1、第6章 常用无损检测方法 第三章第三章 射线检测射线检测 射线检测是利用各种射线对材料的透射性能及不同材料射线检测是利用各种射线对材料的透射性能及不同材料对射线的吸收、衰减程度的不同，使底片感光成黑度不同的对射线的吸收、衰减程度的不同，使底片感光成黑度不同的图像来观察的，是一种行之有效而又不可缺少的检测材料或图像来观察的，是一种行之有效而又不可缺少的检测材料或零件内部缺陷的手段，在工业上广泛应用。这是因为它具有零件内部缺陷的手段，在工业上广泛应用。这是因为它具有以下以下优点：优点：1、适用于几乎所有的材料，对零件几何形状及表面粗糙度均无、适用于几乎所有的材料，对零件几何形状及表面粗糙度均无严格
2、要求，严格要求，目前射线检测主要应用于对铸件和焊件的检测目前射线检测主要应用于对铸件和焊件的检测；2、射线检测能直观地显示缺陷影像，便于对缺陷进行定性、定、射线检测能直观地显示缺陷影像，便于对缺陷进行定性、定量和定位；量和定位；3、射线底片能长期存档备查，便于分析事故原因。、射线底片能长期存档备查，便于分析事故原因。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 射线检测对气孔、夹渣、疏松等体积型缺陷的检测灵敏射线检测对气孔、夹渣、疏松等体积型缺陷的检测灵敏度较高，对平面缺陷的检测灵敏度较低，如当射线方向与平度较高，对平面缺陷的检测灵敏度较低，如当射线方向与平面缺陷（如裂纹）垂直时
3、很难检测出来，只有当裂纹与射线面缺陷（如裂纹）垂直时很难检测出来，只有当裂纹与射线方向平行时才能够对其进行有效检测。方向平行时才能够对其进行有效检测。 另外，射线对人体有害，需要有保护措施。另外，射线对人体有害，需要有保护措施。 第二章第二章 射线检测射线检测 射线检测的缺点：射线检测的缺点：第6章 常用无损检测方法 一一. . 射线的种类和频谱射线的种类和频谱波长较短的电磁波叫射线波长较短的电磁波叫射线，速度高、能量大的粒子流也叫，速度高、能量大的粒子流也叫射线。射线。第一节第一节 射线检测的物理基础射线检测的物理基础 第二章第二章 射线检测射线检测 )m01 (-9第6章 常用无损检测方法
4、 在射线检测中应用的射线主要是在射线检测中应用的射线主要是X X射线、射线、射线和中子射射线和中子射线。线。X X射线和射线和射线属于电磁辐射，中子射线是中子束流。射线属于电磁辐射，中子射线是中子束流。 由由于他们属电中性，不会受到库伦场的影响而发生偏转，且贯穿于他们属电中性，不会受到库伦场的影响而发生偏转，且贯穿物质的本领较强，被广泛应用于无损检测。物质的本领较强，被广泛应用于无损检测。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 二、射线的产生二、射线的产生（一）（一）X X射线的产生射线的产生 X X射线是一种波长比紫外线还短的电磁波，它具有光的特射线是一种波长比紫外线还短
5、的电磁波，它具有光的特性，例如具有反射、折射、干涉、衍射、散射和偏振等现象。性，例如具有反射、折射、干涉、衍射、散射和偏振等现象。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 X X射线通常是将高速运动的电子作用到金属靶射线通常是将高速运动的电子作用到金属靶( (一般是一般是重金属重金属) )上而产生的。上而产生的。X射线源即射线源即X射线发生器主要由三部射线发生器主要由三部分组成：发射电子的灯丝（阴极）、受电子轰击的阳极靶分组成：发射电子的灯丝（阴极）、受电子轰击的阳极靶面、电子加速装置面、电子加速装置高压发生器。高压发生器。 第二章第二章 射线检测射线检测 u15500kv
6、高压电源高压电源 高压电缆高压电缆阳极靶阳极靶电子流电子流玻壳管玻壳管阴极罩阴极罩灯丝灯丝X射线射线第6章 常用无损检测方法 图为在图为在35 kV的电压下操作时，的电压下操作时，钨靶与钼靶产生的典型的钨靶与钼靶产生的典型的X射线谱。钨靶发射的是射线谱。钨靶发射的是连续连续光谱光谱，而钼靶除发射连续光，而钼靶除发射连续光谱之外还叠加了两条特征光谱之外还叠加了两条特征光谱，称为谱，称为标识标识X射线射线，即，即K线和线和K线。若要得到钨的线。若要得到钨的K线和线和K线，则电压必须线，则电压必须加到加到70 kV以上。以上。 钨与钼的钨与钼的X射线谱射线谱 第6章 常用无损检测方法 1 1、连续、
7、连续X X射线射线根据电动力学理论，具有加速度的带电粒子根据电动力学理论，具有加速度的带电粒子将产生电磁辐射。在将产生电磁辐射。在X X射线管中，高压电场加速射线管中，高压电场加速了阴极电子，当具有很大动能的电子达到阳极表了阴极电子，当具有很大动能的电子达到阳极表面时，由于猝然停止，它所具有的动能必定转变面时，由于猝然停止，它所具有的动能必定转变为电磁波辐射出去。由于电子被停止的时间和条为电磁波辐射出去。由于电子被停止的时间和条件不同，电子的能量和波长不同，所以辐射的电件不同，电子的能量和波长不同，所以辐射的电磁波具有连续变化的波长。磁波具有连续变化的波长。 在任何在任何X X射线管中，只要电
