无损检测基础知识全.ppt

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1、无损检测基础知识无损检测基础知识 侯文科侯文科山东特检院工程中心n n无无损检测损检测定定义义 在不在不在不在不损损坏坏坏坏试试件的前提下，以物理或化学方法件的前提下，以物理或化学方法件的前提下，以物理或化学方法件的前提下，以物理或化学方法为为手段，手段，手段，手段，借助先借助先借助先借助先进进的技的技的技的技术术和和和和设备设备器材，器材，器材，器材，对试对试件的内部及表面的件的内部及表面的件的内部及表面的件的内部及表面的结结构，构，构，构，性性性性质质，状，状，状，状态进态进行行行行检查检查和和和和测试测试的方法。而用人的肉眼的方法。而用人的肉眼的方法。而用人的肉眼的方法。而用人的肉眼为为

2、手段手段手段手段称之称之称之称之为为宏宏宏宏观检查观检查，。，。，。，。无无无无损损探探探探伤伤：是无：是无：是无：是无损检测损检测早期早期早期早期阶阶段的名称，其涵段的名称，其涵段的名称，其涵段的名称，其涵义义是探是探是探是探测测和和和和发现发现缺陷。缺陷。缺陷。缺陷。无无无无损检测损检测：是当前：是当前：是当前：是当前阶阶段的名称，其内涵不段的名称，其内涵不段的名称，其内涵不段的名称，其内涵不仅仅仅仅是探是探是探是探测测缺缺缺缺陷，陷，陷，陷，还还包括探包括探包括探包括探测试测试件的一些其他信息，例如件的一些其他信息，例如件的一些其他信息，例如件的一些其他信息，例如结结构、性构、性构、性构

3、、性质质、状状状状态态等，并等，并等，并等，并试图试图通通通通过测试过测试掌握更多的信息。掌握更多的信息。掌握更多的信息。掌握更多的信息。无无无无损评损评价：是将价：是将价：是将价：是将进进入或目前正在入或目前正在入或目前正在入或目前正在进进入的新入的新入的新入的新阶阶段的名称，段的名称，段的名称，段的名称，其内涵不其内涵不其内涵不其内涵不仅仅仅仅是探是探是探是探测测缺陷、探缺陷、探缺陷、探缺陷、探测试测试件的件的件的件的结结构、性构、性构、性构、性质质、状、状、状、状态态，还还要要要要获获取更全面、更深刻的、更准确的取更全面、更深刻的、更准确的取更全面、更深刻的、更准确的取更全面、更深刻的、

4、更准确的综综合信息，例如缺合信息，例如缺合信息，例如缺合信息，例如缺陷的形状、尺寸、位置、取向、内容特、缺陷部位的金相陷的形状、尺寸、位置、取向、内容特、缺陷部位的金相陷的形状、尺寸、位置、取向、内容特、缺陷部位的金相陷的形状、尺寸、位置、取向、内容特、缺陷部位的金相组织组织、残余、残余、残余、残余应应力等。力等。力等。力等。概述概述山东特检院工程中心n n常用常规无损检测方法 射射线检测线检测超声超声检测检测磁粉磁粉检测检测渗透渗透检测检测涡涡流流检测检测声声发发射射检测检测n n现代无损检测技术的发展新的新的检测检测理理论论计计算机技算机技术术的的发发展展产产生新的生新的检测检测手段手段

5、:TOFD :TOFD 磁磁记忆记忆 超声成像等超声成像等山东特检院工程中心概述概述n n无无损检测损检测的目的的目的n n一、保一、保一、保一、保证产证产品品品品质质量量量量 通通过过无无损检测损检测方法可以探方法可以探测测出出许许多肉眼很多肉眼很难难看看见见的的细细小缺陷。在小缺陷。在容器和其他容器和其他产产品制造的品制造的过过程程检验检验和最和最终质终质量量检验检验中普遍采用。中普遍采用。采用破坏性采用破坏性检测检测，在，在检测检测完成的同完成的同时时，试试件也被破坏了，因此破件也被破坏了，因此破坏性坏性检测检测只能只能进进行抽行抽样检验样检验。与破坏性。与破坏性检测检测不同，无不同，无

6、损检测损检测不需不需损损坏坏试试件就能完成件就能完成检测过检测过程程 ，因此无，因此无损检测损检测能能够对产够对产品品进进行百分之百行百分之百检验检验或逐件或逐件检验检验。二、保障使用安全二、保障使用安全二、保障使用安全二、保障使用安全 即使是即使是设计设计和制造和制造质质量完全符合量完全符合规规范要求的容器，在范要求的容器，在经过经过一段一段时时间间使用后，也有可能使用后，也有可能发发生破坏事故，生破坏事故，这这是由于苛刻的运行条件使是由于苛刻的运行条件使设备设备状状态发态发生生变变化，例如由于高温和化，例如由于高温和应应力的作用力的作用导导致致材料材料蠕蠕变变，由于温度、，由于温度、压压力

