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《《无损检测技术无损检测技术》》讲讲 课课郑郑 建建 光光（仰北（仰北201201））：：最新《无损检测》射线检测 课件第第1章章 射线检测射线检测 • 本章重点内容：本章重点内容：•（（1））射线的产生及性质射线的产生及性质 ——更好地利用它；更好地利用它；•（（2）射线检测的）射线检测的基本原理基本原理 ——更好地理解更好地理解各种缺陷各种缺陷的的显像状况显像状况；；•（（3））重点掌握重点掌握射线射线照相法检测技术照相法检测技术 ——学以致用；学以致用；•（（4）了解）了解射线的防护射线的防护知识知识 ——保护环境和保护环境和注意人身安全注意人身安全最新《无损检测》射线检测 课件本章概要本章概要•射线检测射线检测的英文缩写的英文缩写— RT ray testing•基本原理基本原理——利用射线能利用射线能穿透物质穿透物质且在不且在不同物质中的同物质中的衰减情况有差异衰减情况有差异的特性来发现的特性来发现构件中的缺陷；构件中的缺陷；•依据显示缺陷的方法不同，分为以下几种依据显示缺陷的方法不同，分为以下几种具体的方法具体的方法：： ①① 电离法电离法 ②② 荧光屏观察法荧光屏观察法——工业电视法工业电视法 ③③ 照相法照相法 ④④ 计算机断层扫描法计算机断层扫描法CT最新《无损检测》射线检测 课件本章概要本章概要•根据根据射线源不同射线源不同，又分为：，又分为：• X射线射线检测；检测；• γ射线射线检测；检测；• 高能射线高能射线检测。

检测•本章将以本章将以X射线照相法射线照相法检测技术为检测技术为核心核心，， 讲授射线检测技术讲授射线检测技术• 射线检测射线检测又称又称射线探伤射线探伤• 这部分内容也是这部分内容也是课程的重点课程的重点 最新《无损检测》射线检测 课件1.1 射线检测的物理基础射线检测的物理基础 1.1.1 射线的本质射线的本质•射线本身就是一种射线本身就是一种波长很短波长很短的的电磁波电磁波 X,γ射线射线统称为统称为光子光子•根据波谱图可查得根据波谱图可查得: X射线的波长为射线的波长为: 0.001~0.1nm; γ射线的波长为射线的波长为: 0.0003~0.1nm.•γ射线比射线比X射线的波长还短，射线的波长还短， 因此，其因此，其穿透能力更强穿透能力更强!最新《无损检测》射线检测 课件1.1.2 射线的性质射线的性质 (1)(1)不可见，直线传播不可见，直线传播—具有具有隐蔽性隐蔽性和和指向性指向性；； (2)(2)不带电，因而不受电磁场影响不带电，因而不受电磁场影响—电中性电中性；； (3)(3)能穿透物质，但有衰减能穿透物质，但有衰减—具有具有穿透性穿透性和和衰减衰减性性；； (4)(4)能与某些物质能与某些物质产生光化作用产生光化作用，使荧光物质发，使荧光物质发光；可使胶片感光光；可使胶片感光—可成像可成像；； (5)(5)能能使某些气体电离使某些气体电离—即产生即产生电离辐射电离辐射；； (6)(6)与光波一样与光波一样，，有反射、折射、干涉现象有反射、折射、干涉现象；； (7)(7)能产生能产生生物效应生物效应，伤害和，伤害和杀死生物细胞杀死生物细胞 —对人体有害对人体有害。

最新《无损检测》射线检测 课件1.1.3 射线的产生射线的产生 射线的性质，射线的性质，有利有利、、有弊有弊，应该科学地加以，应该科学地加以利用利用和和防范防范！射线学就是研究如何利用与防范射！射线学就是研究如何利用与防范射线的科学下面介绍线的科学下面介绍产生产生x射线射线的主要设备的主要设备: (1(1））x光管光管基本组成基本组成：：• 阴极部件阴极部件：灯丝（钨丝）：灯丝（钨丝）——发射电子发射电子；； 阴极罩阴极罩——聚焦电子聚焦电子• 阳极部件阳极部件：阳极靶：阳极靶——接收电子接收电子；； 冷却介质冷却介质——散热散热作用• 真空管真空管——玻璃玻璃或或金属陶瓷金属陶瓷制作的制作的真空外罩真空外罩最新《无损检测》射线检测 课件(2)X射线管及其工作原理～～u15～～500kv 高压电源高压电源 －－＋＋高压电缆高压电缆阳极靶阳极靶电子流电子流玻壳管玻壳管阴极罩阴极罩灯丝灯丝最新《无损检测》射线检测 课件 (3)(3) X射线的产生过程表述射线的产生过程表述•首先，对首先，对灯丝灯丝通电通电预热预热, ,产生产生电子热发射电子热发射, ,形成形成电子云电子云；（大约；（大约2020分钟左右）分钟左右）•然后，对阴极和阳极施加高压电（几百然后，对阴极和阳极施加高压电（几百kvkv），）， 形成形成高压电场高压电场，，加速电子加速电子，并使，并使其其定向运动定向运动；；•被加速的被加速的电子最终撞击到阳极靶上电子最终撞击到阳极靶上，将，将其高速运动的其高速运动的动能动能转化为转化为热能热能和和X射线射线。

