不同射線檢測方法講義.ppt

1、2020/10/7,1,射 線 檢 測,材料成型及控制工程教研室 石端虎,2020/10/7,射線檢測,2,定義：射線檢測是利用射線可穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中有衰減的特性來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種探傷方法。 分類 X射線波長0.0010.1nm 射線波長0.00030.1nm 高能射線,2020/10/7,射線檢測,3,特點(diǎn),缺陷種類、大小直觀 有記錄 對(duì)裂紋不敏感 需要防護(hù) 設(shè)備、操作、成象較復(fù)雜,2020/10/7,射線檢測,4,射線的獲得及基本性質(zhì),X射線的產(chǎn)生 陰極加熱 電子發(fā)射 電場加速 撞擊陽極靶 X射線,X射線產(chǎn)生示意圖,2020/10/7,射線檢測,5,X 射線管,X射線管結(jié)構(gòu)示意圖 1玻璃外

2、殼；2陽極；3陰極,2020/10/7,射線檢測,6,X射線產(chǎn)生的條件,足夠量的高速運(yùn)動(dòng)的電子 有一個(gè)能經(jīng)受高速電子撞擊而產(chǎn)生X射線的靶 真空空間，防止氧化，防止電子受空氣的阻擋,射線的獲得及性質(zhì),2020/10/7,射線檢測,7,能量轉(zhuǎn)換 1的能量轉(zhuǎn)換為X射線，99為熱能 冷卻，短時(shí)間使用 X射線的強(qiáng)度 發(fā)射的電子數(shù)量（管電流） 管電壓的平方 陽極材料的原子序數(shù),射線的獲得及性質(zhì),2020/10/7,射線檢測,8,X射線的性質(zhì),不可見 不帶電 可穿透不透明的物質(zhì) 能使底片感光 有反射、折射、干涉現(xiàn)象 使某些物質(zhì)產(chǎn)生光電效應(yīng) 生物效應(yīng),射線的獲得及性質(zhì),2020/10/7,射線檢測,9,X射線

3、的分布,射線的獲得及性質(zhì),2020/10/7,射線檢測,10, 射線,射線的產(chǎn)生 放射性同位素的原子核衰變 半衰期 T=0.693/ （年） 衰變常數(shù) 例：Co60， = 0.131/年 T = 5.3 年 射線的性質(zhì)與特點(diǎn) 與X射線相似 波長比X射線短 穿透力：Co60 - 銅 250mm；鋁 350mm；鋼 300mm,射線的獲得及性質(zhì),2020/10/7,射線檢測,11, 射線,射線的獲得及性質(zhì),2020/10/7,射線檢測,12, 射線應(yīng)用特點(diǎn),不用水電，適應(yīng)野外作業(yè) 設(shè)備輕巧，方便 半衰期短的射線源需頻繁更換 嚴(yán)格防護(hù) 靈敏度較低,射線的獲得及性質(zhì),2020/10/7,射線檢測,13

4、,高能X射線,定義：能量100萬電子伏特的X射線 產(chǎn)生：電子回旋加速器等 性質(zhì)：焦點(diǎn)小 特點(diǎn) 穿透力大（能量大，吸收） 5060%變成熱能，轉(zhuǎn)換效率高 散熱問題小,射線的獲得及性質(zhì),2020/10/7,射線檢測,14,射線照相用設(shè)備,X射線探傷機(jī)組成,射線檢測設(shè)備,2020/10/7,射線檢測,15,X射線檢測設(shè)備,射線檢測設(shè)備,2020/10/7,射線檢測,16,射線檢測設(shè)備,2020/10/7,射線檢測,17,射線探傷機(jī),射線檢測設(shè)備,2020/10/7,射線檢測,18,膠片 紀(jì)錄載體 暗盒 防止曝光 增感屏 增感系數(shù)（曝光量的比值）：K=無/有 熒光增感屏：產(chǎn)生熒光，增感系數(shù)大， 金屬增

