器為0.1一0.2x2mm2，電子直線加速器略大些）④探傷靈敏度高達(dá)0.5%一1%。幾種典型加速器性能

⒋射線探傷設(shè)備選擇初步選擇時(shí)主要應(yīng)考慮因素是：

①射線可穿透材料厚度、②顯像質(zhì)量、③曝光時(shí)間、④檢測(cè)裝置對(duì)位和移動(dòng)的難易程度等?！锲渲凶钪饕氖巧渚€可穿透材料厚度?！锔鞣N射線檢測(cè)使用范圍可參照P37圖3—8“各種探傷設(shè)備使用范圍”和表3—5“不同厚度鋼采用射線探傷設(shè)備”。各種射線檢測(cè)設(shè)備使用范圍

不同厚度鋼板選用的射線探傷設(shè)備工件厚度（mm）射線探傷設(shè)備備注6100KVX射線機(jī)12150KVX射線機(jī)也可采用Ir192、Co60γ射線機(jī)25250KVX射線機(jī)50300KVX射線機(jī)75400KVX射線機(jī)100Co60γ射線機(jī)＞100加速器3—3射線照相法探傷

射線照相法探傷實(shí)質(zhì)，是根據(jù)被檢構(gòu)件（材料）與內(nèi)部缺陷介質(zhì)對(duì)射線能量衰減程度的不同，而引起透射后射線強(qiáng)度分布差異（射線強(qiáng)度分布差異形成射線圖象，又稱為輻射圖象。），在感光材料（膠片）上獲得缺陷投影所產(chǎn)生的潛影，經(jīng)暗室處理后蕕得缺陷影象，再對(duì)照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)定構(gòu)件內(nèi)部質(zhì)量。1．射線照相法探傷系統(tǒng)基本組成

1—射線源2—鉛光闌3—濾板4—象質(zhì)計(jì)、標(biāo)記帶5—鉛遮板6—工件7—濾板8--底部鉛板9—暗盒、膠片、增感屏10—鉛罩

（1）射線源：

X射線機(jī)、γ射線機(jī)、加速器。

（2）射線膠片：

類型：①增感型膠片、②非增感型膠片（直接型膠片）。

◆增感型膠片適于與熒光增感屏一起使用.

◆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。

◆IS011699（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）和EN584一1提出將射線膠片分為六類，即C1、C2、C3、C4、C5、C6類。

膠片系統(tǒng)類別（GB/T3323-2005）膠片系統(tǒng)類別粒度感光度對(duì)比度C1、C2（T1）很細(xì)很慢很高C3、C4（T2）

細(xì)

慢高C5（T3）中

中中C5（T3）

粗

快

低各類膠片主要應(yīng)用場合膠片類型主要應(yīng)用場合C1、C2（T1

）電子元器件；結(jié)構(gòu)照相；薄壁焊件；復(fù)合材料；非金屬材料

C3、C4（T2）電子元器件；輕金屬焊件；鑄件；鋼焊件；C5（T3）鋼焊件；鑄件；輕金屬厚鑄件

C6（T4）厚壁鋼焊件；鑄件

（3）增感屏

①作用：1)增感作用。2)濾波作用。

◆增感作用:射線膠片吸收入射射線的能量很少，一般僅為1%左右，為了更多地吸收射線的能量，縮短曝光時(shí)間，常使用增感屏與膠片一起進(jìn)行射線照相，利用增感屏吸收一部分射線能量，增加膠片的感光量，達(dá)到縮短曝光時(shí)間的目的。

◆濾波作用:金屬增感屏可吸收射線中波長的散射線，減少因散射線所引起的灰霧度提高底片成像質(zhì)量。

②種類1)金屬增感屏；2)熒光增感屏；3)金屬熒光增感屏.◆

金屬增感屏：由鉛泊粘在紙基或膠片基上。它的增感作用是被穿透時(shí)產(chǎn)生二次射線和二次電子。鉛泊是很薄的。例：X射線前屏厚度為0.02—0.07mm；

