射线检测及缺陷等级评定.ppt

2 射线检测及缺陷等级评定 目前射线检测主要有X射线检测、 射线检测、 高能X射线检测和中子射线检测。 2.1 X射线、 射线的产生和性质 一、 X射线的产生 由X射线管产生，其产生的X射线按其波长分为连续X射线和标识X射线。 射线检测中，X射线管所产生的都属于连续X射线。 X射线管及其工作原理 连续X射线的最短波长为： 式中，U——射线管电压，kV 连续射线管的转换效率为: 式中， ——比例常数，为10-6； z——阳极靶材料原子序数，钨靶z=74 二、 射线的产生 γ射线是由放射性同位素的核反应、核衰变或裂变放射出的。常用的放射性同位素有60Co、192Ir等，它们是不稳定的同位素，能自发的放射出某种粒子（α、β等）或γ射线后变成另一种不同的原子核，这种现象称为衰变。 其衰变速度可用半衰期反映。 半衰期是指放射元素原子核数目因衰变减少到原来原子核数目一半所需要的时间。 γ射线的半衰期 同位素 半衰期 射线能量 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 γ射线与X射线检测的不同点是： γ射线源无论使用与不适用其能量都在自然地逐渐减弱。 三、射线的性质 X射线、 γ射线同是电磁波，后者波长短、能量高，穿透能力大。 X射线主要性质： 1、不可见，直线传播； 2、不带电，不受电场、磁场影响； 3、能穿透可见光不能透过的物质； 4、与光波相同，有反射、折射、干涉现象； 5、能被传播物质衰减； 6、能使气体电离； 7、能使照片胶片感光，使某些物质产生荧光作用； 8、能产生生物效应，伤害、杀死生命细胞。 2.2 射线检测的原理和准备 一、射线检测原理 利用射线检测时，若被检工件内存在缺陷，缺陷与工件材料不同，其对射线的衰减程度不同，且透过厚度不同，透过后的射线强度则不同。 如图所示，若射线原有强度为J0，透过工件和缺陷后的射线强度分别为Jδ和Jx，胶片接受的射线强度不同，冲洗后可明显地反映出黑度差部位，即能辨别出缺陷的形态、位置等。 透过后射线强度之比为 Jx／ Jδ=eμx 式中 μ——衰减系数； χ——透照方向上的缺陷尺寸； 可见沿射线透照方向的缺陷尺寸χ越大， 衰减系数μ越大，则有无缺陷处的强度差eμx 越大，Jx／ Jδ值越大，在胶片上的黑度差越 大，越易发现缺陷所在。 二、射线检测准备 在射线检测之前，首先要了解被检工件的检测要求、验收标准，了解其结构特点、材质、制造工艺过程，结合实际条件选择合适的射线检测设备、附件，如射线源、胶片、增感屏、象质计等，为制定必要的检测工艺、方法做好准备工作。 ①射线源的选择 选择射线源应考虑射线能量，能量大，穿透力强，透照厚度增大，可以穿透衰减系数较大的材料。生产中首先要保证设备的能量能够穿透被检工件，但能量过大不仅浪费，而且会降低胶片的黑度反差效果等。因此，在曝光时间许可的条件下，应尽量采用较低的射线能量。 如课本图2-2所示: 对于钢铁合金,厚度为8mm 的材料，最高的X射线管电压约为140KV；厚度为20mm的材料最高X射线管电压则为280KV。 对于γ射线，不同的射线源就有不同的适宜范围（表2-1）。如同样是高灵敏度技术，60Co钴范围50～150mm、192Ir铱则为18～80mm。 ② 胶片的选择 a 胶片组成：胶片主要由基片、感光乳胶层（感光药膜）、结合层（底膜）和保护层（保护膜）组成。 基片：胶片的基体，由乙酸纤维组成，主要保证胶片的强度韧性，适于冲洗。 厚度约0.25～0.30mm,占胶片的70％左右。 感光乳剂层：其主要成分是溴化银微粒和明胶，两者组成悬浮体，两面各约厚10～20μm。 原理是溴化银接受不同强度射线照射后析出多少不同的银，经过潜影、显影、定影处理在胶片上将显示出黑度不同的影象。 结合层：由明胶、水、有机溶剂和酸等组成，可使感光乳胶层和基片粘结在一起，防止乳剂层在冲洗时从基片上脱落。 保护层：由透明的胶质或高分子化合物组成，厚约1～2μm，涂在乳剂层防止污染和膜损。 b 底片的黑度： 照射到底片