7、的波力的波动产动产生交生交变应变应力，使力，使设备设备的的应应力集中部位力集中部位产产生疲生疲劳劳，由下腐，由下腐蚀蚀作用使壁厚减薄或材作用使壁厚减薄或材质质劣化等等。上述因素有可能使劣化等等。上述因素有可能使设备设备中原来存中原来存在的，制造在的，制造规规范允范允许许的小缺陷的小缺陷扩扩展开裂，或使展开裂，或使设备设备中原来没有缺陷的中原来没有缺陷的地方地方产产生生样样或那或那样样的新生缺陷，的新生缺陷，最最终导终导致致设备设备失效。失效。为为了保障使用安了保障使用安全，全，对对在用在用锅锅炉炉压压力容器，必力容器，必须须定期定期进进行行检验检验，及，及时发现时发现缺陷，避免缺陷，避免事故事

8、故发发生。生。山东特检院工程中心概述概述n n三、改三、改三、改三、改进进制造工制造工制造工制造工艺艺 n n 在在产产品生品生产产中，中，为为了了解制造工了了解制造工艺艺足否适宜，必足否适宜，必须须事先事先进进行工行工艺试验艺试验。在工在工艺试验艺试验中，中，经经常常对对工工艺试样进艺试样进行无行无损检测损检测，并根据，并根据检测结检测结果改果改进进制造工制造工艺艺，最，最终终确定理想的制造工确定理想的制造工艺艺。例如，。例如，为为了确定了确定焊焊接工接工艺规艺规范，在范，在焊焊接接试验试验时对焊时对焊接接试样进试样进行射行射线线照相。随后根据照相。随后根据检测结检测结果修正果修正焊焊接参数

9、，最接参数，最终终得到能得到能够够达到达到质质量要求的量要求的焊焊接工接工艺艺。又如，在。又如，在进进行行铸铸造工造工艺设计时艺设计时，通，通过过射射线线照相照相探探测试测试件的缺陷件的缺陷发发生情况，并据此改生情况，并据此改进浇进浇口和冒口的位置，最口和冒口的位置，最终终确定台适的确定台适的铸铸造工造工艺艺。四、降低生四、降低生四、降低生四、降低生产产成本成本成本成本 在在产产品制造品制造过过程中程中进进行无行无损检测损检测，往往被，往往被认为认为要增加要增加检测费检测费用，从而使用，从而使制造成本增加。可是如果在制造制造成本增加。可是如果在制造过过程中程中间间的适当的适当环节环节正确地正确

10、地进进行无行无损检测损检测，就是防止以后的工序浪就是防止以后的工序浪费费，减少返工，降低，减少返工，降低废废品率，从而降低制造成本。例品率，从而降低制造成本。例如，在厚板如，在厚板焊焊接接时时，如果在，如果在焊焊接全部完成后再无接全部完成后再无损检测损检测，发现发现超超标标缺陷需要缺陷需要返修，要花返修，要花费许费许多工多工时时或者很或者很难难修修补补。因此可以在。因此可以在焊焊至一半至一半时时先先进进行一次行一次无无损检测损检测，确，确认认没有超没有超标标缺陷后再缺陷后再继续焊继续焊接，接，这样虽这样虽然无然无损检测费损检测费用有所增加，用有所增加，但但总总的制造成本降低了。又如，的制造成本

11、降低了。又如，对铸对铸件件进进行机械加工，有行机械加工，有时时不允不允许许机加上后机加上后的表面上出的表面上出现夹现夹渣、气孔、裂渣、气孔、裂纹纹等缺陷，等缺陷，选择选择在机加工前在机加工前对对要要进进行加工的部行加工的部位位实实施无施无损检测损检测，对发现对发现缺陷的部位就不再加工，从而降低了缺陷的部位就不再加工，从而降低了废废品率，品率，节节省省了机加工工了机加工工时时。山东特检院工程中心n n无无无无损检测损检测注意事注意事注意事注意事项项 1 1、与破坏性、与破坏性检测检测相配合相配合 无无损检测损检测技技术术自身自身还还有局限性。有局限性。对对一个工件、材料、机器一个工件、材料、机器

12、设备设备的的评评价，必价，必须须把无把无损检测损检测的的结结果与果与破坏性破坏性检测检测的的结结果互相果互相对对比和配合，才能作出准确的比和配合，才能作出准确的评评定。定。例如液化石油气例如液化石油气钢钢瓶除了无瓶除了无损检测损检测外外还还要要进进行爆破行爆破试验试验。锅锅炉管炉管子子焊缝焊缝，有，有时时要切取要切取试样试样做金相和断口做金相和断口检验检验。2 2、正确、正确选择检测时选择检测时机机 在在进进行无行无损检测时损检测时，必，必须须根据无根据无损检测损检测的目的，正确的目的，正确选择选择无无损检损检测实测实施的施的时时机。机。例如，要例如，要检查检查高高强钢焊缝强钢焊缝有无延有无延

13、迟迟裂裂纹纹，无，无损检测实损检测实施的施的时时机，机，就就应应安排在安排在焊焊接完成接完成24h24h以后以后进进行。行。要要检查热处检查热处理工理工艺艺是否正确，就是否正确，就应应将无将无损检测实损检测实施施时时机放在机放在热处热处理之后理之后进进行。行。山东特检院工程中心n n 3 3、合理、合理选择选择无无损检测损检测方法方法 必必须须在在检测检测前，根据被前，根据被检检物的材物的材质质、结结构、形状、尺寸，构、形状、尺寸，预计预计可能可能产产生什么种生什么种类类，什么形状的缺陷，在什么部位、什么方向，什么形状的缺陷，在什么部位、什么方向产产生，生，根据以上种种情况分析，然后根据无根据