Co60的γ射線前屏厚度為0.1—0.3mm；

Ir192的γ射線前屏厚度為0.02—0.1mm?！魺晒庠龈衅粒簩⒛承}類物質(zhì)（例鎢酸鈣CaW04）涂布在支持物上或?qū)⒔饘俨辰釉谥С治锷现瞥傻钠?。某些鹽類物質(zhì)在射線的作用下可以發(fā)射熒光，使射線膠片感光的作用。◆金屬熒光增感屏：由金屬增感屏和熒光增感屏復(fù)合而成。

★增感屏增感性能的指標(biāo)：

是增感系數(shù)(K)，它定義為射線照片達(dá)到一定的黑度下，不用增感屏?xí)r所需的曝光量(大)與用增感屏?xí)r所需的曝光量(小)之比。

★在射線照相法檢驗(yàn)中常用增感屏：

一般只使用金屬增感屏。它有前、后屏之分。前屏（覆蓋膠片靠近射線源一面）較薄，后屏（覆蓋膠片后面）較厚。進(jìn)行射線照相時(shí)應(yīng)根據(jù)工件的特點(diǎn)、照相質(zhì)量要求、透照條件正確選用增感屏。不同厚度的金屬增感屏適用于不同能量的射線。

鋼、銅和鎳基合金射線照相所用膠片類別和金屬增感屏射線所用膠片類別金屬增感屏類型和厚度A級(jí)B級(jí)X射線≤100KVC5C3不用屏或用鉛屏（前后）≤0.03X射線>100KV-150KVC5C3鉛屏（前后）0.02一0.15X射線>150KV-250KVC5C4鉛屏（前后）0.02一0.15Ir192C5C4前鉛屏0.02一0.15后鉛屏0.02-0.2Co60穿透厚度:≤100C5C4鉛屏鋼或銅屏（前后）0.25-0.7增感屏主要特點(diǎn)比較增感屏種類主要增感物質(zhì)增感機(jī)理增感系數(shù)屏不清晰度金屬增感屏鉛合金等金屬箔二次電子低

無熒光增感屏鎢酸鈣等熒光物質(zhì)熒光很高很大金屬熒光增感屏鎢酸鈣等熒光物質(zhì)熒光高大⑷象質(zhì)計(jì)

★作用：

是用來定量評(píng)價(jià)射線底片影象質(zhì)量的工具，即用象質(zhì)計(jì)來測(cè)定射線底片的射線照相靈敏度。它表示某種特定形狀的細(xì)節(jié)在使用的射線照相技術(shù)下可被發(fā)現(xiàn)的程度，它不完全等同于同樣尺寸的自然缺陷可被發(fā)現(xiàn)的程度。

★類型：

1)絲型象質(zhì)計(jì)、2)階梯孔型象質(zhì)計(jì)、3)槽式象質(zhì)計(jì)。射線照相靈敏度的表示方法：

有兩種，一種稱為相對(duì)靈敏度，另一種稱為絕對(duì)靈敏度。

★相對(duì)靈敏度以百分比表示，即以射線照片上可識(shí)別的象質(zhì)計(jì)的最小細(xì)節(jié)的尺寸與被透照工件的厚度之比的百分?jǐn)?shù)表示。

★絕對(duì)靈敏度則以射線照片上可識(shí)別的象質(zhì)計(jì)的最細(xì)小尺寸表示。1）絲型象質(zhì)計(jì)

絲型象質(zhì)計(jì)它采用與被透照構(gòu)件材料相同或相近的材料制做的7根金屬絲，按直徑大小的順序、以規(guī)定的間距平行排列、封裝在對(duì)射線吸收系數(shù)很低的透明材料中。不同材質(zhì)線型像質(zhì)計(jì)的組別標(biāo)志和適用范圍（GB/T3323-2005）組別標(biāo)志像質(zhì)計(jì)絲號(hào)金屬絲材質(zhì)適用范圍W1FFW6FFW10FFW13FFW1─W7W8─W12W10─W16W13─W19碳素鋼鐵類材料W1CUW6CUW10CUW13CUW1─W7W8─W12W10─W16W13─W19銅銅、鋅、錫及錫合金