5、感屏：二次電子和金屬標(biāo)識(shí)射線；增感系數(shù)小，晶粒細(xì)小,射線檢測設(shè)備,2020/10/7,射線檢測,19,射線探傷原理及方法,原理 衰減規(guī)律 光化作用 內(nèi)部信息獲取 強(qiáng)度不同的射線場 探測并記錄這個(gè)場信息,2020/10/7,射線檢測,20,衰減定律,Jd=J0e -d （單色平行射線） d:物質(zhì)厚度； ：衰減系數(shù) K3Z3 = + K：系數(shù)，決定于比重 ：波長 Z：原子序數(shù) ：吸收系數(shù) ：散射系數(shù),軟射線（波長較長）要比硬射線（波長較短）易被材料吸收,射線探傷原理及方法,2020/10/7,射線檢測,21,X、（電磁波）射入，穿透物質(zhì) 受其影響，物質(zhì)產(chǎn)生某些變化 射線受物質(zhì)作用 一部分被吸收 改

6、變了傳播方向,射線與物質(zhì)的相互作用,射線探傷原理及方法,2020/10/7,射線檢測,22,與整個(gè)原子進(jìn)行 光電效應(yīng)和瑞利散射 與原子中的一個(gè)電子 康普頓效應(yīng)，電子對(duì)效應(yīng) 與原子核進(jìn)行 核場電子對(duì)效應(yīng)和共振彈性散射,射線與物質(zhì)的相互作用,射線探傷原理及方法,2020/10/7,射線檢測,23,電磁波的雙重性 粒子性波長短 波動(dòng)性波長長 X、 主要為粒子性,射線與物質(zhì)的相互作用,射線探傷原理及方法,2020/10/7,射線檢測,24,射線與物質(zhì)的相互作用,射線探傷原理及方法,2020/10/7,射線檢測,25,射線與物質(zhì)的相互作用,吸收,物質(zhì)越厚，撞擊的機(jī)會(huì)越多，能量損耗大，吸收增加,射線探傷原

7、理及方法,2020/10/7,射線檢測,26,散射,現(xiàn)象 射線通過物質(zhì)以后，有部分射線改變了原來的方向，形成散射 原因 物質(zhì)的原子中的電子，在射線電磁場的作用下，形成新的電磁波源，向四周輻射X射線,射線探傷原理及方法,2020/10/7,射線檢測,27,射線探傷技術(shù)及工藝,射線透照靈敏度 射線照相的影象質(zhì)量因素：對(duì)比度、清晰度和顆粒度 對(duì)比度 :射線照相影象兩個(gè)區(qū)域的黑度差 黑度: I/I0稱為透過率, D = lg I0/I 清晰度（半影寬度） 幾何不清晰度 膠片固有不清晰度,2020/10/7,射線檢測,28,幾何不清晰度,理想邊界垂直 實(shí)際邊界緩變 緩變區(qū)的大小U 幾何不清晰度射線源的焦

8、點(diǎn)影響 射線的焦點(diǎn) 陽極靶上發(fā)出X射線的范圍 Ug=dT/(fT),d,T,F,2020/10/7,射線檢測,31,幾何不清晰度影響,2020/10/7,射線檢測,32,射線照相的靈敏度,顯現(xiàn)缺陷的程度或發(fā)現(xiàn)最小缺陷的能力 絕對(duì)靈敏度沿射線方向可發(fā)現(xiàn)最小缺陷的尺寸 相對(duì)靈敏度沿射線方向所能發(fā)現(xiàn)的最小缺陷的尺寸與被檢處的材料厚度的百分比,2020/10/7,射線檢測,33,象質(zhì)計(jì),2020/10/7,射線檢測,34,射線探傷工藝,透照規(guī)范包括：透照布置、透照基本參數(shù)、透照輔助措施和透照設(shè)備與器材 管電壓 材料的吸收系數(shù)（穿透厚度） 照相靈敏度 選擇原則 焦距 幾何不清晰度的要求 適當(dāng)?shù)纳渚€強(qiáng)度，

