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射线检测幻灯片第1页，共73页，编辑于2022年，星期五第三章第三章 射线检测射线检测 射线检测是利用各种射线对材料的透射性能及不同材料对射线射线检测是利用各种射线对材料的透射性能及不同材料对射线的吸收、衰减程度的不同，使底片感光成黑度不同的图像来观察的，的吸收、衰减程度的不同，使底片感光成黑度不同的图像来观察的，是一种行之有效而又不可缺少的检测材料或零件内部缺陷的手段，是一种行之有效而又不可缺少的检测材料或零件内部缺陷的手段，在工业上广泛应用。这是因为它具有以下在工业上广泛应用。这是因为它具有以下优点：优点：1、适用于几乎所有的材料，对零件几何形状及表面粗糙度均无严格要、适用于几乎所有的材料，对零件几何形状及表面粗糙度均无严格要求，求，目前射线检测主要应用于对铸件和焊件的检测目前射线检测主要应用于对铸件和焊件的检测；2、射线检测能直观地显示缺陷影像，便于对缺陷进行定性、定量和定、射线检测能直观地显示缺陷影像，便于对缺陷进行定性、定量和定位；位；3、射线底片能长期存档备查，便于分析事故原因。、射线底片能长期存档备查，便于分析事故原因。第二章第二章 射线检测射线检测 第2页，共73页，编辑于2022年，星期五 射线检测对气孔、夹渣、疏松等体积型缺陷的检测灵敏度较高，对射线检测对气孔、夹渣、疏松等体积型缺陷的检测灵敏度较高，对平面缺陷的检测灵敏度较低，如当射线方向与平面缺陷（如裂纹）垂直平面缺陷的检测灵敏度较低，如当射线方向与平面缺陷（如裂纹）垂直时很难检测出来，只有当裂纹与射线方向平行时才能够对其进行有效检时很难检测出来，只有当裂纹与射线方向平行时才能够对其进行有效检测。测。另外，射线对人体有害，需要有保护措施。另外，射线对人体有害，需要有保护措施。第二章第二章 射线检测射线检测 射线检测的缺点：射线检测的缺点：第3页，共73页，编辑于2022年，星期五一一.射线的种类和频谱射线的种类和频谱波长较短的电磁波叫射线波长较短的电磁波叫射线，速度高、能量大的粒子流也叫射线。，速度高、能量大的粒子流也叫射线。第一节第一节 射线检测的物理基础射线检测的物理基础 第二章第二章 射线检测射线检测 第4页，共73页，编辑于2022年，星期五在在射射线线检检测测中中应应用用的的射射线线主主要要是是X X射射线线、射射线线和和中中子子射射线线。X X射射线线和和射射线线属属于于电电磁磁辐辐射射，中中子子射射线线是是中中子子束束流流。由由于于他他们们属属电电中中性性，不不会会受受到到库库伦伦场场的的影影响响而而发发生生偏偏转转，且且贯贯穿穿物物质质的的本本领领较较强强，被被广广泛泛应用于无损检测。应用于无损检测。第二章第二章 射线检测射线检测 第5页，共73页，编辑于2022年，星期五二、射线的产生二、射线的产生（一）（一）X X射线的产生射线的产生 X X射射线线是是一一种种波波长长比比紫紫外外线线还还短短的的电电磁磁波波，它它具具有有光光的的特特性性，例如具有反射、折射、干涉、衍射、散射和偏振等现象。例如具有反射、折射、干涉、衍射、散射和偏振等现象。第二章第二章 射线检测射线检测 第6页，共73页，编辑于2022年，星期五X X射射线线通通常常是是将将高高速速运运动动的的电电子子作作用用到到金金属属靶靶(一一般般是是重重金金属属)上上而而产产生生的的。X射射线线源源即即X射射线线发发生生器器主主要要由由三三部部分分组组成成：发发射射电电子子的的灯灯丝丝（阴阴极极）、受受电电子子轰轰击击的的阳阳极极靶靶面面、电电子子加加速速装装置置高高压发生器。压发生器。第二章第二章 射线检测射线检测 u15500kv 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X射线射线第7页，共73页，编辑于2022年，星期五图为在图为在35 kV的电压下操作时，的电压下操作时，钨靶与钼靶产生的典型的钨靶与钼靶产生的典型的X射射线谱。钨靶发射的是线谱。钨靶发射的是连续光谱连续光谱，而钼靶除发射连续光谱之外还叠而钼靶除发射连续光谱之外还叠加了两条特征光谱，称为加了两条特征光谱，称为标识标识X射线射线，即，即K线和线和K线。若要得线。若要得到钨的到钨的K线和线和K线，则电压必线，则电压必须加到须加到70 kV以上。以上。