射線檢測和射線底片的評定

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1、射線檢測及射線底片的評定河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院吳紅偉射線探傷原理1.射線的分類：射線是電磁波譜的一部分，波長較短，具有不可見性。射線分為X射線、γ射線、電子射線、β射線、質(zhì)子射線和α射線、中子射線。由于電子射線、β射線、質(zhì)子射線和α射線是帶電粒子射線，在工業(yè)探傷中沒有使用。常用射線是X射線、γ射線，中子射線常用于核工業(yè)、爆炸裝置、汽輪機葉片、電子器件、航空結(jié)構(gòu)件等。2.X射線、γ射線的性質(zhì)①在真空中以光速直線傳播。②本身不帶電，不受電場和磁場的影響。③在媒質(zhì)界面上只能發(fā)生漫反射，而不能像可見光那樣產(chǎn)生鏡面反射；X射線、γ射線的折射系數(shù)非常接近于1，所

2、以折射的方向改變不明顯。④可以發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，但只能在非常小的如晶體組成的光柵中才能發(fā)生這種現(xiàn)象。⑤不可見，能夠穿透可見光不能穿透的物質(zhì)。⑥在穿透物質(zhì)的過程中，會與物質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的物理和化學作用，例如電離作用、熒光作用、熱作用以及光化作用。⑦具有輻射生物效應(yīng)，能夠殺傷生物細胞，破壞生物組織。工業(yè)探傷中應(yīng)用X射線、γ射線進行探傷，主要應(yīng)用以上①②⑤⑥條性質(zhì)，第⑦條性質(zhì)是我們要進行防護的依據(jù)。3.射線檢測原理射線在穿透物質(zhì)過程中會與物質(zhì)發(fā)生相互作用，因吸收和散射而使其強度減弱。強度衰減程度取決于物質(zhì)的衰減系數(shù)和射線在物質(zhì)中穿越的厚度。如果被透照物體的局部存在缺陷

3、，且構(gòu)成缺陷的物質(zhì)的衰減系數(shù)又不同于試件，該局部區(qū)域的透過射線強度就會與周圍產(chǎn)生差異。把膠片放在適當位置使其在透過射線的作用下感光，經(jīng)暗室處理后得到底片。底片上各點的黑化程度取決于射線照射量（射線強度乘以照射時間），由于缺陷部位和完好部位的透射射線強度不同，底片上相應(yīng)部位就會出現(xiàn)黑度差異。底片上相鄰區(qū)域的黑度差異定義為“對比度”。如圖，在試件內(nèi)部有小缺陷，設(shè)試件厚度為T，線衰減系數(shù)為μ，缺陷在射線透過方向的尺寸為ΔT，線衰減系數(shù)為μ’，入射射線強度為I0，一次透射射線強度分別是IP（完好部位）和IP’（缺陷部位），散射比為n，透過射線總強度為I，則由I=I0e

4、-μT（1+n）IP=I0e-μTIP’=I0e-μ（（T-ΔT）-μ’ΔT）ΔI=IP’-IP得：ΔI/I=[e(μ-μ’)ΔT-1]/(1+n)當μ’遠遠小于μ時，μ’可以忽略不計，上式通過級數(shù)展開式化簡得：ΔI/I=μΔT/（1+n）-μT因為射線強度差異是底片產(chǎn)生對比度的根本原因，所以把ΔI/I稱為主因?qū)Ρ榷?，影響主因?qū)Ρ榷鹊囊蛩厥峭刚蘸穸炔?、線衰減系數(shù)和散射比。射線照相法所能檢出的缺陷高度尺寸與透照厚度有關(guān)，可以達到透照厚度的1%，甚至更小。所能檢出的長度和寬度尺寸分別為毫米級和亞毫米級，甚至更小。射線照相法用底片作為記錄介質(zhì)，可以得到缺陷的直觀圖像

5、。射線照相法容易檢出那些形成局部厚度差的缺陷。對氣孔、夾渣類缺陷有很高的檢出率，對裂紋類缺陷的檢出率受透照角度的影響。射線照相法檢測薄工件沒有任何困難，但檢測厚度上限受射線穿透能力的限制，而穿透能力取決于射線光子能量。射線照相法適用于幾乎收有材料，在鋼、鈦、銅、鋁等金屬材料上使用均能得到良好的效果。對試件的現(xiàn)狀、表面粗糙度沒有嚴格要求，材料晶粒度對其不產(chǎn)生影響。射線照相法檢測成本較高，檢測速度不快。射線對人體有傷害，需要采取防護措施。評片工作的基本要求缺陷是否能夠通過射線照相而被檢出，取決于若干環(huán)節(jié)。首先，必須使缺陷在底片上留下足以識別的影象，這涉及到照相質(zhì)量

6、方面的問題。其次，底片上的影象應(yīng)在適當條件下得以充分顯示，以利于評片人員觀察和識別，這與觀片設(shè)備和環(huán)境條件有關(guān)。第三，評片人員對觀察到的影象應(yīng)能作出正確的分析與判斷，這取決于評片人員的知識、經(jīng)驗、技術(shù)水平和責任心。按以上所述，對評片工作的基本要求可歸納為三個方面：即底片質(zhì)量要求，設(shè)備環(huán)境條件要求和人員條件要求。底片質(zhì)量要求1．射線照相靈敏度底片上顯示出的最小線徑應(yīng)滿足該透照厚度規(guī)定達到的像質(zhì)計金屬絲編號。像質(zhì)計金屬絲的觀察借助于刻有10X10小窗口的黑紙板或黑塑料板來進行。在觀片燈下將小窗口放置在底片焊縫上有像質(zhì)計一端的端頭，且將小窗在焊縫上慢慢地向底片中部移

7、動，注意觀察小窗口，首先發(fā)現(xiàn)的連接小窗口上下邊緣的金屬絲影像，就是所顯示的像質(zhì)計靈敏度。JB/T4730---2005標準，以公稱厚度計算像質(zhì)計靈敏度并增加了17#、18#兩根。底片質(zhì)量要求2．黑度按照JB/T4730--2005標準AB級要求，射線底片黑度應(yīng)控制在2.0—4.0，小徑管的黑度下限值可以降到1.5，黑度用黑度計來測量。其下限值是在底片兩端的搭接標記內(nèi)側(cè)焊縫上無缺陷處測量，測多少點不限，但不能取平均值，每一點測量值應(yīng)不小于下限值。上限值是在主射線束照射的底片的中間部位焊縫近旁的母材上測量，每一點的測量值應(yīng)不高于上限值。底片上缺陷部位的黑度不受上述

8、限制。如果觀片燈的亮度有計量檢定報告證