最新《无损检测》射线检测 课件(4)(4)几点说明几点说明 ①①高速运动电子的能量，高速运动电子的能量，绝大多数转换为热绝大多数转换为热能能，转化为，转化为X射线的能量比率射线的能量比率仅占仅占1％％左右；左右；因此阳极靶因此阳极靶必须散热和冷却必须散热和冷却；这个问题应；这个问题应该由该由X射线管的设计人员解决射线管的设计人员解决 ②②产生产生X射线的强度射线的强度与与管电流管电流成正比，与成正比，与管管电压电压的的平方平方成正比，与成正比，与阳极靶材料阳极靶材料的的原子原子序数成正比序数成正比因此，恰当选择管电流、管因此，恰当选择管电流、管电压和阳极靶材料至关重要电压和阳极靶材料至关重要 换言之，换言之，X射线的强度射线的强度可由可由管电流管电流和和管管电压电压灵活调节灵活调节！！最新《无损检测》射线检测 课件 ③③常用的常用的阳极靶阳极靶材料为材料为钨钨 它具有它具有高原子序高原子序 数数和和高熔点高熔点 ④④X射线的强度的分布规律：射线的强度的分布规律： 在在垂直电子束的方向垂直电子束的方向上上最强最强；在平行电；在平行电子束的方向上最弱。

这就是说，子束的方向上最弱这就是说，X射线的强射线的强度在空间的分布是度在空间的分布是不均匀的不均匀的，而且具有一，而且具有一定的定的扩散角扩散角，并，并不是不是平行光平行光！！ 了解这一点，对应用也很重要（后面在了解这一点，对应用也很重要（后面在象质计象质计的的布置布置时将提到）时将提到）最新《无损检测》射线检测 课件1.1.4 γ射线的产生射线的产生 •γ射线射线是由是由放射性同位素放射性同位素的原子核的原子核衰变衰变过程过程伴随伴随产生的产生的•常用于射线探伤的放射性同位素主要有：常用于射线探伤的放射性同位素主要有： 钴钴60、、铱铱192、、铯铯137/134等•γ射线的特点：射线的特点： ①①强度高于强度高于X射线，射线，穿透力强穿透力强，适合，适合厚板透视厚板透视；； ②②强度强度无法直接调节无法直接调节，射线长期存在，，射线长期存在，防护更要防护更要注意！注意！ ③③可实现可实现周向辐射周向辐射，透视，透视效率高效率高最新《无损检测》射线检测 课件1.1.5 γ射线的半衰期射线的半衰期 同位素同位素 半衰期半衰期射线能量射线能量 应用条件应用条件钴60 5.3年 高 300 mm 以下 钢制件铱192 75±3天 较弱 60mm 以下 钢制件铯137 33±2年 较弱 60mm 以下 钢制件最新《无损检测》射线检测 课件1.2 射线检测的基本原理射线检测的基本原理1.2.1 射线在物质中的射线在物质中的衰减定律衰减定律•射线在穿透物质的同时也会发生衰减现象。

其发射线在穿透物质的同时也会发生衰减现象其发生衰减的根本原因有两点：生衰减的根本原因有两点： 散射散射和和吸收吸收•其衰减规律成负指数规律：其衰减规律成负指数规律： Iδ= I0· e－－μδ （（1-1）） 式中，式中， I0—射线的初始强度；射线的初始强度； Iδ—射线的透射强度；射线的透射强度； δ— 工件的厚度；工件的厚度； μ—线衰减系数线衰减系数最新《无损检测》射线检测 课件线衰减系数线衰减系数μ•线衰减系数线衰减系数μ——入射光子在物质中入射光子在物质中穿行单位距穿行单位距 离离时，与物质时，与物质发生相互作用发生相互作用的的几率•不同材料不同材料具有具有不同的衰减系数不同的衰减系数•一般规律是：一般规律是： μ＝＝f (λ,ρ,z ) ，且与三者，且与三者成正比成正比 其中其中: λ— 射线的波长；射线的波长； ρ — 材料密度；材料密度； z — 原子序数；原子序数；最新《无损检测》射线检测 课件1.2.2 射线检测的基本原理射线检测的基本原理 射线检测主要是利用它的射线检测主要是利用它的指向性指向性、、穿透性穿透性、、衰衰减性减性等几个基本性质。