钨与钼的钨与钼的X射线谱射线谱 第8页，共73页，编辑于2022年，星期五1 1、连续、连续X X射线射线根根据据电电动动力力学学理理论论，具具有有加加速速度度的的带带电电粒粒子子将将产产生生电电磁磁辐辐射射。在在X X射射线线管管中中，高高压压电电场场加加速速了了阴阴极极电电子子，当当具具有有很很大大动动能能的的电电子子达达到到阳阳极极表表面面时时，由由于于猝猝然然停停止止，它它所所具具有有的的动动能能必必定定转转变变为为电电磁磁波波辐辐射射出出去去。由由于于电电子子被被停停止止的的时时间间和和条条件件不不同同，电电子子的的能能量量和和波波长长不不同同，所所以以辐辐射射的的电电磁磁波波具具有有连连续续变变化化的的波波长。长。在在任任何何X X射射线线管管中中，只只要要电电压压达达到到一一定定数数值值，连连续续X X射线总是存在的。射线总是存在的。第二章第二章 射线检测射线检测 第9页，共73页，编辑于2022年，星期五2 2、标识、标识X X射线射线根根据据原原子子结结构构理理论论，原原子子吸吸收收能能量量后后将将处处于于受受激激状状态态，受受激激状状态态原原子子是是不不稳稳定定的的，当当它它回回复复到到原原来来的的状状态态时时，将将以以发发射射谱谱线线的的形形式式放放出出能能量量。在在X X射射线线管管内内，高高速速运运动动的的电电子子到到达达阳阳极极靶靶时时将将产产生生连连续续X X射射线线。如如果果电电子子的的动动能能达达到到相相当当的的数数值值，可可足足以以打打出出靶靶原原子子(通通常常是是重重金金属属原原子子)内内壳壳层层上上的的一一个个电电子子，该该电电子子或或者者处处于于游游离离状状态态，或或者者被被打打到到外外壳壳层层的的某某一一个个位位置置上上。于于是是原原子子的的内内壳壳层层上上（低低能能级级处处）有有了了一一个个空空位位，邻邻近近高高能能级级壳壳层层上上的的电电子子便便来来填填空空，这这样样就就发发生生相相邻邻壳壳层层之之间间一一系系列列电电子子的的跃跃迁迁。外外层层高高能能级级上上的的电电子子向向内内层层低低能能级级跃跃迁迁时时将将释释放放出出多多余余能能量量，从从而而发发射射出出X X射射线线。显显然然，这这种种X X射射线线与与靶靶金金属属原原子子的的结结构构有有关关，其其能能量量或或波波长长是是确确定定的的，因因此此称称其其为为标标识识X X射射线线或特征或特征X X射线射线。标识。标识X X射线通常频率很高，射线通常频率很高，波长很短。波长很短。在在工工业业探探伤伤中中所所获获得得的的X射射线线谱谱中中既既有有连连续续谱谱，也也有有标标识识谱谱，标标识识射射线线与与连连续续射线能量相比要小得多，所以射线能量相比要小得多，所以起主要作用的是连续谱起主要作用的是连续谱。第二章第二章 射线检测射线检测 第10页，共73页，编辑于2022年，星期五 第二章第二章 射线检测射线检测 （二）（二）射线的产生射线的产生 射线是一种电磁波，可以从天然放射性原子核中产生，也可以从人工放射线是一种电磁波，可以从天然放射性原子核中产生，也可以从人工放射性原子核中产生。它是由放射性同位素的核反应、核衰变或裂变放射出的。射性原子核中产生。它是由放射性同位素的核反应、核衰变或裂变放射出的。射线探伤中使用的射线探伤中使用的 射线源是由核反应制成的人工放射线源。射线源是由核反应制成的人工放射线源。应用较广的有钴应用较广的有钴-60。射线与射线与X射线的一个重要不同点是，射线的一个重要不同点是，射线源无论使用与否，射线源无论使用与否，其能量都在自然地逐渐减弱，可由半衰期来反映：其能量都在自然地逐渐减弱，可由半衰期来反映：（三）中子射线的产生（三）中子射线的产生 中子是通过原子核反应产生的。对原子施加强大作用中子是通过原子核反应产生的。对原子施加强大作用,当给当给与原子核的能量大于中子的结合能时与原子核的能量大于中子的结合能时,中子就释放出来。中子就释放出来。第11页，共73页，编辑于2022年，星期五三、射线的特性三、射线的特性 X射线、射线、射线、中子射线都可用于固体材料的无损检测。射线、中子射线都可用于固体材料的无损检测。1、具有穿透物质的能力；、具有穿透物质的能力；2、不带电荷，不受电磁场的作用；、不带电荷，不受电磁场的作用；3、具有波动性、粒子性，即二象性；具有波动性、粒子性，即二象性；在做衍射试验的时候，粒子流和光束一样，都可以产生衍射波纹。同时在局部区在做衍射试验的时候，粒子流和光束一样，都可以产生衍射波纹。同时在局部区域，光的衍射图案也如同粒子的衍射图案一样，出现单个粒子形成的点。