W1ALW6ALW10ALW13ALW1─W7W8─W12W10─W16W13─W19

鋁鋁及鋁合金W1TIW6TIW10TIW13TIW1─W7W8─W12W10─W16W13─W19鈦鈦及鈦合金像質(zhì)計(jì)線號(hào)和標(biāo)稱線徑（JB/T7902-2006）像質(zhì)計(jì)含的線金屬線1號(hào)6號(hào)10號(hào)13號(hào)線號(hào)標(biāo)稱線徑X13.20X22.50X32.00X41.60X51.25XX61.00XX70.80X80.63X90.50XX100.40XX110.32XX120.25XX130.20XX140.16XX150.125XX160.100X170.080X180.063X190.050安放工件上，在焊縫被檢區(qū)長度1/4處，鋼絲橫跨焊縫上并與焊縫軸線垂直，且最細(xì)絲朝外。2）階梯孔型象質(zhì)計(jì)

基本結(jié)構(gòu)是在階梯塊上鉆直徑等于階梯厚度的通孔，孔的中心線垂直階梯表面、不做倒角。常用的階梯形狀是矩形和正六邊形

(5)鉛罩、鉛光闌

附加在X射線機(jī)窗口的鉛罩或鉛光闌可以限制射線照射區(qū)域大小和得到合適的照射量，從而減少來自其它物體（如地面、墻壁、構(gòu)件非受檢區(qū)）的散射作用，以避免和減少散射線所導(dǎo)致底片灰霧度的增加。(6)鉛遮板

工件表面和周圍的鉛遮板，可以有效地屏蔽前方散射線和工件外緣由散射引起的“邊蝕”效應(yīng)。（7）底部鉛板

又稱為后防護(hù)鉛板，是屏蔽后方散射線（如來自地面）所用。

（8）濾板

●

材料通常是銅、黃銅和鉛，其厚度應(yīng)合適。例如透照鋼時(shí)所用銅濾板的厚度不大于工件最大厚度的20%，而鉛板則不得大于3%。

●作用：是吸收掉X射線中那些波長較大易引起散射線的譜線。（9）暗盒

暗盒用對(duì)射線吸收不明顯，對(duì)影象無影響的柔軟塑料帶制成。要求它能很好的彎曲和緊貼工件。

（10）標(biāo)記帶

標(biāo)記帶可使每張射線底片與構(gòu)件被檢部位始終能做到一一對(duì)照（即實(shí)現(xiàn)所謂的可追蹤性）。其上的鉛質(zhì)標(biāo)記有：①定位標(biāo)記（中心標(biāo)記、搭接標(biāo)記）、②識(shí)別標(biāo)記（工件編號(hào)、部位編號(hào)、焊縫編號(hào)、返修標(biāo)記）、③B標(biāo)記等?！鬊標(biāo)記應(yīng)貼附在暗盒背面，以檢查背面散線防護(hù)效果。若在底片上出現(xiàn)“B”的較淡影象，應(yīng)予重照。鉛質(zhì)標(biāo)記與被檢區(qū)域同時(shí)透照在底片上，★它們的安放位置見P40圖3—14。（注意解釋A……J、K內(nèi)容，以及B標(biāo)記應(yīng)安放位置）

２.射線照相檢測(cè)條件選擇

（1）選擇依據(jù)1）射線透照技術(shù)質(zhì)量要求

透照鋼熔化焊對(duì)接接頭時(shí)應(yīng)以GB3323—2005《鋼熔化焊對(duì)接接頭射線照相》標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。它把射線透照技術(shù)質(zhì)量分為兩個(gè)級(jí)別。兩個(gè)級(jí)別分別為：