9、均勻的透照范圍 曝光量 透照時(shí)間 管電流 (mAmin),2020/10/7,射線檢測,35,曝光曲線,實(shí)驗(yàn)確定的有關(guān)透照規(guī)范數(shù)據(jù)的一組曲線 應(yīng)用說明：根據(jù)板厚由曝光曲線確定管電壓、曝光量,2020/10/7,射線檢測,36,射線探傷的應(yīng)用與缺陷識(shí)別,射線探傷的應(yīng)用 準(zhǔn)備：探傷范圍（5100）、位置、標(biāo)記等 選規(guī)范：管電壓、曝光量、焦距 輔助器材的使用 增感屏熒光增感屏 補(bǔ)償塊同種材質(zhì)，鉛粉、鋇液 鉛板減少散射線的影響 缺陷的畸變：射線角度影響,2020/10/7,射線檢測,37,焊縫的射線檢測,應(yīng)熟悉焊接工藝，了解可能出現(xiàn)的缺陷類型和部位 選擇合理的透照方位，以得到最大的缺陷檢出率 管子透照

10、問題，單壁單投影，雙壁單投影，雙壁雙投影 圓周透照的重疊問題,2020/10/7,射線檢測,38,射線探傷的缺陷識(shí)別,焊縫缺陷 裂紋在底片上呈直線且略成波紋狀，二頭尖細(xì)，中間稍寬。（縱向、橫向裂紋） 未焊透焊縫影響中心呈現(xiàn)一條黑度較大的細(xì)長直線。 氣孔在底片上多呈現(xiàn)為圓形或橢圓形的黑點(diǎn)，其中心黑度較大，邊界黑度較小。（分散氣孔、密集氣孔、單個(gè)氣孔等） 夾渣焊縫內(nèi)部的非金屬殘留物，在底片上是一些黑度不均勻，形狀不規(guī)則的點(diǎn)狀、條狀或塊狀黑影。 夾鎢鎢的密度比鐵大，呈白點(diǎn),2020/10/7,射線檢測,39,典型缺陷圖片,2020/10/7,射線檢測,40,2020/10/7,射線檢測,41,202

11、0/10/7,射線檢測,42,2020/10/7,射線檢測,43,射線照相底片,2020/10/7,射線檢測,44,射線檢測應(yīng)用1,2020/10/7,射線檢測,45,射線檢測應(yīng)用2,2020/10/7,射線檢測,46,射線檢測應(yīng)用3,2020/10/7,射線檢測,47,射線檢測應(yīng)用4,2020/10/7,射線檢測,48,射線檢測應(yīng)用5,2020/10/7,射線檢測,49,射線檢測應(yīng)用6,2020/10/7,射線檢測,50,實(shí)時(shí)成像檢測方法,快速檢測 動(dòng)態(tài)檢測 數(shù)字圖像（A/D轉(zhuǎn)換） 計(jì)算機(jī)管理 圖像處理,2020/10/7,射線檢測,51,各種實(shí)時(shí)成像檢測系統(tǒng),2020/10/7,射線檢測,

12、52,典型系統(tǒng),2020/10/7,射線檢測,53,圖像增強(qiáng)器結(jié)構(gòu),2020/10/7,射線檢測,54,圖像增強(qiáng)器,2020/10/7,射線檢測,55,實(shí)時(shí)成像系統(tǒng),2020/10/7,射線檢測,56,靈敏度曲線1,2020/10/7,射線檢測,57,靈敏度曲線2,2020/10/7,射線檢測,58,2020/10/7,射線檢測,59,環(huán)焊縫實(shí)時(shí)成像檢測,2020/10/7,射線檢測,60,實(shí)時(shí)成像控制系統(tǒng),2020/10/7,射線檢測,61,實(shí)時(shí)成像檢測應(yīng)用,2020/10/7,射線檢測,62,2020/10/7,射線檢測,63,C T檢測方法,Computer Tomography 真正的二維圖像 可實(shí)現(xiàn)三維檢測,2020/10/7,射線檢測,64,射線源 X射線、射線 探測器 機(jī)械裝置（步進(jìn)、旋轉(zhuǎn)） 計(jì)算機(jī)重建,CT檢測原理,2020/10/7,射線檢測,65,CT檢測原理