这个试验得出域，光的衍射图案也如同粒子的衍射图案一样，出现单个粒子形成的点。这个试验得出的结论就是，在微观粒子运动的时候，既有波动效应，也有粒子效应，这就是波粒二象的结论就是，在微观粒子运动的时候，既有波动效应，也有粒子效应，这就是波粒二象性。性。4、能使某些物质起光化学作用；、能使某些物质起光化学作用；5、能使气体电离和杀死有生命的细胞。、能使气体电离和杀死有生命的细胞。第二章第二章 射线检测射线检测 第12页，共73页，编辑于2022年，星期五四、射线通过物质的衰减四、射线通过物质的衰减射射线线穿穿过过物物质质时时，与与物物质质中中的的原原子子发发生生撞撞击击、产产生生能能量量转转换换，引引发发能能量量的的衰衰减和以下种种物理效应。减和以下种种物理效应。（一）（一）X射线、射线、射线通过物质时的衰减射线通过物质时的衰减 1、X射线、射线、射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用射射线线与与物物质质的的相相互互作作用用主主要要有有三三种种过过程程：光光电电效效应应、康康普普顿顿效效应应和和电电子子对对的的产产生生。这这三三种种过过程程的的共共同同点点是是都都产产生生电电子子，然然后后电电离离或或激激发发物物质质中中的的其其他他原原子子；此此外外，还还有有少少量量的的汤汤姆姆逊逊效效应应。光光电电效效应应和和康康普普顿顿效效应应随随射射线线能能量量的的增增加加而而减减少少，电电子子对对的的产产生生则则随随射射线线能能量量的的增增加加而而增增加加，四四种种效效应应的的共共同同结结果果是是使使射射线线在在透透过过物物质质时时能能量量产生衰减。产生衰减。第二章第二章 射线检测射线检测 第13页，共73页，编辑于2022年，星期五每束射线都具有能量为每束射线都具有能量为E E=hvhv的光的光子。光子运动时保持着它的全部动能。子。光子运动时保持着它的全部动能。光子能够撞击物质中原子轨道上的电光子能够撞击物质中原子轨道上的电子子，若若撞撞击击时时光光子子释释放放出出全全部部能能量量，将将所所有有能能量量传传给给电电子子，使使其其脱脱离离原原子子而而成成为为自自由由电电子子，光光子子本本身身消消失失。这这种种现现象象称称为为光光电电效效应应。光光子子的的一一部部分分能能量量把把电电子子从从原原子子中中逐逐出出去去，剩剩余余的的能能量量则则作作为为电电子子的的动动能能被被带带走走，于于是是该该电电子子可可能能又又在在物物质质中中引引起起新新的的电电离离。当当光光子子的的能能量量低低于于1 1 MeVMeV时时，光光电电效应是极为重要的过程。效应是极为重要的过程。第二章第二章 射线检测射线检测 （1）光电效应光电效应 光电效应光电效应 光电子光电子光子光子第14页，共73页，编辑于2022年，星期五（2）康普顿效应康普顿效应 在康普顿效应中，一个光子撞击一在康普顿效应中，一个光子撞击一个电子时只释放出它的一部分能量，结个电子时只释放出它的一部分能量，结果光子的能量减弱并在和射线初始方向果光子的能量减弱并在和射线初始方向成成角的方向上散射，而电子则在和初角的方向上散射，而电子则在和初始方向成始方向成角的方向上散射。这种现象角的方向上散射。这种现象称为称为康普顿效应康普顿效应。这这一一过过程程同同样样服服从从能能量量守守恒恒定定律律，即即电电子子所所具具有有的的动动能能为为入入射射光光子子和和散散射光子的能量之差射光子的能量之差.第二章第二章 射线检测射线检测 康普顿效应康普顿效应 康普顿电子康普顿电子 光子光子 第15页，共73页，编辑于2022年，星期五（3）电子对的产生电子对的产生 在原子核场的作用下，在原子核场的作用下，一个具有足够能量的光子一个具有足够能量的光子释放出它的全部动能而转释放出它的全部动能而转化化具具有有同同样样能能量量的的一一对对正正负负电电子子，光光子子则则完完全全消消失失，这这样样的的过过程程称称为为电电子子对对的的产产生生。产产生生电电子子所所需需的的最最小小能能量量为为0.51 0.51 MeVMeV，所所以以光光子子能能量量hv必必须须大大于于等于等于1.02 MeV。电子对的产生和消失电子对的产生和消失 第二章第二章 射线检测射线检测 第16页，共73页，编辑于2022年，星期五汤姆逊效应汤姆逊效应（4）汤姆逊效应汤姆逊效应 射线与物质中带电粒子相互作用，产生与入射射线波长相同的散射线与物质中带电粒子相互作用，产生与入射射线波长相同的散射线的现象叫做射线的现象叫做汤姆逊效应汤姆逊效应。