A級(jí)----普通級(jí)別。B級(jí)----優(yōu)化級(jí)別。同樣的透照厚度，針對(duì)不同的透照技術(shù)質(zhì)量級(jí)別來說，應(yīng)識(shí)別的金屬絲號(hào)(象質(zhì)計(jì)數(shù)值)不同。

舉例1：透照厚度8mm，對(duì)應(yīng)A級(jí)透照技術(shù)，應(yīng)識(shí)別的金屬絲號(hào)(象質(zhì)計(jì)數(shù)值)為W13（絲徑0.20），對(duì)應(yīng)B級(jí)透照技術(shù)，應(yīng)識(shí)別的金屬絲號(hào)(象質(zhì)計(jì)數(shù)值)為W15（絲徑0.125）。

舉例2：透照厚度20mm，對(duì)應(yīng)A級(jí)透照技術(shù)，應(yīng)識(shí)別的金屬絲號(hào)(象質(zhì)計(jì)數(shù)值)為W11（絲徑0.32），對(duì)應(yīng)B級(jí)透照技術(shù)，應(yīng)識(shí)別的金屬絲號(hào)(象質(zhì)計(jì)數(shù)值)為W13（絲徑0.20）。2）靈敏度

▲

靈敏度是評(píng)價(jià)射線照相質(zhì)量最重要指標(biāo)，它標(biāo)志著射線檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)缺陷的能力。由于無法預(yù)知工件沿射線穿透方向上應(yīng)識(shí)別的最小缺陷尺寸，為此必須采用已知尺寸的人工“缺陷”（金屬絲、圓孔）——象質(zhì)計(jì)來度量。各種類型的象質(zhì)計(jì)都是用來測(cè)定射線照相靈敏度的工具?！锢孟筚|(zhì)計(jì)得到的射線照相靈敏度，僅用以衡量射線照相影像的質(zhì)量，而不能直接表示可以發(fā)現(xiàn)自然缺陷的實(shí)際尺寸?！锷渚€照相靈敏度是射線照相①對(duì)比度（又稱為襯度。它指小細(xì)節(jié)或小缺陷與其周圍的黑度差）和②清晰度（黑度變化明銳或不明銳程度）兩大因素的綜合效果。射線照相清晰度包括：①幾何不清晰度ug

由于X射線機(jī)的焦點(diǎn)并不是點(diǎn)狀源，而是有—定尺寸，必然會(huì)產(chǎn)生一個(gè)半影，這個(gè)半影被稱為幾何不清晰度ug。它使缺陷邊緣影像變的模糊，使清晰度下降。(P44圖3-19)焦點(diǎn)尺寸對(duì)幾何不清晰度的影響

②固有不清晰度ui

入射到膠片的射線在乳劑層激發(fā)出次級(jí)電子的散線而形成的不清晰度。固有不清晰度ui隨射線能量增加而增加。3）黑度

◆

底片黑度（或光學(xué)密度）D：

是指曝光并經(jīng)暗室處理后的底片黑化程度。黑度定義的數(shù)學(xué)表示：

D=Ig（Lo/L）式中

Lo—入射光強(qiáng)；

L—透射光強(qiáng)?！羯渚€底片黑度可用黑度計(jì)（光密度計(jì)）直接在底片的規(guī)定部位測(cè)量（見P41圖3—16）?！舫跏蓟异F度Do

是指未經(jīng)曝光的底片經(jīng)顯影處理后獲得的黑度，它也包含了膠片本身的不透明度。黑度測(cè)量部位C、D-為最大處A、B-為最小處GB3323-2005規(guī)定各檢測(cè)技術(shù)等級(jí)的黑度值如:

等級(jí)A:黑度≥2.0;

