【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 波長(zhǎng)還短， 因此，其 穿透能力更強(qiáng) ! 射線的性質(zhì) (1)不可見(jiàn)，直線傳播 — 具有 隱蔽性 和 指向性 ； (2)不帶電，因而不受電磁場(chǎng)影響 — 電中性 ； (3)能穿透物質(zhì) ,但有衰減 — 具有 穿透性 和 衰減性 ； (4)能與某些物質(zhì) 產(chǎn)生光化作用 ，使熒光物質(zhì)發(fā)光；可使膠片感光 — 可成像 ； (5)能 使某些氣體電離 — 即產(chǎn)生 電離輻射 ； (6)與光波一樣 ， 有反射、折射、干涉現(xiàn)象 ； (7)能產(chǎn)生 生物效應(yīng) ，傷害和 殺死生物細(xì)胞 — 對(duì)人體有害 。 射線的產(chǎn)生 射線的性質(zhì)， 有利 、 有弊 ，應(yīng)該科學(xué)地加以利用 和 防范 ！射線學(xué)就是研究如何利用與防范射線的科學(xué)。下面介紹 產(chǎn)生 x射線 的主要設(shè)備 : (1） x光管 基本組成 ： ? 陰極部件 ：燈絲（鎢絲） —— 發(fā)射電子 ； 陰極罩 —— 聚焦電子 。 ? 陽(yáng)極部件 ：陽(yáng)極靶 —— 接收電子 ； 冷卻介質(zhì) —— 散熱 作用。 ? 真空管 —— 玻璃 或 金屬陶瓷 制作的 真空外罩 。 (2)X射線管及其工作原理 ～ u 15～ 500kv 高壓電源 － ＋ 高壓電纜 陽(yáng)極靶 電子流 玻殼管 陰極罩 燈絲 X射線 (3) X射線的產(chǎn)生過(guò)程表述 ? 首先，對(duì) 燈絲 通電 預(yù)熱 ,產(chǎn)生 電子熱發(fā)射 ,形成 電子云 ；（大約 20分鐘左右） ? 然后，對(duì)陰極和陽(yáng)極施加高壓電（幾百kv）， 形成 高壓電場(chǎng) ， 加速電子 ，并使其 定向運(yùn)動(dòng) ； ? 被加速的 電子最終撞擊到陽(yáng)極靶上 ，將其高速運(yùn)動(dòng)的 動(dòng)能 轉(zhuǎn)化為 熱能 和 X射線 。 (4)幾點(diǎn)說(shuō)明 ① 高速運(yùn)動(dòng)電子的能量， 絕大多數(shù)轉(zhuǎn)換為熱能 ，轉(zhuǎn)化為 X射線的能量比率 僅占 1％ 左右；因此陽(yáng)極靶 必須散熱和冷卻 ；這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該由 X射線管的設(shè)計(jì)人員解決。 ②產(chǎn)生 X射線的強(qiáng)度 與 管電流 成正比，與 管電壓 的 平方 成正比，與 陽(yáng)極靶材料 的 原子序數(shù)成正比 。因此，恰當(dāng)選擇管電流、管電壓和陽(yáng)極靶材料至關(guān)重要。 換言之， X射線的強(qiáng)度 可由 管電流 和管電壓 靈活調(diào)節(jié) ！ ③ 常用的 陽(yáng)極靶 材料為 鎢 。它具有 高原子序數(shù) 和 高熔點(diǎn) 。 ④ X射線的強(qiáng)度的分布規(guī)律： 在 垂直電子束的方向 上 最強(qiáng) ；在平行電子束的方向上最弱。這就是說(shuō)， X射線的強(qiáng)度在空間的分布是 不均勻的 ，而且具有一定的 擴(kuò)散角 ，并 不是 平行光 ！ 了解這一點(diǎn)，對(duì)應(yīng)用也很重要（后面在象質(zhì)計(jì) 的 布置 時(shí)將提到）。 γ射線的產(chǎn)生 ? γ射線 是由 放射性同位素 的原子核 衰變 過(guò)程 伴隨產(chǎn)生的 。 ? 常用于射線探傷的放射性同位素主要有： 鈷 60、 銥 19 銫 137/134等。 ? γ射線的特點(diǎn)： ①?gòu)?qiáng)度高于 X射線， 穿透力強(qiáng) ，適合 厚板透視 ； ②強(qiáng)度 無(wú)法直接調(diào)節(jié) ，射線長(zhǎng)期存在， 防護(hù)更要注意！ ③可實(shí)現(xiàn) 周向輻射 ，透視 效率高 。 γ射線的半衰期 同位素 半衰期 射線能量 應(yīng)用條件 鈷 60 高 300 mm 以下 鋼制件 銥 192 75177。 3天 較弱 60mm 以下 鋼制件 銫 137 33177。 2年 較弱 60mm 以下 鋼制件 射線檢測(cè)的基本原理 射線在物質(zhì)中的 衰減定律 ? 射線在穿透物質(zhì)的同時(shí)也會(huì)發(fā)生衰減現(xiàn)象。其發(fā)生衰減的根本原因有兩點(diǎn)： 散射 和 吸收 。 ? 其衰減規(guī)律成負(fù)指數(shù)規(guī)律： Iδ= I0 e－ μδ （ 31） 式中， I0— 射線的初始強(qiáng)度； Iδ— 射線的透射強(qiáng)度； δ— 工件的厚度； μ— 線衰減系數(shù)。 線衰減系數(shù) μ ? 線衰減系數(shù) μ—— 入射光子在物質(zhì)中 穿行單位距 離 時(shí)，與物質(zhì) 發(fā)生相互作用 的 幾率。 ? 不同材料 具有 不同的衰減系數(shù) 。 ? 一般規(guī)律是： μ＝ f (λ,ρ,z ) ，且與三者 成正比 。 其中 : λ— 射線的波長(zhǎng)； ρ — 材料密度； z — 原子序數(shù)； 射線檢測(cè)的基本原理 射線檢測(cè)主要是利用它的 指向性 、 穿透性 、 衰 減性 等幾個(gè)基本性質(zhì)。具體分析（參考下圖）： （ 1） 無(wú)缺陷區(qū) 的射線透射強(qiáng)度： Iδ=I0e － μδ 衰減定律 A B X I0 Iδ δ μ μx δ =A+X+B X — 缺陷厚度； A — 缺陷上部厚度； B — 缺陷下部厚度； I x （ 2） 有缺陷區(qū) 的射線透射強(qiáng)度： Ix = I0e － μA e－ μˊ X e－ μB = I0e － μAe － μB e－ μX eμX e－ μˊ X = I0e － μδ e－ （ μˊ － μ)X = Iδ e－ （ μˊ － μ)X (32) 顯然有： Ix / Iδ = e－ （ μˊ － μ)X (33) 討論與結(jié)論 ① 當(dāng) μ’ μ時(shí)， Ix Iδ；比如，鋼中的氣孔、夾渣就屬于這種； ②當(dāng) μ’ μ時(shí)， Ix Iδ；比如，鋼中的夾鎢、夾銅就屬于這種； ③當(dāng) μ’＝ μ或 x很小時(shí)， Ix ≈Iδ；幾乎差異，缺陷則得不到顯示！ ? 這就是射線檢測(cè)的基本應(yīng)用原理 ! X射線照相法檢測(cè)技術(shù) x射線照相法檢測(cè)原理 依據(jù)射線檢測(cè)的基本原理，將射線透射工件后的 潛影 以膠片形式接收 ，再經(jīng) 顯影、定影 后，就可從 射線底片 上得到了工件內(nèi)在的 質(zhì)量信息 。這就是 x射線照相法檢測(cè)原理。 膠片 X射線照相法檢測(cè)技術(shù) (1)合格底片 的 評(píng)價(jià)指標(biāo) （ 參考 GB332387） ①象質(zhì)等級(jí)的規(guī)定： A 級(jí)， AB級(jí)， B級(jí)。 B級(jí)為最高級(jí) 。 適用結(jié)構(gòu) ： A 級(jí)，適用 一般結(jié)構(gòu) ； AB級(jí)，適用 壓力容器 ； B級(jí)，適用 極重要的結(jié)構(gòu) ， 如 核設(shè)施 。 ② 與 象質(zhì)等級(jí) 相關(guān)的 兩個(gè)重要技術(shù)指標(biāo) ： 黑度 —— 射線底片的黑化程度。 定義式： D =lg(I0 / I) 式中： I0 —— 原始入射光強(qiáng)； I —— 透射光強(qiáng)； D —— 底片黑度 。