这种散射线可以产生干涉，。这种散射线可以产生干涉，能量衰减能量衰减十分微小。十分微小。第二章第二章 射线检测射线检测 第17页，共73页，编辑于2022年，星期五2 2、射线的衰减定律和衰减曲线、射线的衰减定律和衰减曲线射射线线的的衰衰减减是是由由于于射射线线光光子子与与物物体体相相互互作作用用产产生生光光电电效效应应、康康普普顿顿效效应应、汤汤姆姆逊逊效效应应或或电电子子对对的的产产生生，使使射射线线被被吸吸收收和和散散射射而而引引起起的的。由由此此可可知知，物物质质愈愈厚厚，则则射射线线穿穿透透时时的的衰衰减减程程度度也也愈愈大。大。射射线线衰衰减减的的程程度度不不仅仅与与透透过过物物质质的的厚厚度度有有关关，而而且且还还与与射射线线的的性性质质(波波长长)、物物体体的的性性质质(密密度度和和原原子子序序数数)有有关关。一一般般来来讲讲，射射线线的的波波长长愈愈小小，衰衰减减愈愈小小；物物质质的的密密度度及及原原子子序序数数愈愈大大，衰衰减减也也愈愈大大。但但它它们们之之间间的的关关系系并并不不是是简简单单的的直直线线关关系系，而而是是成成指指数数关关系系的的衰减衰减。第二章第二章 射线检测射线检测 第18页，共73页，编辑于2022年，星期五设设入入射射线线的的初初始始强强度度为为I0，通通过过物物质质的的厚厚度度为为d，射射线线能能量量的的线衰减系数为线衰减系数为，那么射线在透过物质以后的强度，那么射线在透过物质以后的强度I为为 由于射线束是锥形由于射线束是锥形，修正后为，修正后为 第二章第二章 射线检测射线检测 宽束射线的宽束射线的衰减衰减曲线曲线H物体表面至射线源的距离。物体表面至射线源的距离。第19页，共73页，编辑于2022年，星期五一、一、射线检测的基本原理射线检测的基本原理 射射线线检检测测是是利利用用射射线线通通过过物物质质衰衰减减程程度度与与被被通通过过部部位位的的材材质质、厚厚度度和和缺缺陷陷的的性性质质有有关关的的特特性性，使使胶胶片片感感光光成成黑黑度度不不同同的的图图像像来来实实现现的的，检检测测原原理理：当当射射线线通通过过被被检检物物体体时时，有有缺缺陷陷部部位位与与无无缺缺陷陷部部位位对对射射线线的的吸吸收收能能力力不不同同，一一般般情情况况是是通通过过有有缺缺陷陷部部位位的的射射线线强强度度高高于于无无缺缺陷陷部部位位的的射射线线强强度度，因因此此可可以以通通过过检检测测透透过过被被检检物物体体后后射射线线强强度度的的差差异来判断被检物体中是否有缺陷存在。异来判断被检物体中是否有缺陷存在。第二节第二节 射线检测的基本原理和方法射线检测的基本原理和方法 第二章第二章 射线检测射线检测 第20页，共73页，编辑于2022年，星期五当当一一束束强强度度为为I0的的射射线线平平行行通通过过被被检检测测试试件件(厚厚度度为为d)后后，其其强强度度Id为为若被测试件表面有高度为若被测试件表面有高度为h的凸起时，则的凸起时，则射线强度将衰减为射线强度将衰减为 第二章第二章 射线检测射线检测 X射线检测原理图射线检测原理图 第21页，共73页，编辑于2022年，星期五如如在在被被测测试试件件内内，有有一一个个厚厚度度为为x、吸吸收收系系数数为为的某种缺陷，的某种缺陷，则射线通过后，强度衰减为则射线通过后，强度衰减为 若若有有缺缺陷陷的的吸吸收收系系数数小小于于被被测测试试件件本本身身的的吸吸收收系系数数，则则IxIdIh，于于是是，在在被被检检测测试试件件的的另另一一面面就就形形成成一一幅幅射射线线强强度度不不均均匀匀的的分分布布图图。通通过过一一定定方方式式将将这这种种不不均均匀匀的的射射线线强强度度进进行行照照相相或或转转变变为为电电信信号号指指示示、记记录录或或显显示示，就就可可以以评评定定被被检检测测试试件件的的内内部部质质量量，达达到到无无损损检检测测的的目目的的。沿沿射射线线透透照照方方向向的的缺缺陷陷尺尺寸寸越越大大，则则有有无缺陷处的强度差越大，反映在胶片上的黑度差越大，就越容易发现缺陷。无缺陷处的强度差越大，反映在胶片上的黑度差越大，就越容易发现缺陷。第二章第二章 射线检测射线检测 而而第22页，共73页，编辑于2022年，星期五二、检测方法二、检测方法 目目前前工工业业上上主主要要有有照照相相法法、电电离离检检测测法法、荧荧光光屏屏直直接接观观察察法法、电电视视观观察察法等。法等。