14、以上种种情况分析，然后根据无损检测损检测方法各自的特点方法各自的特点选择选择最合最合适的适的检测检测方法。方法。n n 例如，例如，钢钢板板的分的分层层缺陷因其延伸方向与板平行，就不适合射缺陷因其延伸方向与板平行，就不适合射线检线检测测而而应选择应选择超声波超声波检测检测。n n 检查检查工件表面工件表面细细小的裂小的裂纹纹就不就不应选择应选择射射线线和超声波和超声波检测检测，而，而应选应选择择磁粉和渗透磁粉和渗透检测检测。n n 在保在保证证充分安全性的同充分安全性的同时时要保要保证产证产品的品的经济经济性。性。n n 4 4、各种无、各种无损检测损检测方法方法综综合合应应用用 不要只采用一

15、种无不要只采用一种无损检测损检测方法，而尽可能多的同方法，而尽可能多的同时时采用儿种方法，采用儿种方法，以便保以便保证证各种各种检测检测方法互相取方法互相取长补长补短，从而取得更多的信息。短，从而取得更多的信息。n n 另外，另外，还应还应利用无利用无损检测损检测以外的其他以外的其他检测检测所得的信息，利用有关所得的信息，利用有关材料、材料、焊焊接、加工工接、加工工艺艺的知的知识识及及产产品品结结构的知构的知识识，综综合起来合起来进进行判断行判断n n 例如，超声波例如，超声波对对裂裂纹纹缺陷探缺陷探测测灵敏度灵敏度较较高，但定性不准是其不足，高，但定性不准是其不足，而射而射线线的的优优点是点

16、是对对缺陷定性比缺陷定性比较较准确，两者配合使用，就能保准确，两者配合使用，就能保证检测证检测结结果既可靠又准确。果既可靠又准确。山东特检院工程中心n n无无损检测损检测可可发现发现缺陷的缺陷的类类型型uu缺陷的分缺陷的分类类 按加工按加工阶阶段分段分 原材料缺陷：如裂原材料缺陷：如裂纹纹、夹杂夹杂物等物等 制造制造过过程缺陷：又称工程缺陷：又称工艺艺缺陷，如裂缺陷，如裂纹纹、夹夹渣、气孔、渣、气孔、未未焊焊透等透等 使用使用过过程中缺陷：如裂程中缺陷：如裂纹纹、减薄、减薄、氢损伤氢损伤（氢氢鼓泡、鼓泡、氢氢致裂致裂纹纹）、腐）、腐蚀蚀等等 山东特检院工程中心n n按按检测对检测对象分：象分：

17、n n 铸铸件：气孔、件：气孔、夹夹渣、渣、夹夹砂、密集气孔、冷隔、密集气孔、砂、密集气孔、冷隔、密集气孔、缩缩孔和疏松、裂孔和疏松、裂纹纹n n锻锻件：件：缩缩孔和孔和缩缩管、非金属管、非金属夹杂夹杂物、物、夹夹砂、砂、龟龟裂、裂、锻锻造裂造裂纹纹、白点、白点n n钢钢管：管：纵纵裂裂纹纹、横裂、横裂纹纹、表面划、表面划伤伤、翘翘皮和折叠、皮和折叠、夹杂夹杂和和分分层层n n钢钢棒：内部缺陷（芯部裂棒：内部缺陷（芯部裂纹纹、偏析、白点、非金属、偏析、白点、非金属夹杂夹杂物）物）、外部缺陷（、外部缺陷（线线状缺陷、裂状缺陷、裂纹纹）n n钢钢板：分板：分层层、裂、裂纹纹、线线状缺陷、非金属状缺

18、陷、非金属夹杂夹杂物、物、夹夹渣、折渣、折叠、偏析等叠、偏析等n n使用缺陷：使用缺陷：应应力腐力腐蚀蚀、氢损伤氢损伤、蠕、蠕变损伤变损伤、疲、疲劳劳裂裂纹纹、摩、摩擦、冲刷等擦、冲刷等山东特检院工程中心uu各种各种检测检测方法易方法易检检出的缺陷出的缺陷 MTMT：表面、近表面裂：表面、近表面裂纹纹、剖口分、剖口分层层、夹杂夹杂物等物等 PTPT：表面开口性裂：表面开口性裂纹纹、针针孔等孔等 ETET：表面和近表面裂：表面和近表面裂纹纹、夹杂夹杂物等物等 RTRT：体：体积积状缺陷和与射状缺陷和与射线线入射方向一致（平行）的面型入射方向一致（平行）的面型缺陷缺陷 UTUT：垂直于声束的平面状

