射线探伤2.ppt

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1、射射线线照照相相法法是是以以胶胶片片作作为为记记录录X X射射线线透透过过被被检检工工件件后后射射线线强强度度变变化化信信息息的的器器材材的的一一种种检检测测方方法法。同同样样的的强强度度的的射射线线穿穿过过不不同同厚厚度度材材料料，因因衰衰减减程程度度不不同同，到到达达胶胶片片的的射射线线强强度度也也不不同同。经经暗暗室室处处理理的的底底片片有有不不同同的的黑黑度度差差显显示示，根根据据底底片片上上不不同同的的黑黑度度差差显显示示情情况判断缺的存在否况判断缺的存在否 3.3 X射线照相法检测技术射线照相法检测技术X射线照相原理示意图 3.3 X射线照相法检测技术射线照相法检测技术 依据射线检

2、测的基本原理，将射线透射依据射线检测的基本原理，将射线透射工件后的工件后的潜影潜影以胶片形式接收以胶片形式接收，再经，再经显影、显影、定影定影后，就可从后，就可从射线底片射线底片上得到了工件内上得到了工件内在的在的质量信息质量信息。这就是。这就是x射线照相法检测原射线照相法检测原理。理。胶片射线源铅光阑滤 板铅 罩铅遮板象质计标记带工 件暗 盒铅底板一 X射线照相法探伤系统1.射线源射线源 射线源可以是X射线机,射线机或加速器。2.射线胶片射线胶片射线胶片不同于普通照相胶卷之处是在片基的两面均涂有乳剂，以增加对射线敏感的卤化银(AgI)含量，从而提高感光速度。在薄薄的约0.25-0.30mm的

3、厚度中含有七层材料。片基、结合层、感光乳化层、保护层。1.保护层 2.乳剂层3.结合层4.片基3.3.增感屏增感屏由于X射线和射线波长短、硬度大，对胶片的感光效应差，一般透过胶片的射线，大约1就能使胶片中的银盐微粒感光。为了增加胶片的感光速度，利用某些增感物质在射线作用下能激发出荧光或产生次级射线，从而加强对胶片的感光作用。在射线透视照相中，所用的增感物质称为增感屏，其增感系数为（6-40）增感屏种类增感屏种类：金属增感屏金属增感屏、荧光增感屏荧光增感屏、金属荧光金属荧光增感屏；钢制件增感屏；钢制件选择选择铅箔增感屏。铅箔增感屏。布置在先于胶片接受射线照射者称前屏，后于胶片接受射线照射者称后屏

4、。增感屏被射线透射后可产生二次电子和二次射线，增加对胶片的感光作用（增感效应）。增感屏的作用增感屏的作用：滤波滤波作用；作用；增感增感作用。作用。4、象质计象质计是用来定量评价射线底片影象质量的工具，与被检工件材质应相同。象质计有线型、孔型和槽型三种。象质计摆放遵循原则：应放置在透照区域内显示灵敏度最低的部位。象质计应放在射源侧的工件表面上被检验区的一端（被检验长度的1/4部位）。金属丝应横跨焊缝并与焊缝方向垂直，细丝置于外侧。射线源置于圆心位置的周向曝光技术时，象质计应放在内壁每隔90度放一个。5铅罩、铅光阑 附加在X射线机窗口的铅罩或铅光阑，可以限制射线照射区域大小和得到合适的照射量，从而

5、减少来自其它物体如地面、墙壁和工件非受检区的散射作用，以避免和减少射线所导致底片灰雾度的增加。6铅遮板 工件表面和周围的铅遮板，可以有效地屏蔽前散射和工件外缘由散射引起的“边蚀”效应，对不规则的工件也可采用钡泥、金属粉末（铜粉、钢粉和铅粉）等。7底部铅板底部铅板又称后防护铅板，是屏蔽后方散射线（如来自地面）所用。8滤板 滤板的材料通常是铜、黄铜和铅，其厚度应合适。例如，透照钢时所用铜滤板的厚度不得大于工件最大厚度的20%，而铅滤板则不得大于3%。滤板的作用主要是吸收掉X射线中那些波长较大的谱线，这些谱线对底片上影象形成作用不大，却往往引起散射线。9暗盒 暗盒是由对射线吸收不明显，对影象无影响的