1、照相法照相法射射线线检检测测常常用用的的方方法法是是照照相相法法，即即利利用用射射线线感感光光材材料料(通通常常用用射射线线胶胶片片)，放放在在被被透透照照试试件件的的背背面面接接受受透透过过试试件件后后的的射射线线。胶胶片片曝曝光光后后经经暗暗室室处处理理，就就会会显显示示出出物物体体的的结结构构图图像像。根根据据胶胶片片上上影影像像的的形形状状及及其其黑黑度度的的不不均均匀匀程程度度，就就可可以以评评定定被被检检测测试试件件中中有有无无缺缺陷陷及及缺缺陷陷的的性性质质、形形状状、大大小小和和位位置置。此此法法的的优优点点是是灵灵敏敏度度高高、直直观观可可靠靠、重重复复性性好好，是是射射线线检检测测法法中中应应用用最最广广泛泛的的一一种种常常规规方方法法。由由于于生生产产和和科科研研的的需需要要，还还可可用用放放大大照照相相法法和和闪闪光光照照相相法法以以弥弥补补其其不不足足。放放大大照照相相可以检测出材料中的微小缺陷。可以检测出材料中的微小缺陷。第二章第二章 射线检测射线检测 第23页，共73页，编辑于2022年，星期五 X射线照相原理示意图射线照相原理示意图 第二章第二章 射线检测射线检测 第24页，共73页，编辑于2022年，星期五 2 2、电离检测法电离检测法 当当射射线线通通过过气气体体时时与与气气体体分分子子撞撞击击，有有的的气气体体分分子子失失去去电电子子成成为为正正离离子子，有有的的气气体体分分子子得得到到电电子子成成为为负负离离子子，此此即即气气体体的的电电离离效效应应。电电离离效效应应将将会会产产生生电电离离电电流流，电电离离电电流流的的大大小小与与射射线线的的强强度度有有关关。如如果果将将透透过过试试件件的的X射射线线通通过过电电离离室室测测量量射射线线强强度度，就就可可以以根根据据电电离离室室内内电电离离电电流流的的大大小来判断试件的完整性。小来判断试件的完整性。这这种种方方法法对对缺缺陷陷性性质质的的判判别别较较困困难难，只只适适用用于于形形状状简简单单、表表面面工工整整的的工工件件，应用较少。应用较少。第二章第二章 射线检测射线检测 第25页，共73页，编辑于2022年，星期五 3 3、荧光屏直接观察法荧光屏直接观察法 将将透透过过试试件件的的射射线线投投射射到到涂涂有有荧荧光光物物质质的的荧荧光光屏屏上上时时，在在荧荧光光屏屏上上会会激激发发出出不不同同强强度度的的荧荧光光来来，利利用用荧荧光光屏屏上上的的可可见见影影像像直直接接辨辨认认缺缺陷陷。这这种种方方法法成本低，适用于形状简单、要求不严格的产品的检测。成本低，适用于形状简单、要求不严格的产品的检测。4、电视观察法、电视观察法是是荧荧光光屏屏直直接接观观察察法法的的发发展展，将将荧荧光光屏屏上上的的可可见见影影像像通通过过光光电电倍倍增增管管增增强强图图像像，再再通通过过电电视视设设备备显显示示。这这种种方方法法检检测测灵灵敏敏度度比比照照相相法法低低，对形状复杂的零件检测困难。，对形状复杂的零件检测困难。第二章第二章 射线检测射线检测 第26页，共73页，编辑于2022年，星期五一、一、照相法的灵敏度和透度计照相法的灵敏度和透度计（一）（一）灵敏度灵敏度 灵灵敏敏度度是是指指显显示示缺缺陷陷的的程程度度或或能能发发现现最最小小缺缺陷陷的的能能力力，是是检检测测质量的标志质量的标志。通常用两种方式表示：通常用两种方式表示：绝对灵敏度，相对灵敏度绝对灵敏度，相对灵敏度。第三节第三节 射线照相检测技术射线照相检测技术 第二章第二章 射线检测射线检测 第27页，共73页，编辑于2022年，星期五1、绝绝对对灵灵敏敏度度：指指在在射射线线胶胶片片上上能能发发现现被被检检测测试试件件中中与与射射线线平平行行方向的最小缺陷尺寸。方向的最小缺陷尺寸。2、相相对对灵灵敏敏度度：指指在在射射线线胶胶片片上上能能发发现现被被检检测测试试件件中中与与射射线线平平行行方方向的最小缺陷尺寸占试件厚度的百分数。向的最小缺陷尺寸占试件厚度的百分数。若以若以d表示为被检测试件的材料厚度，表示为被检测试件的材料厚度，x为缺陷尺寸，则其相对灵敏度为为缺陷尺寸，则其相对灵敏度为 目前，一般所说的射线照相灵敏度都是指目前，一般所说的射线照相灵敏度都是指相对灵敏度相对灵敏度。第二章第二章 射线检测射线检测 射线照相中，被检工件中的最小缺陷是无法确切知道的，一般采用带有人工射线照相中，被检工件中的最小缺陷是无法确切知道的，一般采用带有人工缺陷的试块，以透度计来确定透照的灵敏度。