19、缺陷（裂：垂直于声束的平面状缺陷（裂纹纹、未熔合、未、未熔合、未焊焊透）透）及大的体及大的体积积状缺陷状缺陷 AEAE：检测检测在在负载负载状状态态下裂下裂纹纹等缺陷的等缺陷的张张口位移（口位移（发发展）展）情况情况山东特检院工程中心n n1.61.6无无损检测损检测技技术术人人员员的任的任务务n n 总总体任体任务务是是为预为预防防设备设备及构件在使用中由于及构件在使用中由于损损坏而影响坏而影响到人身安全的重大事故。因此：到人身安全的重大事故。因此：必必须须不断地努力学不断地努力学习习，钻钻研技研技术术，为为提高自己提高自己职责职责范范围围内内的的检测检测和判断正确能力而努力。和判断正确能力

20、而努力。熟悉熟悉标标准准规规范，能正确理解和范，能正确理解和应应用，确保在同一用，确保在同一标标准准规规范范的一致的的一致的评评定定结结果，能重复再果，能重复再现现。能能编编制制检测检测工工艺艺，正确，正确选择检测选择检测方法，并有熟方法，并有熟练练的操作技的操作技术术。认认真真贯彻执贯彻执行行质质量管理体系量管理体系规规定的定的岗岗位位职责职责和国家和国家对对NDTNDT人人员资员资格的格的规规定，保持高度的定，保持高度的责责任心和敬任心和敬业业精神。精神。山东特检院工程中心一一 射线检测射线检测 射射线检测线检测是利用射是利用射线线探探测测零件内部缺陷的无零件内部缺陷的无损损探探伤伤方法、

21、方法、利用利用X X射射线线、射射线线和中子射和中子射线线易于穿透物体和穿透物体后易于穿透物体和穿透物体后的衰减程度不同，使胶片感光程度的不同来探的衰减程度不同，使胶片感光程度的不同来探测测物体内部物体内部的缺陷，的缺陷，对对缺陷的种缺陷的种类类、大小、位置等、大小、位置等进进行判断。行判断。射射线检测线检测主要适用于体主要适用于体积积型缺陷，如气孔等的型缺陷，如气孔等的检测检测；在特；在特定的条件下，也可定的条件下，也可检测检测裂裂纹纹、未、未焊焊透、未熔合等缺陷。透、未熔合等缺陷。工工业应业应用的射用的射线检测线检测技技术术有三种：有三种：X X射射线检测线检测，r r射射线检测线检测、中

22、子射中子射线检测线检测。山东特检院工程中心射射线线的种的种类类很多，其中广泛用于很多，其中广泛用于锅锅炉炉压压力容器力容器焊缝焊缝和其他和其他工工业产业产品、品、结结构材料的缺陷构材料的缺陷检测检测的是的是x x射射线线和和 射射线线。n n射射线检测线检测是工是工业业无无损检测损检测的一个重要的一个重要专业门类专业门类。射。射线检测线检测最主要的最主要的应应用是探用是探测试测试件内部的宏件内部的宏观观几何缺陷（探几何缺陷（探伤伤）。）。n n射射线线照相法是指用照相法是指用x x射射线线或或 射射线线穿透穿透试试件，件，试试件中因缺陷件中因缺陷存在影响射存在影响射线线的吸收而的吸收而产产生生

23、强强度差异，通度差异，通过测过测量量这这种差异种差异来探来探测测缺陷，并以胶片作缺陷，并以胶片作为记录为记录信息的器材的无信息的器材的无损损的的检测检测方法。方法。该该方法是最基本的，方法是最基本的，应应用最广泛的一种射用最广泛的一种射线检测线检测方方法。法。n nx x射射线线和和 射射线线都是波都是波长长极短的极短的电电磁波，从磁波，从现现代物理学波粒代物理学波粒二相性的二相性的观观点看也可将其点看也可将其视为视为能量极高的光子束流，两者能量极高的光子束流，两者基本区基本区别别在于在于x x射射线线是从是从x x射射线线管中管中产产生的，而生的，而 射射线线是从是从放射性同位素的原子核中放

24、射出来的。放射性同位素的原子核中放射出来的。山东特检院工程中心n n射射线线的特性的特性 X X射射线线和和 射射线线均均为电为电磁波，波磁波，波长长范范围围均在均在0.001lnm0.001lnm之之间间，比可比可见见光的波光的波长长短、短、频频率高、穿透力率高、穿透力强强。具有以下特性。具有以下特性:不可不可见见，以直，以直线传线传播播;不不带电带电荷，不受荷，不受电场电场和磁和磁场场的影响的影响;能穿透物体并被物能穿透物体并被物质质吸收而使自身吸收而使自身强强度衰减度衰减;能能产产生光化学作用，使胶片感光生光化学作用，使胶片感光;能使物能使物质电质电离，使某些物离，使某些物质产质产生生荧

25、荧光光;能能产产生生物效生生物效应应，对对生命生命细细胞有胞有杀伤杀伤作用作用山东特检院工程中心n n射射线检测线检测基本原理基本原理射射线线照相法探照相法探伤伤是利用物是利用物质质在密度不同、厚度不同在密度不同、厚度不同时对时对射射线线的吸收程度不同的吸收程度不同(即使射即使射线线的衰减程度不同的衰减程度不同),),就会使零件就会使零件下面的底片感光不同的原理，下面的底片感光不同的原理，实现对实现对材料或零件内部材料或零件内部质质量量的照相探的照相探伤伤。当射当射线线穿穿过过密度大的物密度大的物质质，如金属或非金属材料，如金属或非金属材料时时,射射线线被被吸收得多，自身衰减的程度大吸收得多，