具体分析（参考下图）：等几个基本性质具体分析（参考下图）： （（1））无缺陷区无缺陷区的射线透射强度：的射线透射强度： Iδ=I0·e－－μδ 衰减定律衰减定律ABXI0Iδδμμx xδδ=A+X+B=A+X+BX — 缺陷厚度；缺陷厚度；A — 缺陷上部厚度；缺陷上部厚度；B —缺陷下部厚度；缺陷下部厚度；I x最新《无损检测》射线检测 课件（（2））有缺陷区有缺陷区的射线透射强度：的射线透射强度： Ix = I0·e－－μA · e－－μˊˊX · e－－μB = I0·e－－μA·e－－μB ·e－－ μX · eμX ·e－－ μˊˊX = I0·e－－μδ ·e－－ （（μˊˊ－－μ)X = Iδ · e－－ （（μˊˊ－－μ)X (1-2) 显然有：显然有： Ix / Iδ = e－－ （（μˊˊ－－μ)X (1-3) 最新《无损检测》射线检测 课件讨论与结论讨论与结论 ①①当当μ’< μ时，时，Ix >Iδ；比如，钢中的气孔、；比如，钢中的气孔、夹渣就属于这种；夹渣就属于这种； ②②当当μ’> μ时，时，Ix < Iδ；比如，钢中的夹铜就；比如，钢中的夹铜就属于这种；属于这种； ③③当当μ’＝＝ μ或或x很小时，很小时，Ix ≈Iδ；几乎差异，；几乎差异，缺陷则得不到显示！缺陷则得不到显示！ • 这就是射线检测的基本应用原理这就是射线检测的基本应用原理!最新《无损检测》射线检测 课件1.3 X射线照相法检测技术射线照相法检测技术 1.3.1 x射线照相法检测原理射线照相法检测原理 依据射线检测的基本原理，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 胶片最新《无损检测》射线检测 课件1.3.2 X射线照相法检测技术射线照相法检测技术 (1)合格底片合格底片的的评价指标评价指标（（参考参考GB3323-87）） ①①象质等级的规定：象质等级的规定： A 级，级，AB级，级，B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，， 如如核设施核设施最新《无损检测》射线检测 课件 ②② 与与象质等级象质等级相关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：1.2～～3.5 AB级：级：1.2～～3.5 B级：级： 1.5～～3.5最新《无损检测》射线检测 课件 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(%). 相对灵敏度表达式：相对灵敏度表达式： K= (X/δ)×100% 强调强调: K值越小值越小,灵敏度越高灵敏度越高!最新《无损检测》射线检测 课件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：1～～16；； 分成三组：分成三组：1～～7;6～～12;10～～16 象质指数象质指数Z＝＝线号线号1～～16 象质指数象质指数Z值值越高越高,灵敏度灵敏度越低越低!最新《无损检测》射线检测 课件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例:7~1GB5618-85一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。

度的要求应用方法最新《无损检测》射线检测 课件象质计的摆放要求：象质计的摆放要求：①①射线射线源一侧源一侧的工件的工件上表面上表面；；②②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）；③③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 最新《无损检测》射线检测 课件象质计的摆放图示象质计的摆放图示•图例图例L/2L/41—7焊接试板焊接试板象质计最新《无损检测》射线检测 课件（（2）透照参数选择）透照参数选择 ①①胶片选择：国产胶片选择：国产天津天津ⅢⅢ型型胶片 ②②增感屏选择：增感屏选择： 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增感屏；感屏； 钢制件钢制件——选择选择铅箔增感屏铅箔增感屏 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。

作用最新《无损检测》射线检测 课件 ③③曝光条件的选择曝光条件的选择 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 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！！最新《无损检测》射线检测 课件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：δδδδ0 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最新《无损检测》射线检测 课件 ④④ 透照距离透照距离的选择的选择 最小透照距离最小透照距离Fmin的确定：的确定： 首先分析首先分析——相似三角形平面几何原理相似三角形平面几何原理：： 板厚板厚δ、、焦点直径焦点直径d、、几何不清晰度几何不清晰度ug与最与最小透照距离小透照距离Fmin的关系。