缺陷的试块，以透度计来确定透照的灵敏度。第28页，共73页，编辑于2022年，星期五（二）（二）透度计透度计 透透度度计计又又称称像像质质指指示示器器，是是用用来来估估价价检检测测灵灵敏敏度度的的一一种种标标准准工工具具，同同时时也也常常用用来来选选取取或或验验证证射射线线检检验验的的透透照照参参数数。在在透透视视照照相相中中，要要评评定定缺缺陷陷的的实实际际尺尺寸寸是是困困难难的的，因因此此，要要用用透透度度计计来来做做参参考考比比较较。因因此此，用用透透度度计计测测得得的的灵灵敏敏度度表表示示底底片片的的影影像像质质量量。同同时时，还还可可以以用用透透度度计计来来鉴鉴定定照照片片的的质质量量和和作作为为改改进进透透照照工工艺艺的的依依据据。透透度度计计要要用用与与被被透透照照工工件件材材质质、吸吸收收系系数数相相同同或或相相近近的的材材料料制制成成。常用的透度计主要有两种：常用的透度计主要有两种：槽式透度计和金属丝透度计。槽式透度计和金属丝透度计。第二章第二章 射线检测射线检测 第29页，共73页，编辑于2022年，星期五 1 1、槽式透度计、槽式透度计 槽式透度计的基本设计是在平板上加工出一系列的矩形槽，槽式透度计的基本设计是在平板上加工出一系列的矩形槽，其规格尺寸如图所示。槽深其规格尺寸如图所示。槽深h一般一般0.1-6mm，用这种透度计计算灵用这种透度计计算灵敏度：敏度：对不同厚度的工件照相，可分别采用不同型号的透度计。对不同厚度的工件照相，可分别采用不同型号的透度计。槽式透度计示意图槽式透度计示意图 第二章第二章 射线检测射线检测 被检工件被检工件厚度厚度透度计透度计厚度厚度第30页，共73页，编辑于2022年，星期五2 2、金属丝透度计金属丝透度计 金金属属丝丝透透度度计计是是以以一一套套（7 71111根根）不不同同直直径径（0.10.14.0 4.0 mmmm）的的金金属属丝丝均均匀匀排排列列，粘粘合合于于两两层层塑塑料料或或薄薄橡橡皮皮中中间间而而构构成成的的。为为区区别别透透度度计计型型号号，在在金金属属丝丝两两端端摆摆上上与与号号数数对对应应的的铅铅字字或或铅铅点点。金金属属丝丝一一般般分分为为两两类类，透透照照钢钢材材时时用用钢钢丝丝透透度度计计，透透照照铝铝合合金金或或镁镁合合金金时时用用铝铝丝丝透透度度计计。其其灵灵敏敏度度为为：金属丝透度计示意图金属丝透度计示意图 第二章第二章 射线检测射线检测 b b为观察到的最小金属丝直径；为观察到的最小金属丝直径；A为被透照工件部位的总厚度。为被透照工件部位的总厚度。第31页，共73页，编辑于2022年，星期五使用透度计时，其摆放位置直接影响检测灵敏度。原则上应将其使用透度计时，其摆放位置直接影响检测灵敏度。原则上应将其置于透照灵敏度最低的位置，所以一般放在工件上靠近射线源的一侧，置于透照灵敏度最低的位置，所以一般放在工件上靠近射线源的一侧，并靠近透照场边缘的表面上，并应使浅槽或金属丝直径小的一侧远离并靠近透照场边缘的表面上，并应使浅槽或金属丝直径小的一侧远离射线束中心，射线束中心，这样可保证整个被透照区的灵敏度达到灵敏度要求这样可保证整个被透照区的灵敏度达到灵敏度要求。每。每张底片上原则上都必须有透度计。张底片上原则上都必须有透度计。第二章第二章 射线检测射线检测 透度计的使用方法透度计的使用方法第32页，共73页，编辑于2022年，星期五二、增感屏及增感方式的选择二、增感屏及增感方式的选择由由于于X射射线线和和射射线线波波长长短短，对对胶胶片片的的感感光光效效应应差差，一一般般X射射线线进进入入胶胶片片并并被被吸吸收收的的效效率率很很低低，只只能能吸吸收收大大约约1的的有有效效射射线线能能量量，因因此此要要得得到到一一张张清清晰晰的的底底片片需需很很长长的的感感光光时时间间。为为了了增增加加胶胶片片的的感感光光速速度度，利利用用某某些些增增感感物物质质在在射射线线作作用用下下能能激激发发出出荧荧光光或或产产生生次次级级射射线线，从从而而加加强强对对胶胶片片的的感感光光作作用用。在在射射线线透透视视照照相相中中，所所用用的的增增感感物物质质称称为为增感屏增感屏，第二章第二章 射线检测射线检测 射射线线的的曝曝光光量量通通常常以以射射线线强强度度I I和和时时间间t t的的乘乘积积表表示示，即即 E E=ItIt，E E的的单单位位为为mCih(mCih(毫居里毫居里小时小时)。