26、自身衰减的程度大,使底片感光使底片感光轻轻;当射当射线线穿穿过过密度小的缺陷密度小的缺陷(空气空气)时时。则则被吸收得少被吸收得少,衰减小，底片感光衰减小，底片感光重。重。这样这样就就获获得反映零件内部得反映零件内部质质量的射量的射线线底片。底片。山东特检院工程中心1.11.1射线照相法的原理射线照相法的原理n nx x射射线线管是一种两极管是一种两极电电子管，将阴极灯子管，将阴极灯丝丝通通电电，使之白，使之白炽炽，电电子就在子就在真空中放出真空中放出 ，如果两极之，如果两极之间间加几十千伏以至几百千伏的加几十千伏以至几百千伏的电压电压（叫做管（叫做管电压电压）时时，电电子就从阴极向阳极方向加

27、速子就从阴极向阳极方向加速飞飞行，行，获获得很大的得很大的动动能，当能，当这这些高速些高速电电子撞子撞击击阳极阳极时时，与阳极金属原子的核外，与阳极金属原子的核外库仑场库仑场作用，作用，发发生生轫轫致幅射而放出致幅射而放出x x射射线线。山东特检院工程中心n n由由x x射射线线管所管所发发出的出的x x射射线线能能谱为连续谱谱为连续谱，因其波，因其波长长分布是分布是连续连续的。的。连续谱连续谱的最短波的最短波长长 minmin与管与管电压电压千伏千伏值值（kVPkVP）的）的关系关系为为n n minmin=12.4/kVP=12.4/kVPn n管管电压电压越高，最短波越高，最短波长长 m

28、inmin的的值值就越小，平均波就越小，平均波长长越短，越短，x x射射线线的能量越高，的能量越高，线质线质越硬，穿透物越硬，穿透物质时质时衰减越少，穿透衰减越少，穿透力越力越强强。所以在射。所以在射线检测时线检测时，一般是根据，一般是根据试试件的材件的材质质和厚和厚度来度来选择选择管管电压电压。x x射射线线的的强强度大致与管度大致与管电压电压的平方和管的平方和管电电流的大小成正比。流的大小成正比。x x射射线线的的强强度越大，度越大，山东特检院工程中心n n 射射线线是通是通过过放射性同位素的衰减放射性同位素的衰减产产生的生的n n同位素都存在半衰期，一般要求用于同位素都存在半衰期，一般要

29、求用于 射射线线探探伤伤的放射性的放射性同位素的半衰期同位素的半衰期为为几个月几个月n n常用的放射性同位素主要有常用的放射性同位素主要有Co60Co60、Ir192Ir192等。等。山东特检院工程中心图7.2-5 x射线照相原理射线特性1、通过物体会衰减2、能使胶片感光n n射射线线照相的原理如照相的原理如图图所示，厚度所示，厚度为为T T厘厘米的物体中有厚度米的物体中有厚度为为 T T厘米的缺陷厘米的缺陷时时，x x射射线线透透过过无缺陷部位的底片的黑度无缺陷部位的底片的黑度为为D D，而，而x x射射线线透透过过有缺陷部位的底片黑有缺陷部位的底片黑度度应为应为D D+D+D，把，把这这种

30、曝种曝过过光的胶片光的胶片在暗室中在暗室中经过显经过显影、定影、水洗和干影、定影、水洗和干燥。再将干燥的底片放在燥。再将干燥的底片放在观观片灯上片灯上观观察，根据底片上有缺陷部位与无缺陷察，根据底片上有缺陷部位与无缺陷部位的黑度部位的黑度图图象不一象不一样样，就可判断出，就可判断出缺陷的种缺陷的种类类、数量、大小。、数量、大小。山东特检院工程中心n n射射线线照相照相设备设备可分可分为为：x x射射线线探探伤伤机、高能射机、高能射线线探探伤设备伤设备、射射线线探探伤伤机三大机三大类类。n nx x射射线线探探伤伤机有携机有携带带式，移式，移动动式两式两类类。n n携携带带式式x x射射线线机主

31、要用于机主要用于现场现场射射线线照相，管照相，管电压电压一般小于一般小于320kV320kV，最大穿透厚度，最大穿透厚度约约50mm50mm。n n移移动动式式x x射射线线机用在透照室内的射机用在透照室内的射线线探探伤伤，它具有，它具有较较高的管高的管电电压压和管和管电电流。管流。管电压电压可达可达450kV450kV，最大穿透厚度，最大穿透厚度约约100mm100mm。n n高能射高能射线线探探伤设备伤设备主要有加速器等主要有加速器等n n 射射线线机由射机由射线线源、盛装源容器、操作机构、支撑和移源、盛装源容器、操作机构、支撑和移动动机构机构组组成。成。1.21.2射线检测设备射线检测设