6、柔软塑料带制成，能很好的弯曲和贴紧工件。10标记带 标记带可使每张射线底片与工件被检部位能始终对照。其上的铅质标记有：定位标记（中心标记，搭接标记）、识别标记（工件编号，焊缝编号，部位编号，返修标记），B标记等。关于标记带标记带内容：标记带内容：定位标记定位标记中心标记中心标记，搭接标记搭接标记；识别标记识别标记产品代号、批号、焊缝代产品代号、批号、焊缝代号、透照日期、操作者代码等；号、透照日期、操作者代码等；B标记标记评价背部散射线强度；评价背部散射线强度；0072006，3，15GL141 AB标记带内容的处理为使用方便，可将为使用方便，可将长期不变的标记长期不变的标记铅字或铅字或符号符号

7、固定在暗袋的外表面固定在暗袋的外表面，放在工件下面。，放在工件下面。但应注意贴在工件的下表面！而且不能与但应注意贴在工件的下表面！而且不能与工件上表面的标记工件上表面的标记重影重影！2006，3，12007GL100-2暗袋暗袋标记带二、探伤条件的选择1.选择原则合格底片合格底片的的评价指标评价指标（参考参考GB3323-87）象质等级的规定：象质等级的规定：A 级，级，AB级，级，B级。级。B级为最高级级为最高级。适用结构适用结构：A 级，适用级，适用一般结构一般结构；AB级，适用级，适用压力容器压力容器；B级，适用级，适用极重要的结构极重要的结构，如如核设施核设施。与与象质等级象质等级相关

8、的相关的两个重要技术指标两个重要技术指标：黑度黑度射线底片的黑化程度。射线底片的黑化程度。定义式：定义式：D=lg(I0/I)式中：式中：I0 原始入射光强；原始入射光强；I 透射光强；透射光强；D 底片黑度底片黑度;最佳值最佳值D=2.0 合格底片黑度范围合格底片黑度范围（参考参考GB3323-87）:A 级：级：1.23.5 AB级：级：1.23.5 B级：级：1.53.5 灵敏度灵敏度 绝对灵敏度绝对灵敏度射线底片上射线底片上发现最小缺陷发现最小缺陷 的的能力能力。相对灵敏度相对灵敏度射线底片上发现的最小缺射线底片上发现的最小缺 陷尺寸与工件的透照厚度陷尺寸与工件的透照厚度 之比之比(%

9、).相对灵敏度表达式：相对灵敏度表达式：K=(X/)100%强调强调:K值越小值越小,灵敏度越高灵敏度越高!相对灵敏度的具体运用：相对灵敏度的具体运用：象质计象质计/透度计透度计金属丝型象质计金属丝型象质计 （GB5618-85）.作用：作用：人工缺陷人工缺陷，理解为，理解为“卧底卧底”。使用说明：使用说明：将将16根线径不同的金属丝根线径不同的金属丝(线径线径0.1-3.2)编成序号：编成序号：116；分成三组：分成三组：17;612;1016 象质指数象质指数Z线号线号116 象质指数象质指数Z值值越高越高,灵敏度灵敏度越高越高!金属丝型象质计金属丝型象质计 第一组象质计示例第一组象质计示

10、例:71GB5618-85一定厚度范围工一定厚度范围工件的底片，达到件的底片，达到相应象质等级要相应象质等级要求的求的最低的象质最低的象质指数指数Z Z，即等于，即等于达到了相对灵敏达到了相对灵敏度的要求。度的要求。应用方法象质计在焊接接头的摆放要求象质计在焊接接头的摆放要求射线射线源一侧源一侧的工件的工件上表面上表面；跨越焊缝跨越焊缝，靠近边缘靠近边缘 （胶片长度（胶片长度1/4处）；处）；选对组别选对组别，细丝在外细丝在外。基本思想：基本思想：就是使象质计处于就是使象质计处于较恶劣条件较恶劣条件下透照，下透照，从而使获得的从而使获得的底片质量底片质量更更有说服力有说服力。象质计的摆放图示象

11、质计的摆放图示图例图例L/2L/417焊接试板焊接试板象质计2、射线源的选择：根据被检工件的材质、厚度、几何形状、空间位置和其他情况选择源。(1)射线能量射线能量越大，其穿透力越强，即可透照的工件厚度越大。但同时也带来由于线质硬而导致成象质量下降（主要使底片对比度明显下降和使灰雾度D0严重增大）。所以，在满足透照工件厚度条件下，应根据材质和成象质量要求，尽量选择较低的射线能量。尤其对线衰减系数较小的轻金属（如铝）薄件，最好选用软X射线机。（2）射线强度 当管电压相同时，管电流（mA值）越大，X射线源的射线强度越大，则曝光时间可缩短，能显著提高探伤生产率。（3）焦点尺寸 由于焦点越小，照相灵敏度