第33页，共73页，编辑于2022年，星期五增感屏通常有三种：荧光增感屏、金属增感屏和金属荧光增感屏。增感屏通常有三种：荧光增感屏、金属增感屏和金属荧光增感屏。1 1、荧光增感屏、荧光增感屏荧荧光光增增感感屏屏是是利利用用荧荧光光物物质质（常常用用钨钨酸酸钙钙CaWOCaWO4 4）被被射射线线激激发发产产生生荧荧光光实实现现增增感感作作用用的的，其其结结构构如如图图所所示示。它它是是将将荧荧光光物物质质均均匀匀地地涂涂布布在在质质地地均均匀匀而而光光滑滑的的支支撑撑物物(硬硬纸或塑料薄板等纸或塑料薄板等)上，再覆盖一层薄薄的透明保护层组合而成的。上，再覆盖一层薄薄的透明保护层组合而成的。荧光增感屏构造示意图荧光增感屏构造示意图 第二章第二章 射线检测射线检测 第34页，共73页，编辑于2022年，星期五2 2、金属增感屏、金属增感屏金金属属增增感感屏屏在在受受射射线线照照射射时时产产生生二二次次射射线线对对胶胶片片起起感感光光作作用用。其其增增感感较较小小，一一般般只只有有2 27 7倍倍。金金属属屏屏的的增增感感特特性性通通常常是是，原原子子序序数数增增加加，增增感感系系数数上上升升，辐辐射射波波长长愈愈短短，增增感感作作用用越越显显著著。但但是是原原子子序序数数越越大大，激激发发能能量量也也要要相相应应提提高高，如如果果射射线线能能量量不不能能使使金金属属屏屏的的原原子子电电离离或或激激发发，则则不不起起增增感感作作用用。如如铅铅增增感感屏屏，当当管管电电压压低低于于80 80 kVkV时时，则则基基本本上上无无增增感感作作用用。在在生生产产实实践践中中，多多采采用用铅铅、金金箔箔、锡锡等等原原子子序序数数较较高高的的材材料料作作金金属属增增感感屏屏，因因为为铅铅的的压压延延性好，吸收散射线的能力强。性好，吸收散射线的能力强。第二章第二章 射线检测射线检测 第35页，共73页，编辑于2022年，星期五3 3、金属荧光增感屏、金属荧光增感屏金金属属荧荧光光增增感感屏屏是是在在铅铅箔箔上上涂涂一一层层荧荧光光物物质质组组合合而而成成的的，其其结结构如图所示。它具有荧光增感的高增感系数，又有吸收散射线的作用。构如图所示。它具有荧光增感的高增感系数，又有吸收散射线的作用。金属荧光增感屏结构示意图金属荧光增感屏结构示意图 第二章第二章 射线检测射线检测 第36页，共73页，编辑于2022年，星期五4 4、增感方式的选择、增感方式的选择 增感方式的选择通常考虑三方面的因素：产品设计对检测的要增感方式的选择通常考虑三方面的因素：产品设计对检测的要求、射线能量和胶片类型。求、射线能量和胶片类型。就清晰度来讲，金属增感屏最高，荧光增感屏最低。就清晰度来讲，金属增感屏最高，荧光增感屏最低。第二章第二章 射线检测射线检测 第37页，共73页，编辑于2022年，星期五三、曝光曲线三、曝光曲线 影响透照灵敏度的因素很多，影响透照灵敏度的因素很多，通常通常选择工件厚度、管电压、管电流和选择工件厚度、管电压、管电流和曝光量作为可变参量，其他条件相曝光量作为可变参量，其他条件相对固定对固定。根据具体条件作出的工件厚。根据具体条件作出的工件厚度、管电压和曝光量之间的相互关系度、管电压和曝光量之间的相互关系曲线，是正确制定射线检测工艺的依曲线，是正确制定射线检测工艺的依据，这种关系曲线叫据，这种关系曲线叫曝光曲线。曝光曲线。曝光曲线有多种形式，常用的曝光曲线有多种形式，常用的是是工件厚度和曝光量曲线、工件厚度和工件厚度和曝光量曲线、工件厚度和管电压曲线。管电压曲线。第二章第二章 射线检测射线检测 第38页，共73页，编辑于2022年，星期五（一）平板型工件（一）平板型工件让让X射线从前方照射，胶片放在被检查部位的后面。射线从前方照射，胶片放在被检查部位的后面。四、四、典型工件焊缝的透照方向选择典型工件焊缝的透照方向选择 第二章第二章 射线检测射线检测 第39页，共73页，编辑于2022年，星期五（二）圆管（二）圆管 特别注意胶片与被检部位紧密贴特别注意胶片与被检部位紧密贴合，并使锥形中心的辐射线与被检区合，并使锥形中心的辐射线与被检区域中心的切面垂直。域中心的切面垂直。1、环缝外透法环缝外透法胶片在内，射线由外向里穿过单层壁胶片在内，射线由外向里穿过单层壁厚对焊缝进行透照。厚对焊缝进行透照。2、环缝内透法环缝内透法 胶片在外，射线由里向外照射，胶片在外，射线由里向外照射，特别适用于壁厚大直径小的管子。特别适用于壁厚大直径小的管子。