等級(jí)B:黑度≥2.3。（2）X射線照相法探傷參數(shù)選擇1）管電壓選擇●管電壓越高↑，射線的“質(zhì)”越硬↑，穿透能力越強(qiáng)↑。同時(shí)使底片的對(duì)比度下降（即底片相鄰區(qū)域的黑度差別變?。??！茈妷簯?yīng)在保證穿透前提下，盡量選擇較低管電壓?！鳪B3323—2005標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)允許使用的最高管電壓和透照厚度的下限做了規(guī)定.透照厚度和允許使用的最高管電壓γ射線和1MeV以上X射線對(duì)鋼、銅和鎳基合金所適用穿透厚度射線種類穿透厚度ω/mmA級(jí)B級(jí)Tmω≤5ω≤5Yb169a1≤ω≤152≤ω≤12Se75b10≤ω≤4014≤ω≤40Ir19220≤ω≤10020≤ω≤90Co6040≤ ω≤20060≤ω≤150X射線1MeV一4MeV30≤ω≤20050≤ω≤180X射線>4MeV一12MeVω≥50ω≥80X射線>4MeV一12MeVω≥80ω≥1002)管電流（mA）選擇

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當(dāng)管電壓不變時(shí)，管電流（mA）越大↑，X射線強(qiáng)度越大↑，保持底片黑度一定則可以縮短曝光時(shí)間。

▲管電流（mA）大小對(duì)底片黑度影響較大。3)焦點(diǎn)尺寸選擇▲

焦點(diǎn)尺寸越小↓，半影寬度越小↓，清晰度高↑。4)透照距離F的選擇▲透照距離F：指焦點(diǎn)至膠片之間距離。▲

參見P45圖3—20“透照距離對(duì)幾何不清晰度影響”。F越大↑——ug越小↓?！趪鴥?nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，最小透照距離（最小焦距F）均依照幾何不清晰度原理使用諾模圖來確定。(P45圖3—22)透照距離F對(duì)幾何不清晰度影響

（示例：己知d=3mm，δ=20mm，ug

=0.4mm。最小透照距離是多少？在圖中（d）標(biāo)尺中找到“3”刻度，在（δ）標(biāo)尺上找到“20”刻度，用直線連接這二點(diǎn)交于（F-δ）標(biāo)尺的“150”刻度。得到射線源焦點(diǎn)至工件表面距離為150mm，最小透照距離Fmin=150+20=170mm。）。

5)缺陷至膠片距離h▲參見P45圖3—21“缺陷至膠片距離對(duì)幾何不清晰度影響”。h越大↑——ug越大↑?！阅z片應(yīng)緊貼工件下表面。6)X射線輻射角選擇▲X射線輻射角分為：

①定向,定向適用于定向分段曝光。

②周向,周向適用于環(huán)焊縫整圈一次周向曝光。缺陷至膠片距離對(duì)幾何不清晰度影響

7)X射線探傷主要參數(shù)的選擇

在一定的探傷器材、幾何條件和暗室處理等條件下，欲蕕得規(guī)定黑度值的底片，對(duì)某一厚度工件應(yīng)選用的透照參數(shù)叫曝光條件，又稱為曝光規(guī)范。▲X射線檢測(cè)的主要規(guī)范參數(shù)是：管電壓、管電流、焦距和曝光時(shí)間；▲γ射線檢測(cè)的主要規(guī)范參數(shù)是：焦距和曝光時(shí)間。

◆

X射線檢測(cè)的常用曝光曲線有兩種：1）P45圖3—23“以管電壓為參數(shù)的曝光曲線”以管電壓為參數(shù)的曝光曲線

2）P46圖3—24“以曝光量（mA

Xmin）為參數(shù)的曝光曲線”以曝光量（mAXmin）為參數(shù)的曝光曲線

◆由于一張二維坐標(biāo)圖最多只能表示三個(gè)相關(guān)參數(shù)，因此在構(gòu)成X射線曝光曲線時(shí)，一般只能選擇透照厚度、管電壓和曝光量做為可變參數(shù)，其它條件相對(duì)固定。