12、越高。因此，在可能条件下应选择焦点小的射线源，同时还需按焦点尺寸核算最短透照距离（详见几何参数的选择）。（4）辐射角射线束所构成的角度叫辐射角。X射线的辐射角分定向和周向，分别适用与定向分段曝光和环焊缝整圈一次周向.射线的辐射角分定向，周向和4立体角，分别适用与分段曝光，周向曝光和全景曝光技术。3、几何参数的选择（1）焦点大小的影响由于焦点不是点源，而有一定的几何尺寸，在探伤中必然会产生几何不清晰度ug(又称半影)。它使缺陷的边缘线影象变得模糊，因而降低了射线照相清晰度。同时，当焦点尺寸d1d2是，可明显看到ug1ug2。（2）透照距离 透照距离即指焦点至胶片的距离F（又称焦距）。当焦距F1F

13、2时，则有ug2ug1。（3）缺陷至胶片距离当缺陷至胶片距离h1h2时，则有ug1ug2。显然，当缺陷位于工件表面时几何不清晰度将最大.减小焦点、增大焦距、让胶片和工件贴近是增大胶片清晰度的三个条件。4、曝光条件的选择 在一定的探伤器材、几何条件和暗室处理等条件下，欲获得规定黑度值的底片，对某一厚度工件应选用的透照参数叫曝光条件。一般根据从实验作出的曝光曲线图进行选择。四个四个主要参数：主要参数：管电压管电压U、管电流管电流I、曝光时间曝光时间t、焦距焦距f。它们均从不同角度它们均从不同角度影响影响x射线作用于胶片射线作用于胶片上的感光强度，进而得到不同的上的感光强度，进而得到不同的底片黑度底

14、片黑度。一个合成参数：一个合成参数：曝光量曝光量管电流管电流I与曝光时间与曝光时间t的乘积。的乘积。曝光曲线曝光曲线选择曝光参数的选择曝光参数的工具工具！曝光曲线的使用示意图曝光曲线的使用示意图X射线机控制箱面板上的曝光曲线使用：0 0U/kv150 注意：注意：不同材料不同材料的的曝光曲线是不同的！曝光曲线是不同的！制作依据：黑度达到黑度达到相同标准相同标准。材料厚度与曝光量的关系曲线 5、散射线的控制散射线来源：穿透散射、暗盒散射、反射散射、地面墙壁背散射等。危害：降低对比度、底片清晰度。控制方法：采用铅增感屏，在暗盒后面加一块薄铅版。设置铅罩、铅光阑、铅遮板等措施来控制散射线的危害。散射

15、线的屏蔽散射线的屏蔽 采用滤板、遮板、底部铅板等。采用滤板、遮板、底部铅板等。目的是降低底片的目的是降低底片的灰雾度灰雾度 ！射线源射线源滤光板滤光板遮光板遮光板工件工件6、透照方式的选择（1）射线入射方向的选择按射线源、工件和胶片之间的相互位置关系，透照方式分为纵缝透照法、环缝外透法、环缝内透法、双壁单影法和双壁双影法五种。（2）透照厚度差的控制X射线机的辐射角，其照射场内射线强度分布并不均匀，这将使底片黑度分布不均。靠近边缘，由于射线强度减弱，使其黑度低于中心附近黑度。同时，射线束射达工件时，中心射线束穿透的工件厚度小于边缘射线束穿透的工件厚度，产生透照厚度差，它也使底片中间部位黑度值高于

16、两端部位黑度值。由此可见，若以底片中间部位控制黑度，那末两端黑度值将会过低，降低图象对比度，位于两端部位的缺陷有可能漏检。为此要控制透照厚度比。补偿块的选择补偿块的选择 对于对于不规则的接头不规则的接头，如角接头、，如角接头、T形形接头，接头，可采用特殊形状的可采用特殊形状的补偿块补偿块来调节射线的来调节射线的 透射强度透射强度，从而，从而调节底片调节底片黑度黑度。补偿块补偿块T形形接头接头射线源射线源暗盒暗盒7、进行暗室处理、进行暗室处理 暗室处理是软片曝光后变成可见像的处理过程。它包括显影、停显、定影、冲洗和底片烘干等5个工序。其中显影、停显和定影必须在暗室中进行，暗室内的安全光线一般为红