32、备射线检测设备射线检测设备山东特检院工程中心山东特检院工程中心1.31.3射线照相工艺射线照相工艺射线照相工艺射线照相工艺山东特检院工程中心n n为为得到高的缺陷得到高的缺陷检检出率。照相出率。照相规规范的范的选择应选择应注意以下几点：注意以下几点：n n（1 1）透照方式的）透照方式的选择选择和和K K值值控制。控制。n n按射按射线线源、工件和胶片之源、工件和胶片之间间的相互位置关系，透照方式分的相互位置关系，透照方式分为纵缝为纵缝透照法、透照法、环环缝缝外透法、外透法、环缝环缝内透法、双壁内透法、双壁单单影法和双壁双影法五种，。其中双壁影法和双壁双影法五种，。其中双壁单单影法影法用于小直

33、径的容器或大口径管子用于小直径的容器或大口径管子焊缝焊缝；双壁双影法用于；双壁双影法用于8989以下管子以下管子对对接接环环焊缝焊缝。n n除了管道和无法除了管道和无法进进入内部的小直径容器只能采用双壁透照外，大多数容器壳入内部的小直径容器只能采用双壁透照外，大多数容器壳体的体的焊缝焊缝照相都采用照相都采用单单壁透照，透照壁透照，透照时时可以把射可以把射线线源放在外面而把胶片源放在外面而把胶片贴贴在在内壁（称内壁（称为为外透法），也可以把射外透法），也可以把射线线源放在里面而胶片源放在里面而胶片贴贴在外面（称在外面（称为为内透内透法）。法）。n n外透法的外透法的优优点是操作比点是操作比较较方

34、便，内透法的方便，内透法的优优点是透照厚度差小，在点是透照厚度差小，在满满足透照足透照厚度比厚度比K K值值的情况下，一次透照的情况下，一次透照长长度度较较大。大。n n透照厚度比透照厚度比K K的含的含义见图义见图7.2-87.2-8，由，由图图中关系可知：中关系可知：n nK=T/TK=T/T（7.2-87.2-8）n n=arcos=arcos（1/K1/K）（7.2-97.2-9）1.41.4射线照相规范射线照相规范射线照相规范射线照相规范山东特检院工程中心n n标标准准规规定，定，锅锅炉炉压压力容器力容器焊缝焊缝射射线线照相，照相，纵缝纵缝的的K K值值不得不得大于大于1.031.0

35、3，环缝环缝的的K K值值不得大小于不得大小于1.11.1，限制透照厚度比，限制透照厚度比，也就也就间间接控制了横向裂接控制了横向裂纹检纹检出角出角，使之不致，使之不致过过大，大，过过大大的的 角有可能角有可能导导致横向裂致横向裂纹纹漏漏检检。采用源在内的透照方式，。采用源在内的透照方式，其其 角比源在外方式小得多，尤其是源在中心的内透法，角比源在外方式小得多，尤其是源在中心的内透法，K K值为值为1 1，角角为为0 0，是最佳透照方式。，是最佳透照方式。山东特检院工程中心n n（2 2）射）射线线能量的能量的选择选择。愈是使用低能量的射。愈是使用低能量的射线线，吸收系，吸收系数数 值值就愈大

36、，从而可以得到就愈大，从而可以得到 D D较较大的缺陷大的缺陷图图象。象。为为了达了达到到这这一目的，在采用一目的，在采用X X射射线时线时要尽可能降低管要尽可能降低管电压电压，在采，在采用用 射射线时线时，则则要要选择选择能量能量较较低的低的 射射线线源。但是降低管源。但是降低管电电压压会会导导致射致射线线穿透力减小，因而不能得到黑度足穿透力减小，因而不能得到黑度足够够的底片。的底片。所以降低管所以降低管电压电压也是有一定限度的。完整的也是有一定限度的。完整的说说法是：在能法是：在能穿透工件的前提下尽可能地降低穿透工件的前提下尽可能地降低x x射射线线管管电压电压。山东特检院工程中心n n（

37、3 3）透照距离的）透照距离的选择选择。焦距（射。焦距（射线线源到胶片的距离）愈源到胶片的距离）愈大，被大，被检检物体和胶片物体和胶片贴贴得愈得愈紧紧，几何不清晰度愈小，在，几何不清晰度愈小，在选选择择透照距离透照距离时时，应应将焦距将焦距选选得大一些。但是由于射得大一些。但是由于射线线的的强强度度I I与焦距与焦距F F的平方成反比，的平方成反比，n n所以不能把焦距所以不能把焦距选选得得过过大，不然透照大，不然透照时时，射，射线强线强度将不度将不够够，所以焦距的所以焦距的选择应选择应在在满满足几何不清晰度要求的前提下合理足几何不清晰度要求的前提下合理选择选择，一般在透照中，焦距的，一般在透

38、照中，焦距的选择选择大多在大多在600600800mm800mm间间山东特检院工程中心n n（4 4）曝光量的）曝光量的选择选择。曝光量。曝光量E E为为射射线强线强度度I I与曝光与曝光时间时间t t的的乘乘积积，即，即E E=I=I t t。曝光量的大小要能保。曝光量的大小要能保证证足足够够的底片黑度。的底片黑度。如果管如果管电压电压偏高，那么小的曝光量也能使底片达到偏高，那么小的曝光量也能使底片达到规规定黑定黑度，但度，但这样这样的底片灵敏度不的底片灵敏度不够够好，所以焦距好，所以焦距为为600mm600mm时时X X射射线线照相的曝光量一般照相的曝光量一般选择选择15mA15mA mi