第二章第二章 射线检测射线检测 第40页，共73页，编辑于2022年，星期五（二）圆管（二）圆管3、双壁双影法双壁双影法：射线源在工件外侧，胶片放在射线源对面的工件外侧，射线源在工件外侧，胶片放在射线源对面的工件外侧，射线透过双层壁厚把工件两侧都投影到胶片上的透照方法称为双壁双影法。射线透过双层壁厚把工件两侧都投影到胶片上的透照方法称为双壁双影法。外径小于等于外径小于等于89mm的管子对接焊缝可采用此法透照。透照时，为了避免上、的管子对接焊缝可采用此法透照。透照时，为了避免上、下层焊缝的影像重叠，射线束方向应有适当倾斜。下层焊缝的影像重叠，射线束方向应有适当倾斜。4、双壁单影法双壁单影法：缩小焦距，使上层管壁中的缺陷模糊，从而得到下：缩小焦距，使上层管壁中的缺陷模糊，从而得到下层管壁的清晰图像。层管壁的清晰图像。第二章第二章 射线检测射线检测 射线源射线源第41页，共73页，编辑于2022年，星期五（三）角形件（三）角形件检验此类工件时，检验此类工件时，X射线照射的方向多为其角的二等分线方向。射线照射的方向多为其角的二等分线方向。第二章第二章 射线检测射线检测 第42页，共73页，编辑于2022年，星期五（四）管接头焊缝（四）管接头焊缝（五）圆柱体（棒）（五）圆柱体（棒）滤波板的作用：滤波板的作用：1、提高辐射束的平均能量，降低、提高辐射束的平均能量，降低主因衬度主因衬度，增加其宽容性；，增加其宽容性；2、滤除、滤除软射线软射线，消弱散射线的有害影响，提高清晰度。，消弱散射线的有害影响，提高清晰度。（六）厚度变化剧烈的物体的透照（六）厚度变化剧烈的物体的透照 1、采用两种感光度不同的胶片，感光快的底片上观察厚处，感光慢的底片、采用两种感光度不同的胶片，感光快的底片上观察厚处，感光慢的底片上观察薄处；上观察薄处；2、按材料厚薄单独曝光；、按材料厚薄单独曝光；3、对薄处采用密度相近的材料补偿；、对薄处采用密度相近的材料补偿；4、采用金属增感屏；、采用金属增感屏；5、不增感曝光。、不增感曝光。第43页，共73页，编辑于2022年，星期五一、一、铸件中常见的缺陷铸件中常见的缺陷1 1）气孔气孔 因因铸铸模模通通气气性性不不良良等等原原因因，使使铸铸件件内内部部分分气气体体排排不不出出来来而而形形成成气气孔孔。气气孔孔大大部部分分接接近近表表面面，在在底底片片上上的的影影像像呈呈圆圆形形或或椭椭圆圆形形，也也有有不不规规则则形形状状的的，一一般般中中心心部部分分较较边边缘缘稍稍黑黑，轮轮廓廓较清晰。较清晰。第四节第四节 常见缺陷及其影像特征（自学）常见缺陷及其影像特征（自学）第二章第二章 射线检测射线检测 铸件中的气孔照片铸件中的气孔照片 第44页，共73页，编辑于2022年，星期五2 2、疏松疏松 浇铸时局部温差过大，浇铸时局部温差过大，在金属收缩过程中，邻近在金属收缩过程中，邻近金属补缩不良，产生疏松。金属补缩不良，产生疏松。疏松多产生在铸件的冒口疏松多产生在铸件的冒口根根部部、厚厚大大部部位位、厚厚薄薄交交界界处处和和具具有有大大面面积积的的薄薄壁壁处处。在在底底片片上上的的影影像像呈呈轻轻微微疏疏散散的的浅浅黑黑条条状状（羽羽毛毛状状）或或疏疏散散的的云云雾雾状状（海海绵绵状状），严重的呈密集云雾状或树枝状。，严重的呈密集云雾状或树枝状。第二章第二章 射线检测射线检测 铸件内部疏松照片铸件内部疏松照片 第45页，共73页，编辑于2022年，星期五3、缩孔、缩孔 铸件的缩孔在底片上呈树枝状、细丝或锯齿状的黑色影像。铸件的缩孔在底片上呈树枝状、细丝或锯齿状的黑色影像。4 4、针孔、针孔 针针孔孔是是指指直直径径小小于于或或等等于于1 1 mmmm的的气气孔孔，是是铸铸铝铝合合金金中中常常见见的的缺缺陷陷。在在胶胶片片上上的的影影像像有有圆圆形形、条条形形、苍苍蝇蝇脚脚形形等等。当当透透照照较较大大厚厚度度的的工工件件时时，由由于于针针孔孔分分布布在在整整个个横横断断面面，针针孔孔投投影影在在胶胶片片上上是是重重叠叠的的，此此时时就就无无法法辨认出它的单个形状了。辨认出它的单个形状了。第二章第二章 射线检测射线检测 第46页，共73页，编辑于2022年，星期五5 5、熔剂夹渣、熔剂夹渣 溶溶剂剂夹夹渣渣是是在在铸铸造造过过程程中中，镁镁合合金金特特有有的的缺缺陷陷，在在底底片片上上呈呈白白色色斑斑点点或或雪雪花花状状，有有的的呈呈蘑蘑菇菇云云状状。夹夹渣渣是是金金属属熔熔化化过过程程中中的的熔熔渣渣或或氧氧化化物物，因因来来不不及及浮浮出出表表面面