17、色，而且离这红色光源500毫米的地方放一张未感光的软片，经30分钟照射而不发生感光作用这光源才被认为安全。暗室中必须有通风换气设备，防止室内温度过高和湿度过大，以免软片受潮或受热而变质。3.4 X射线探伤机及探伤程序射线探伤机及探伤程序 3.4.1 x射线探伤机射线探伤机 (1)(1)基本组成基本组成x射线管射线管核心，核心，射线源射线源高压发生器高压发生器提供提供 50500kv直流电源直流电源冷却装置冷却装置循环喷油循环喷油冷却冷却支撑机构支撑机构便于便于对位、调焦对位、调焦高压电缆高压电缆连接电源连接电源控制箱控制箱设定参数设定参数、监控操作监控操作 （2）主要性能参数主要性能参数（以（

18、以X2005型型射线机为例）射线机为例）管压峰值管压峰值kv200kv管电流平均值管电流平均值mA5mA焦点尺寸焦点尺寸mm 2.52.5射线机重量射线机重量kg 60kg最大透射厚度最大透射厚度mm 钢件钢件29mm便携式便携式x射线机简化为射线机简化为三大部件三大部件：控制箱控制箱 x射线管射线管 高压电缆高压电缆3.4.3 射线探伤的基本操作程序射线探伤的基本操作程序 总体上分为三个阶段，具体操作内容总体上分为三个阶段，具体操作内容 根据具体情况有所删减。根据具体情况有所删减。(1)(1)技术准备阶段：技术准备阶段：了解被检对象了解被检对象包括包括材质材质、壁厚壁厚、加工加工工艺工艺、工

19、件、工件表面状态表面状态等；等；设备选择设备选择 射线源类型射线源类型、能量能量水平、水平、可否移动可否移动等；等；选择曝光条件选择曝光条件 包括胶片、增感方式、包括胶片、增感方式、焦距、曝光量、管电压等；焦距、曝光量、管电压等；选择透照方式选择透照方式 定向、周向辐射、定向、周向辐射、布片策略等；布片策略等；其它准备其它准备 如如标记带标记带布置、布置、象质计象质计布置、布置、屏蔽散射线屏蔽散射线的方法等。的方法等。（2）实际透照）实际透照 核对实物，布片核对实物，布片贴标贴标；屏蔽散射，对位屏蔽散射，对位调焦调焦；设定参数，设备设定参数，设备预热预热；检查现场，开机检查现场，开机透照透照。

20、（3）技术处理）技术处理 暗室处理暗室处理 冲洗、干燥；冲洗、干燥；底片评定底片评定 黑度、象质指数、伪缺陷等；黑度、象质指数、伪缺陷等；确认确认合格底片合格底片。质量等级评定质量等级评定根据缺陷类别、严重性，根据缺陷类别、严重性，确定确定产品质量产品质量级别。级别。签发检验报告签发检验报告资料归档，保存资料归档，保存58年。年。检验报告有检验报告有统一格式统一格式、规定的内容规定的内容、质检人员质检人员要签字、提出返修建议等。要签字、提出返修建议等。3.5 射线的防护射线的防护 3.5.1 相关标准相关标准 GB4792-84 放射卫生防护基本标准放射卫生防护基本标准 要点：要点：职业探伤人

21、员职业探伤人员：每天实际接受剂量每天实际接受剂量 不大于不大于 17.4 mrem;每年最高允许剂量当量每年最高允许剂量当量 5 rem(雷姆雷姆)；终生累计照射剂量，不得超过终生累计照射剂量，不得超过 250 rem。3.5.2 防护措施防护措施(1)屏蔽防护屏蔽防护如如机体衬铅机体衬铅、射线发生器、射线发生器 用用遮光器遮光器、使用铅房等；、使用铅房等；探伤人员带探伤人员带铅围裙铅围裙、铅眼镜铅眼镜等。等。距离防护距离防护射线剂量率与射线剂量率与距离的平方距离的平方 成反比成反比。时间防护时间防护探伤人员工作时间探伤人员工作时间:t17.4/p,p为射线剂量率为射线剂量率.实际工作中往往采用实际工作中往往采用联合防护联合防护策略！策略！本章思考题：本章思考题：1.射线的性质射线的性质 2.射线检测的基本原理射线检测的基本原理 3.射线底片的评定指标射线底片的评定指标 4.象质等级、黑度、相对灵敏度及其表征方法象质等级、黑度、相对灵敏度及其表征方法 5.象质计的使用方法象质计的使用方法 6.射线照相法检测的主要技术参数射线照相法检测的主要技术参数 7.各种缺陷在射线底片中的基本特征各种缺陷在射线底片中的基本特征 8.射线防护的具体措施射线防护的具体措施