的关系 综合考虑综合考虑：： F一般取一般取400～～700 mm 基本规律：基本规律：F ，，ug ；； 射线强度射线强度 ！！ 下面分析几何关系下面分析几何关系最新《无损检测》射线检测 课件F与与ug的关系分析的关系分析•根据相似原理，有根据相似原理，有 ug / d = h / (F－－h) 所以所以，，ug＝＝ d·h / (F－－h) ug max = d·δ/ (F－－δ) 显然，显然，F↗ ↗, ug max↘ ↘. 故有，故有， Fmin = d·δ/ ug max ＋＋δ dFhug最新《无损检测》射线检测 课件 ⑤⑤透照方式选择透照方式选择 选择射线与工件的选择射线与工件的相对位置关系相对位置关系 因工件情况不同、发现缺陷种类不同而因工件情况不同、发现缺陷种类不同而 采用不同的透照方式采用不同的透照方式 平板对接焊缝平板对接焊缝：： 垂直垂直透照、透照、倾斜倾斜透照；透照； 大直径筒节大直径筒节环缝环缝、、纵缝纵缝：： 内透内透法、法、外透外透法；法； 管子对接环缝管子对接环缝：： 双壁双影双壁双影法、法、双壁单影双壁单影法。

法最新《无损检测》射线检测 课件⑥⑥散射线的屏蔽散射线的屏蔽 采用采用滤板滤板、、遮板遮板、、底部铅板底部铅板等 目的是目的是降低降低底片的底片的 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最新《无损检测》射线检测 课件⑦⑦ 补偿块补偿块的选择的选择 对于对于不规则的接头不规则的接头，如，如角接头角接头、、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最新《无损检测》射线检测 课件1.4 X射线探伤机及探伤程序射线探伤机及探伤程序 1.4.1 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 50～～500kv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 最新《无损检测》射线检测 课件（（2））主要性能参数主要性能参数（以（以X2005型型射线机为例）射线机为例）•管压峰值管压峰值kv——200kv•管电流平均值管电流平均值mA——5mA•焦点尺寸焦点尺寸mm—— 2.5×2.5•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：： ①① 控制箱控制箱 ②② x射线管射线管 ③③ 高压电缆高压电缆最新《无损检测》射线检测 课件1.4.2 X射线照相法探伤系统①射线源②铅光阑③滤 板④铅 罩⑤铅遮板⑥象质计⑦标记带⑧工 件⑨暗 盒⑩铅底板最新《无损检测》射线检测 课件关于标记带•标记带内容：标记带内容： ①①定位标记定位标记——中心标记中心标记，，搭接标记搭接标记；； ②②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； ③③B标记标记——评价背部散射线强度；评价背部散射线强度；010072006，3，15GL141 AB最新《无损检测》射线检测 课件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！！2006，3，12－007GL100-2暗袋暗袋标记带最新《无损检测》射线检测 课件1.4.3 射线探伤的基本操作程序射线探伤的基本操作程序 总体上分为总体上分为三个阶段三个阶段，具体操作内容，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： ①①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、工件、工件表面状态表面状态等；等； ②②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； ③③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； ④④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； ⑤⑤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 最新《无损检测》射线检测 课件（（2）实际透照）实际透照 ①① 核对实物核对实物，，布片布片贴标贴标；； ②② 屏蔽散射屏蔽散射，，对位对位调焦调焦；； ③③ 设定参数设定参数，设备，设备预热预热；； ④④ 检查现场检查现场，开机，开机透照透照3）技术处理）技术处理 ①① 暗室处理暗室处理—— 冲洗、干燥；冲洗、干燥； ②② 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 ③③ 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 ④④ 签发检验报告签发检验报告——资料归档，保存资料归档，保存5～～8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要签字、提出、提出返修建议返修建议等。

等最新《无损检测》射线检测 课件1.5 射线的防护射线的防护 1.5.1 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：： 职业探伤人员职业探伤人员：： 每天每天实际接受剂量实际接受剂量 不大于不大于 17.4 mrem; 每年每年最高允许剂量当量最高允许剂量当量 5 rem ；； 终生终生累计照射剂量，不得超过累计照射剂量，不得超过 250 rem最新《无损检测》射线检测 课件1.5.2 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； 探伤人员探伤人员带带铅围裙铅围裙、、铅眼镜铅眼镜等⑵⑵ 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⑶⑶ 时间防护时间防护——探伤人员工作时间探伤人员工作时间: t≤17.4/p, p为为射线剂量率射线剂量率. 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！最新《无损检测》射线检测 课件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最新《无损检测》射线检测 课件。