◆目前用得較多的是P45圖3—23“以管電壓為參數(shù)的曝光曲線”那種。

◆值得注意的是，任何曝光曲線只適用于一組特定條件。只有當(dāng)實(shí)際拍片（探傷）所用的所有條件與制做曝光曲線的條件完全一致時(shí)，才能從曲線中直接找出所需曝光量。任何條件的改變都應(yīng)對(duì)曝光量進(jìn)行修正。圖7-16γ射線檢測(cè)的曝光曲線。

Co60曝光曲線

⑶散射線的控制

◆射線探傷時(shí)，凡受射線照射的物體（工件、暗盒、墻璧、地面、甚至空氣）都會(huì)成為散射源。◆散射線使底片灰霧度增大↑，對(duì)比度和清晰度下降↓?！羝溆绊懗潭扰c散射比n有關(guān)。

n=Is/I式中Is—散射線強(qiáng)度；

I—直接透射強(qiáng)度。散射比n與1)射線能量、2)透照厚度δ有關(guān)。

實(shí)驗(yàn)表明：射線能量減小↓、透照厚度δ增大↑，都使n增大↑。如P47圖3—26所示。

◆射線檢測(cè)時(shí)，設(shè)置鉛罩、鉛光闌、鉛遮板、底部鉛板和濾板都主要是為了減少散射線。另外，金屬增感屏也有減少散射線的作用。（4）透照方式的選擇

GB3323-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，按射線源、工件和膠片之間的相互位置關(guān)系，焊縫的透照方式分為：①縱縫單壁透照法；②單壁外透法；③射線源中心法；④射線源偏心法；⑤橢圓透照法；⑥垂直透照法；⑦雙璧單影法；⑧不等厚透照法。a）縱縫單壁透照法b）對(duì)接環(huán)縫單壁外透法C）射線源中心法的對(duì)接環(huán)縫周向曝光d）管對(duì)接環(huán)縫雙璧單影法

e）橢圓透照法的管對(duì)接環(huán)縫雙璧雙影法在透照方式確定之后，還應(yīng)注意以下二點(diǎn)：

1）選擇合適的射線入射方向

只有射線垂直入射工件中缺陷時(shí)，膠片上缺陷圖像尺寸和形狀才最接近實(shí)際。只有射線入射方向與裂紋、未熔合等面積型缺陷的深度相一致時(shí)，膠片上缺陷影像才最清晰（此時(shí)才具有最高檢出率）。

實(shí)踐表明：當(dāng)二者傾角大于20度時(shí)，裂紋漏檢可能性大大增加。如P49圖3—29“沿坡口方向透照?qǐng)D”所示，為便于檢查出坡口面未熔合缺陷，應(yīng)選與坡口面相一致（平行）的射線入射方向。沿坡口方向透照?qǐng)D

2）透照厚度差的控制▲在X射線機(jī)輻射角θ的照射場內(nèi)，射線強(qiáng)度分布不均勻。如P49圖3—30“射線照射場內(nèi)射線強(qiáng)度分布”所示并不是均勻的，可以看出：中心最強(qiáng)，邊上弱。愈靠近邊緣，射線強(qiáng)度愈弱，黑度愈低。◆透照工件時(shí)，中心射線穿透的工件厚度小于邊緣射線穿透的工件厚度，產(chǎn)生了透照厚度差（δ,>δ）。這也使底片邊緣部位的黑度值低于中間部位的黑度值，降低了底片兩端圖像的對(duì)比度，在膠片兩端產(chǎn)生缺陷漏檢的可能性將提高。◆為此控制透照厚度比A。

透照技術(shù)等級(jí)A級(jí):透照厚度比A≤1.2

透照技術(shù)等級(jí)B級(jí):透照厚度比A≤1.1

◆對(duì)透照厚度比A的限制，實(shí)際表現(xiàn)為對(duì)每次透照（檢測(cè)或探傷）長度的控制。對(duì)某條長焊縫來說，可以看作該焊縫需要透照多少個(gè)段落（檢測(cè)區(qū)段）。