39、nmin以上。以上。山东特检院工程中心n n（5 5）胶片与增感屏的）胶片与增感屏的选择选择。高梯噪比胶片具有。高梯噪比胶片具有细颗细颗粒、高梯度，粒、高梯度，其底片其底片对对比度比度 D D大，大，颗颗粒度小，裂粒度小，裂纹检纹检出灵敏度高，出灵敏度高，检测检测高高强强度度钢焊缝钢焊缝，或用，或用 射射线线探探伤时伤时，宜，宜选择选择此种胶片。此种胶片。n n照相照相时时根据射根据射线线能量能量选择选择不同厚度的不同厚度的铅铅箔增感屏或其它金属增感箔增感屏或其它金属增感屏。屏。铅铅箔吸收射箔吸收射线线后放出二次后放出二次电电子，由于子，由于这这种种电电子子对对胶片易于感胶片易于感光，因此用光

40、，因此用铅铅箔箔时时感光度可提高感光度可提高2 27 7倍。而且倍。而且铅铅箔能吸收散乱射箔能吸收散乱射线线，使散射比，使散射比n n减小，从而提高底片的减小，从而提高底片的对对比度。比度。n n（6 6）底片黑度控制。黑度）底片黑度控制。黑度D D值值增大，胶片增大，胶片G G值值也增大，因此一般也增大，因此一般来来说说，应应使底片黑度使底片黑度D D大些，但黑度大些，但黑度过过大，大，观观片灯亮度不片灯亮度不够够就不容就不容易看清了，所以底片黑度也不宜太大，一般易看清了，所以底片黑度也不宜太大，一般规规定底片黑度定底片黑度为为1.51.54.04.0D D的范的范围围内，内，山东特检院工程

41、中心n n（7 7）象）象质计质计（透度（透度计计）的）的应应用用n n象象质计质计是用来是用来检查检查透照技透照技术术和胶片和胶片处处理理质质量的。衡量量的。衡量该质该质量的数量的数值值是是底片上能底片上能识别识别出的最出的最细钢丝细钢丝的的线编线编号。我国号。我国标标准准规规定使用定使用线线型象型象质计质计，用底片上必用底片上必须显须显示的最小示的最小钢丝钢丝直径与相直径与相应应的象的象质质指数来表示照相的灵指数来表示照相的灵敏度。敏度。n n所所谓谓射射线线照相的灵敏度是射照相的灵敏度是射线线照相能照相能发现发现最小缺陷的能力，射最小缺陷的能力，射线线照相照相灵敏度分灵敏度分为绝对为绝对

42、灵敏度和相灵敏度和相对对灵敏度。灵敏度。绝对绝对灵敏度是指射灵敏度是指射线线透照某工透照某工件件时时能能发现发现最小缺陷的尺寸，如最小缺陷的尺寸，如JB4730JB4730标标准中准中规规定定B B级级照相照相时时。母材厚。母材厚度度 3mm3mm时时，应应能辨能辨认认出出0.1mm0.1mm的的钢丝钢丝，这这就是就是绝对绝对灵敏度表示法。灵敏度表示法。射射线线照相的相照相的相对对灵敏度灵敏度K K用透照方向上所能用透照方向上所能发现发现缺陷的最小厚度尺寸缺陷的最小厚度尺寸 D D与与该处该处的穿透厚度的穿透厚度d d的百分比表示，即的百分比表示，即n n （7.2-117.2-11）n n目

43、前目前标标准准规规定的象定的象质质指数，指数，换换算成相算成相对对灵敏度，其灵敏度，其值值大大约约在在1%1%2%2%之之间间。山东特检院工程中心n n评评片是射片是射线检测线检测最重要的一道工序。供最重要的一道工序。供评评定的底片本身定的底片本身质质量必量必须须合格，合格，对对底片的底片的质质量要求包括：量要求包括：n n（1 1）底片的黑度）底片的黑度应应在在规规定范定范围围内，影像清晰，反差适中，灵敏度符内，影像清晰，反差适中，灵敏度符合合标标准要求。准要求。标标准准规规定的定的x x射射线线底片黑度底片黑度为为1.51.54.04.0，射射线线底片黑度底片黑度为为1.81.84.04.

