射线检测和射线底片的评定

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1、射线检测及射线底片的评定河南省锅炉压力容器安全检测研究院吴红伟射线探伤原理1.射线的分类：射线是电磁波谱的一部分，波长较短，具有不可见性。射线分为X射线、γ射线、电子射线、β射线、质子射线和α射线、中子射线。由于电子射线、β射线、质子射线和α射线是带电粒子射线，在工业探伤中没有使用。常用射线是X射线、γ射线，中子射线常用于核工业、爆炸装置、汽轮机叶片、电子器件、航空结构件等。2.X射线、γ射线的性质①在真空中以光速直线传播。②本身不带电，不受电场和磁场的影响。③在媒质界面上只能发生漫反射，而不能像可见光那样产生镜面反射；X射线、γ射线的折射系数非常接近于1，所

2、以折射的方向改变不明显。④可以发生干涉和衍射现象，但只能在非常小的如晶体组成的光栅中才能发生这种现象。⑤不可见，能够穿透可见光不能穿透的物质。⑥在穿透物质的过程中，会与物质发生复杂的物理和化学作用，例如电离作用、荧光作用、热作用以及光化作用。⑦具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞，破坏生物组织。工业探伤中应用X射线、γ射线进行探伤，主要应用以上①②⑤⑥条性质，第⑦条性质是我们要进行防护的依据。3.射线检测原理射线在穿透物质过程中会与物质发生相互作用，因吸收和散射而使其强度减弱。强度衰减程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中穿越的厚度。如果被透照物体的局部存在缺陷

3、，且构成缺陷的物质的衰减系数又不同于试件，该局部区域的透过射线强度就会与周围产生差异。把胶片放在适当位置使其在透过射线的作用下感光，经暗室处理后得到底片。底片上各点的黑化程度取决于射线照射量（射线强度乘以照射时间），由于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同，底片上相应部位就会出现黑度差异。底片上相邻区域的黑度差异定义为“对比度”。如图，在试件内部有小缺陷，设试件厚度为T，线衰减系数为μ，缺陷在射线透过方向的尺寸为ΔT，线衰减系数为μ’，入射射线强度为I0，一次透射射线强度分别是IP（完好部位）和IP’（缺陷部位），散射比为n，透过射线总强度为I，则由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)当μ’远远小于μ时，μ’可以忽略不计，上式通过级数展开式化简得：ΔI/I=μΔT/（1+n）-μT因为射线强度差异是底片产生对比度的根本原因，所以把ΔI/I称为主因对比度，影响主因对比度的因素是透照厚度差、线衰减系数和散射比。射线照相法所能检出的缺陷高度尺寸与透照厚度有关，可以达到透照厚度的1%，甚至更小。所能检出的长度和宽度尺寸分别为毫米级和亚毫米级，甚至更小。射线照相法用底片作为记录介质，可以得到缺陷的直观图像

5、。射线照相法容易检出那些形成局部厚度差的缺陷。对气孔、夹渣类缺陷有很高的检出率，对裂纹类缺陷的检出率受透照角度的影响。射线照相法检测薄工件没有任何困难，但检测厚度上限受射线穿透能力的限制，而穿透能力取决于射线光子能量。射线照相法适用于几乎收有材料，在钢、钛、铜、铝等金属材料上使用均能得到良好的效果。对试件的现状、表面粗糙度没有严格要求，材料晶粒度对其不产生影响。射线照相法检测成本较高，检测速度不快。射线对人体有伤害，需要采取防护措施。评片工作的基本要求缺陷是否能够通过射线照相而被检出，取决于若干环节。首先，必须使缺陷在底片上留下足以识别的影象，这涉及到照相质量

6、方面的问题。其次，底片上的影象应在适当条件下得以充分显示，以利于评片人员观察和识别，这与观片设备和环境条件有关。第三，评片人员对观察到的影象应能作出正确的分析与判断，这取决于评片人员的知识、经验、技术水平和责任心。按以上所述，对评片工作的基本要求可归纳为三个方面：即底片质量要求，设备环境条件要求和人员条件要求。底片质量要求1．射线照相灵敏度底片上显示出的最小线径应满足该透照厚度规定达到的像质计金属丝编号。像质计金属丝的观察借助于刻有10X10小窗口的黑纸板或黑塑料板来进行。在观片灯下将小窗口放置在底片焊缝上有像质计一端的端头，且将小窗在焊缝上慢慢地向底片中部移

7、动，注意观察小窗口，首先发现的连接小窗口上下边缘的金属丝影像，就是所显示的像质计灵敏度。JB/T4730---2005标准，以公称厚度计算像质计灵敏度并增加了17#、18#两根。底片质量要求2．黑度按照JB/T4730--2005标准AB级要求，射线底片黑度应控制在2.0—4.0，小径管的黑度下限值可以降到1.5，黑度用黑度计来测量。其下限值是在底片两端的搭接标记内侧焊缝上无缺陷处测量，测多少点不限，但不能取平均值，每一点测量值应不小于下限值。上限值是在主射线束照射的底片的中间部位焊缝近旁的母材上测量，每一点的测量值应不高于上限值。底片上缺陷部位的黑度不受上述

8、限制。如果观片灯的亮度有计量检定报告证