最佳值 D= 合格底片黑度范圍 （ 參考 GB332387） : A 級(jí)： ～ AB級(jí)： ～ B級(jí)： ～ 靈敏度 絕對(duì)靈敏度 —— 射線底片上 發(fā)現(xiàn)最小缺陷 的 能力 。 相對(duì)靈敏度 —— 射線底片上發(fā)現(xiàn)的最小缺 陷尺寸與工件的透照厚度 之比 (%). 相對(duì)靈敏度表達(dá)式： K= (X/δ) 100% 強(qiáng)調(diào) : K值越小 ,靈敏度越高 ! 相對(duì)靈敏度的具體運(yùn)用： ? 象質(zhì)計(jì) /透度計(jì) —— 金屬絲型象質(zhì)計(jì) （ GB561885） . 作用： 人工缺陷 ，理解為“ 臥底 ”。 ? 使用說(shuō)明： 將 16根線徑不同的金屬絲 (線徑 ) 編成序號(hào)： 1～ 16； 分成三組： 1～ 7。6～ 12。10～ 16 象質(zhì)指數(shù) Z＝ 線號(hào) 1～ 16 象質(zhì)指數(shù) Z值 越高 ,靈敏度 越高 ! 金屬絲型象質(zhì)計(jì) ? 第一組象質(zhì)計(jì)示例 : 7~1 GB561885 一定厚度范圍工件的底片，達(dá)到相應(yīng)象質(zhì)等級(jí)要求的 最低的象質(zhì)指數(shù) Z，即等于達(dá)到了相對(duì)靈敏度的要求。 應(yīng)用方法 象質(zhì)計(jì)在焊接接頭的擺放要求 ① 射線 源一側(cè) 的工件 上表面 ； ② 跨越焊縫 ， 靠近邊緣 （膠片長(zhǎng)度 1/4處）； ③ 選對(duì)組別 ， 細(xì)絲在外 。 基本思想： 就是使象質(zhì)計(jì)處于 較惡劣條件 下透照，從而使獲得的 底片質(zhì)量 更 有說(shuō)服力 。 象質(zhì)計(jì)的擺放圖示 ? 圖例 L/2 L/4 1— 7 焊接試板 象質(zhì)計(jì) （ 2）透照參數(shù)選擇 ①膠片選擇：國(guó)產(chǎn) 天津 Ⅲ 型 膠片。 ②增感屏選擇： 增感屏種類(lèi) ： 金屬增感屏 、 熒光增感屏 、 金屬熒光增感屏； 鋼制件 —— 選擇 鉛箔增感屏。 增感屏的作用 ： 濾波 作用； 增感 作用。 ③ 曝光條件的選擇 四個(gè) 主要參數(shù)： 管電壓 U、 管電流 I、 曝光時(shí)間 t、 焦距 f。 它們均從不同角度 影響 x射線作用于膠片 上的感光強(qiáng)度，進(jìn)而得到不同的 底片黑度 。 一個(gè)合成參數(shù)： 曝光量 — 管電流 I與曝光時(shí)間 t的乘積。 曝光曲線 —— 選擇曝光參數(shù)的 工具 ！ 曝光曲線的使用示意圖 ? X射線機(jī)控制箱面板上的曝光曲線使用： δ δ 0 U/kv 150 注意： 不同材料 的 曝光曲線是不同的！ 制作依據(jù)： 黑度達(dá)到 相同標(biāo)準(zhǔn) 。 ④ 透照距離 的選擇 最小透照距離 Fmin的確定： 首先分析 —— 平面幾何相似三角形原理 ： 板厚 δ、 焦點(diǎn)直徑 d、 幾何不清晰度 ug與最小透照距離 Fmin的關(guān)系。 綜合考慮 ： F一般取 400～ 700 mm。 基本規(guī)律： F ， ug ； 射線強(qiáng)度 ！ 下面分析幾何關(guān)系。 F與 ug的關(guān)系分析 ? 根據(jù)幾何相似原理，有 ug / d = h / (F－ h) 所以 ， ug＝ dh / (F－ h) ug max = dδ/ (F－ δ) 顯然， F↗ , ug max↘ . 故有， Fmin = dδ/ ug max ＋ δ d F h ug ⑤ 透照方式選擇 選擇射線與工件的 相對(duì)位置關(guān)系 。 因工件情況不同、發(fā)現(xiàn)缺陷種類(lèi)不同而 采用不同的透照方式。 平板對(duì)接焊縫 ： 垂直 透照、 傾斜 透照； 大直徑筒節(jié) 環(huán)縫 、 縱縫 ： 內(nèi)透 法、 外透 法； 管子對(duì)接環(huán)縫 ： 雙壁雙影 法、 雙壁