第3章射线探伤技巧.ppt

第3章 射线探伤; 射线探伤:利用射线可穿透物质和在物质中有衰减的特性来发现缺陷的一种探伤方法。 按所使用的射线源种类不同，可分为X射线探伤、γ射线探伤和高能射线探伤等； 按其显示缺陷的方法不同，又可分为射线电离法探伤、射线荧光屏观察法探伤、射线照相法探伤、射线实时图象法探伤和射线计算机断层扫描技术等。 射线探伤又称为射线检验。;1、射线探伤基本原理 2、射线探伤设备 3、射线照相法探伤 4、射线实时图像法探伤 5、射线计算机断层扫描技术 6、射线探伤中的安全防护;§3-1射线探伤基本原理; X射线和γ射线均具有的性质： (1)不可见，以光速直线传播。 (2)不带电，不受电场和磁场的影响。 (3)具有可穿透物质和在物质中有衰减的特性。 (4)可使物质电离，能使胶片感光，亦能使某些物质产生荧光。 (5)能对生物细胞起作用(生物效应)。 这里没有列入与探伤关系不大的射线性质，例如反射、干涉现象等。;二、射线与物质的相互作用; 线衰减系数μ与射线本身的能量(波长λ)及物质本身的性质(原子序数Z、密度ρ)有关。 同样的物质，其射线的波长越长，μ值也越大； 相同波长或能量的射线，物质的原子序数越大，密度越大，则μ值也越大。 三、探伤的基本原理 射线探伤的实质：根据被检工件与其内部缺陷介质对射线能量衰减程度不同，而引起射线透过工件后的强度差异(图3-1)，使缺陷能在射线底片或X光电视屏幕上显示出来。;Date;§3-2 射线探伤设备;一、X射线机; X射线机按射线束的辐射方向分为:定向辐射和周向辐射。 其中周向X射线机特别适用于管道、锅炉和压力容器的环形焊缝探伤，一次曝光可以检查整个焊缝，显著提高工作效率。 此外，还有特殊用途的X射线机： 软X射线机(管电压60kV以下)，用于检验金属薄件、非金属材料等低原子序数物质的内部缺陷； 微焦点X射线机(通常焦点尺寸φ0.0l～0.1mm，最小可达φ0.005mm)，适用于近焦距摄片，用于检测半导体器件、集成电路等内部结构及焊接质量。 ;2．X射线管;(2) 工作原理; X射线管能量转换效率很低，靶块接受电子轰击的动能绝大部分转换为热能。因此，阳极的冷却至关重要，冷却方式主要有辐射散热及冲油(水)冷却等。 X射线管有玻壳管和金属陶瓷管二种。后者由于机、电、热性能优良，体积小、重量轻和寿命长等突出优点，正在逐渐取代前者。主要缺点是价贵，约为玻壳X光管的3～5倍。; (3) 焦点 ;3．X射线机线路分析 ;(2) 透照工作 1）闭合开关Q1，并使其在1、2、3某一位置，则;2) 闭合按钮S1，则有 3) 曝光时间的控制 4）断开Q1; (3) 几点说明;4. X射线机主要性能;二、γ射线机; 由本体(γ源及其链式源辫子和工作容器)与附件(光阑、源导管、遥控器、防护仪器、固定装置和定心装置等)组成。 γ源可为192Ir（铱）、137Cs(铯)、134Yb（镱）、170Tm（铥）等放射源； 光阑可为360°周向光阑、90°前向和侧向光阑、全向光阑等。根据透照对象不同，可选用不同光阑，用以减少不希望的散射辐射和限定辐照区域。它可固定在本体或源导管末端。 遥控器有手动和电控，其驱动缆可在软管中运动并带动源辫子和其上的γ源伸出或返回。 防护仪器分为个人报警器、现场和实验室等，以利安全操作。 固定装置用以支撑、固定射线机本体。 定心装置一般是指管道定心器，用以在管道环焊缝探伤时保证γ源位于轴线上。;γ射线机工作过程; γ源封装的活性区尺寸(焦点尺寸)，是γ射线机的重要参数,它直接影响成象质量中的几何不清晰度。通常活性区尺寸可用γ源柱的直径和高度来表示，例如φ2mm×l 2mm。 几种典型γ射线主要性能见表3-3。;三、加速器 ; 电子直线加速器工作原理：利用高功率的微波装置，在波导管(7、10)内向电子输送能量。当管内产生60～l00kV／cm的微波电场时，灯丝发出的电子每前进1cm将获得60×103eV能量。 波导管越长电子获得的能量就越高，高能电子轰击靶面2，则产生高能X射线，其转换效率可高达40％～50％。关键器件是载有圆片波导管。波长为1～l00cm的高频微波可通过波导管传送。 由于这些波伴有电场，所以可用来加速电子。; 加速器具有射线束能量、强度与方向均可精确控制，能量可高达35MeV，探伤厚度达500mm(钢铁)；射线焦点尺寸小(电子感应加速器一般在0.1～0.2×2mm，电子直线加速器的略大)，探伤灵敏度高达0.5