★角接頭、T型接頭要加補(bǔ)償塊以彌補(bǔ)透照厚度上的差別。見P50圖3—32“安放補(bǔ)償塊”a.角接接頭、b.T型接接頭。注：補(bǔ)償塊材料與工件材料相同。⒊焊接接頭射線照相缺陷評(píng)定⑴底片本身質(zhì)量評(píng)判①底片黑度：透照技術(shù)質(zhì)量A級(jí)D≥2.0、透照技術(shù)質(zhì)量B級(jí)D≥2.3。底片初始灰霧度Do≤0.3。

②象質(zhì)計(jì)數(shù)值：1)相等的透照厚度下，不同的透照技術(shù)質(zhì)量所要求的象質(zhì)計(jì)數(shù)值是不—樣的。2)相同的透照技術(shù)質(zhì)量下，不同的透照厚度所要求的象質(zhì)計(jì)數(shù)值是不—樣的。③散射線控制情況：檢查底片上是否有“B”的影像，若有則認(rèn)為底面防護(hù)不夠，應(yīng)于重照。④標(biāo)記的齊全性及正確性檢查：⑤偽缺陷檢查：⑵焊接接頭質(zhì)量分級(jí)根據(jù)缺陷性質(zhì)和數(shù)量，焊接接頭質(zhì)量分為四個(gè)等級(jí)。I級(jí)焊接接頭：應(yīng)無裂紋、未熔合、未焊透和條形缺陷。II級(jí)焊接接頭：應(yīng)無裂紋、未熔合和未焊透。III級(jí)焊接接頭：應(yīng)無裂紋、未熔合以及雙面焊和加墊板的單面焊中的未焊透。IV級(jí)焊接接頭：焊接接頭中缺陷超過III級(jí)者。⑵焊接缺陷評(píng)級(jí)◆將缺陷分為圓形缺陷和條形缺陷兩類分別進(jìn)行評(píng)定?！魣A形缺陷：缺陷長徑比缺陷寬度≤3者。它們可以是圓形、橢圓形、錐形或帶尾巴的氣孔、夾渣和夾鎢?！魲l形缺陷：缺陷長徑比缺陷寬度＞3的氣孔、夾渣和夾鎢。①圓形缺陷評(píng)級(jí)

1)確定評(píng)定區(qū)尺寸

★圓形缺陷評(píng)級(jí)是在評(píng)定區(qū)內(nèi)進(jìn)行評(píng)定的，評(píng)定區(qū)大小與透照厚度有關(guān)。下表為缺陷評(píng)定區(qū)的選定。

評(píng)定區(qū)厚T/mm≤25＞25～100＞100評(píng)定區(qū)尺寸/mm10x1010x2010x302)缺陷化成相應(yīng)點(diǎn)數(shù)

將評(píng)定區(qū)內(nèi)所有圓形缺陷化成相應(yīng)點(diǎn)數(shù)。點(diǎn)數(shù)與缺陷長徑尺寸有關(guān)。將評(píng)定區(qū)內(nèi)的所有園形缺陷按下表化成相應(yīng)點(diǎn)數(shù)。

注：當(dāng)缺陷與評(píng)定區(qū)邊界線相接時(shí)，應(yīng)把它劃入評(píng)定區(qū)內(nèi)計(jì)算點(diǎn)數(shù)。缺陷長徑/mm≤1＞1～2＞2～3＞3～4＞4～6＞6～8＞8點(diǎn)數(shù)12361015253)圓形缺陷分級(jí)

★將評(píng)定區(qū)內(nèi)缺陷點(diǎn)數(shù)相加，按下表進(jìn)行評(píng)定。

注：表中的點(diǎn)數(shù)是允許缺陷點(diǎn)數(shù)的上限。

評(píng)定區(qū)/mm10x1010x2010x30評(píng)定區(qū)厚度/mm≤10＞10～15＞15～25＞25～50＞50～100＞100質(zhì)量等級(jí)I123456II369121518III61218243036IV缺陷點(diǎn)數(shù)大于III者②條形缺陷評(píng)級(jí)