44、0，灵敏度，灵敏度应应能能识别标识别标准准规规定的象定的象质质指数。指数。n n（2 2）标记齐标记齐全，全，摆摆放正确。必放正确。必须摆须摆放放标记标记有有设备设备号、号、焊缝焊缝号、底片号、底片号、中心号、中心标记标记和和边缘标记边缘标记等等标记应标记应距距焊缝边缘焊缝边缘5mm5mm。n n（3 3）在）在评评定区内无影响定区内无影响评评定的定的伪伪缺陷：如划缺陷：如划伤伤、水迹、折痕、水迹、折痕、压压痕、痕、静静电电感光、感光、显显影斑影斑纹纹、霉点等。、霉点等。n n评评定定项项目包括缺陷定性、定量和定位，目包括缺陷定性、定量和定位，对对照照标标准准评评出工件出工件质质量等量等级级，

45、写出探写出探伤报伤报告。告。1.5 底片评定底片评定山东特检院工程中心n n由于射由于射线对线对人体具有危害性，所以在射人体具有危害性，所以在射线线照相中，防照相中，防护护是是很重要的。有关很重要的。有关标标准准对职业对职业放射性工作人放射性工作人员剂员剂量当量限量当量限值值作了作了规规定：定：职业职业放射性的人放射性的人员员年年剂剂量当量限量当量限值为值为5050毫希沃毫希沃特。非特。非职业职业放射性的人放射性的人员员年年剂剂量当量限量当量限值为值为5 5毫希沃特。毫希沃特。n n射射线线防防护护主要措施有三种：屏蔽防主要措施有三种：屏蔽防护护、距离防、距离防护护和和时间时间防防护护。在。在

46、实际实际探探伤伤中，可根据当中，可根据当时时的条件的条件选择选择，为为了得到更了得到更好的效果，往往是三种防好的效果，往往是三种防护护方法同方法同时时使用。使用。1.6 1.6 射线的安全防护射线的安全防护射线的安全防护射线的安全防护山东特检院工程中心n n射射线检测线检测的的优优点和局限性概括如下：点和局限性概括如下：n n（1 1）检测结检测结果有直接果有直接记录记录底片。底片。n n由于底片上由于底片上记录记录的信息十分丰富，且可以的信息十分丰富，且可以长长期保存，从而使射期保存，从而使射线线照相法成照相法成为为各种无各种无损检测损检测方法中方法中记录记录最真最真实实、最直、最直观观、最

47、全面、可追踪性最好的、最全面、可追踪性最好的检测检测方方法。法。n n（2 2）可以）可以获获得缺陷的投影得缺陷的投影图图象，缺陷定性定量准确。象，缺陷定性定量准确。n n各种无各种无损检测损检测方法中，射方法中，射线线照相照相对对缺陷定性是最准的。在定量方面，缺陷定性是最准的。在定量方面，对对体体积积型缺陷（气孔、型缺陷（气孔、夹夹渣渣类类）的）的长长度、度、宽宽度尺寸的确定也很准，其度尺寸的确定也很准，其误误差大致在零差大致在零点几毫米。但点几毫米。但对对面面积积型缺陷（如裂型缺陷（如裂纹纹、未熔合、未熔合类类），如缺陷端部尺寸（高度），如缺陷端部尺寸（高度和和张张口口宽宽度）很小，度）很

48、小，则则底片上影像尖端延伸可能辨底片上影像尖端延伸可能辨别别不清，此不清，此时时定量数据会定量数据会偏小。偏小。n n（3 3）体）体积积型缺陷型缺陷检检出率很高。而面出率很高。而面积积型缺陷的型缺陷的检检出率受到多种因素影响出率受到多种因素影响n n体体积积型缺陷是指气孔、型缺陷是指气孔、夹夹渣渣类类缺陷。一般情况下，直径在缺陷。一般情况下，直径在试试件厚度的件厚度的1%1%以上以上的体的体积积型缺陷可以型缺陷可以检检出。在薄出。在薄试试件中，可件中，可检检出缺陷的最小尺寸受人眼分辨率出缺陷的最小尺寸受人眼分辨率的限制，可达的限制，可达0.5mm0.5mm或更小。面或更小。面积积型缺陷是指裂

49、型缺陷是指裂纹纹、未熔合、未熔合类类缺陷，其缺陷，其检检出出率的影响因素包括缺陷形率的影响因素包括缺陷形态态尺寸、透照厚度、透照角度、透照几何条件、源尺寸、透照厚度、透照角度、透照几何条件、源和胶片种和胶片种类类、像、像质计质计灵敏度等。灵敏度等。虽虽然如此，一般可以然如此，一般可以说说厚厚试试件中的裂件中的裂纹检纹检出出率率较较低，但低，但对对薄薄试试件，除非裂件，除非裂纹纹或未熔合的高度和或未熔合的高度和张张口口宽宽度极小，否度极小，否则则只要只要照相角度适当，底片灵敏度符合要求，裂照相角度适当，底片灵敏度符合要求，裂纹检纹检出率出率还还是足是足够够高的。高的。1.71.7关于射线照相法特

50、点的概括关于射线照相法特点的概括关于射线照相法特点的概括关于射线照相法特点的概括山东特检院工程中心n n（4 4）适宜）适宜检验检验厚度厚度较较薄的工件而不适宜薄的工件而不适宜较较厚的工件。厚的工件。n n因因为检验为检验厚工件需要高能量的射厚工件需要高能量的射线线探探伤设备伤设备。300KV300KV便携便携式式X X射射线线机透照厚度一般小于机透照厚度一般小于40mm40mm，420KV420KV移移动动式式X X射射线线机和机和Ir192Ir192射射线线机透照厚度均小于机透照厚度均小于100mm100mm，对对厚度大于厚度大于100mm100mm的工件照相需使用加速器或的工件照相需使用