◆條形缺陷評(píng)級(jí)是在整張片子上評(píng)定。質(zhì)量等級(jí)評(píng)定厚度單個(gè)條形缺陷長度條形缺陷總長IIT≤1212＜T＜60T≥6041/3T20在平行于焊縫軸線的任意直線上，相鄰兩缺陷間距均不超過6L的任意一組缺陷，其累計(jì)長度在12T焊縫長度內(nèi)不超過TIIIT≤99＜T＜45T≥4562/3T30在平行于焊縫軸線的任意直線上，相鄰兩缺陷間距均不超過3L的任意一組缺陷，其累計(jì)長度在6T焊縫長度內(nèi)不超過TIV大于III級(jí)者③未焊透評(píng)級(jí)★不加墊的單面焊中未焊透的允許長度，應(yīng)按上表“條形缺陷評(píng)級(jí)表”的III級(jí)評(píng)定?！锝呛缚p的未焊透是指角焊縫的實(shí)際熔深未達(dá)規(guī)足熔深值，應(yīng)按上表“條形缺陷評(píng)級(jí)表”的III級(jí)評(píng)定。設(shè)計(jì)焊縫系數(shù)≤o．75的鋼管根部未焊透按下表評(píng)級(jí)。質(zhì)量等級(jí)未焊透深度長度/mm占壁厚的百分?jǐn)?shù)/%深度/mmII≤15≤1．5≤10%周長III≤20≤2．0≤15%周長IV大于III者④綜合評(píng)級(jí)

在圓形缺陷評(píng)定區(qū)內(nèi)，同時(shí)存在圓形缺陷和條形缺陷（或未焊透、根部內(nèi)凹和根部咬邊）時(shí)，應(yīng)各自評(píng)級(jí)，將兩種缺陷所評(píng)級(jí)別相加減1（或三種缺陷所評(píng)級(jí)別相加減2）作為最終級(jí)別。3—4射線照相法缺陷識(shí)別一般可從以下三個(gè)方面對(duì)射線底片上的影像進(jìn)行分析、判斷：①影像幾何形狀；②影像黑度分布；③影像的位置。熔焊接頭常見缺陷主要有五類：1）熔合不良類如未焊透、未熔合。2）裂紋類冷裂紋、熱裂紋、再熱裂紋、八字裂紋、弧坑裂紋等。3）孔穴類如氣孔。4）固體夾雜類如夾渣、夾鎢。5）形狀缺陷類如咬邊、焊瘤、下蹋、下垂、燒穿、角變形、錯(cuò)邊等焊接缺陷顯示特點(diǎn)（1）焊接缺陷射線照相法底片工業(yè)X射線電祝法屏幕種類名稱裂紋橫向裂紋與焊縫軸線垂直的黑色條紋，兩頭尖細(xì)形貌同左的灰白色條紋縱向裂紋與焊縫軸線一致的黑色條紋，兩頭尖細(xì)形貌同左的灰白色條紋放射裂紋由一點(diǎn)輻射出去星形黑色條紋形貌同左的灰白色條紋弧坑裂紋弧坑中縱、橫向及星形黑色條紋位置及形貌同左的灰白色條紋未熔合和未焊透未熔合坡口邊緣、焊道之間以及焊縫根部等處的伴有氣孔或夾渣的連續(xù)或斷續(xù)黑色影象分布同左的灰白色圖象未焊透焊縫根部純邊未熔化的直線形黑色影象灰白色直線狀影象夾渣條狀?yuàn)A渣黑度值較均勻的呈長條形黑色不規(guī)則影象亮度較均勻的長條灰白色影象焊接缺陷顯示特點(diǎn)（2）焊接缺陷射線照相法底片工業(yè)X射線電祝法屏幕種類名稱園形缺陷夾鎢白色塊狀黑色塊狀點(diǎn)狀?yuàn)A渣黑色點(diǎn)狀灰白色點(diǎn)狀球