8、压达到一定数值，射线管中，只要电压达到一定数值，连续连续X X射线总是存在的。射线总是存在的。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 2 2、标识、标识X X射线射线根据原子结构理论，原子吸收能量后将处于受激状态，受激状态原子根据原子结构理论，原子吸收能量后将处于受激状态，受激状态原子是不稳定的，当它回复到原来的状态时，将以发射谱线的形式放出能量。是不稳定的，当它回复到原来的状态时，将以发射谱线的形式放出能量。在在X X射线管内，高速运动的电子到达阳极靶时将产生连续射线管内，高速运动的电子到达阳极靶时将产生连续X X射线。如果电子射线。如果电子的动能达到相当的数值，的动能达
9、到相当的数值， 可足以打出靶原子可足以打出靶原子( (通常是重金属原子通常是重金属原子) )内壳层上内壳层上的一个电子，的一个电子， 该电子或者处于游离状态，或者被打到外壳层的某一个位置该电子或者处于游离状态，或者被打到外壳层的某一个位置上。上。 于是原子的内壳层上（低能级处）有了一个空位，邻近高能级壳层上于是原子的内壳层上（低能级处）有了一个空位，邻近高能级壳层上的电子便来填空，这样就发生相邻壳层之间一系列电子的跃迁。外层高能的电子便来填空，这样就发生相邻壳层之间一系列电子的跃迁。外层高能级上的电子向内层低能级跃迁时将释放出多余能量，从而发射出级上的电子向内层低能级跃迁时将释放出多余能量，从
10、而发射出X X射线。显射线。显然，这种然，这种X X射线与靶金属原子的结构有关，其能量或波长是确定的，因此称射线与靶金属原子的结构有关，其能量或波长是确定的，因此称其为其为标识标识X X射线或特征射线或特征X X射线射线。标识。标识X X射线通常频率很射线通常频率很高，高， 波长很短。波长很短。 在工业探伤中所获得的在工业探伤中所获得的X射线谱中既有连续谱，也有标识谱，标识射射线谱中既有连续谱，也有标识谱，标识射线与连续射线能量相比要小得多，所以线与连续射线能量相比要小得多，所以起主要作用的是连续谱起主要作用的是连续谱。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 第二章第二章
11、射线检测射线检测 （二）（二） 射线的产生射线的产生 射线是一种电磁波，可以从天然放射性原子核中产生，也射线是一种电磁波，可以从天然放射性原子核中产生，也可以从人工放射性原子核中产生。它是由放射性同位素的核反应、可以从人工放射性原子核中产生。它是由放射性同位素的核反应、核衰变或裂变放射出的。射线探伤中使用的核衰变或裂变放射出的。射线探伤中使用的 射线源是由核反应射线源是由核反应制成的人工放射线源。制成的人工放射线源。应用较广的有钴应用较广的有钴-60。 射线与射线与X射线的一射线的一个重要不同点是，个重要不同点是， 射线源无论使用与否，其能量都在自然射线源无论使用与否，其能量都在自然地逐渐减弱
12、，可由半衰期来反映：地逐渐减弱，可由半衰期来反映：693. 02/1（三）中子射线的产生（三）中子射线的产生 中子是通过原子核反应产生的。对原子施加强大作用中子是通过原子核反应产生的。对原子施加强大作用,当给与原子核的能量大于中子的结合能时当给与原子核的能量大于中子的结合能时,中子就释放出来。中子就释放出来。第6章 常用无损检测方法 三、射线的特性三、射线的特性 X射线、射线、射线、中子射线都可用于固体材料的无损检测。射线、中子射线都可用于固体材料的无损检测。1、具有穿透物质的能力；、具有穿透物质的能力；2、不带电荷，不受电磁场的作用；、不带电荷，不受电磁场的作用；3、 具有波动性、粒子性，即
13、二象性；具有波动性、粒子性，即二象性； 在做衍射试验的时候，粒子流和光束一样，都可以产生衍射波纹。同时在做衍射试验的时候，粒子流和光束一样，都可以产生衍射波纹。同时在局部区域，光的衍射图案也如同粒子的衍射图案一样，出现单个粒子形成的点。在局部区域，光的衍射图案也如同粒子的衍射图案一样，出现单个粒子形成的点。这个试验得出的结论就是，在微观粒子运动的时候，既有波动效应，也有粒子效这个试验得出的结论就是，在微观粒子运动的时候，既有波动效应，也有粒子效应，这就是波粒二象性。应，这就是波粒二象性。4、能使某些物质起光化学作用；、能使某些物质起光化学作用；5、能使气体电离和杀死有生命的细胞。、能使气体电离
14、和杀死有生命的细胞。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 四、射线通过物质的衰减四、射线通过物质的衰减射线穿过物质时，与物质中的原子发生撞击、产生能量转换，射线穿过物质时，与物质中的原子发生撞击、产生能量转换，引发能量的衰减和以下种种物理效应。引发能量的衰减和以下种种物理效应。 （一）（一） X射线、射线、 射线通过物质时的衰减射线通过物质时的衰减 1、X射线、射线、 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用主要有三种过程：射线与物质的相互作用主要有三种过程：光电效应、康普顿效应和电光电效应、康普顿效应和电子对的产生子对的产生。 这三种过程的共同点是都
15、产生电子，这三种过程的共同点是都产生电子， 然后电离或激发物质中然后电离或激发物质中的其他原子；此外，还有少量的的其他原子；此外，还有少量的汤姆逊效应汤姆逊效应。光电效应和康普顿效应随射线。光电效应和康普顿效应随射线能量的增加而减少，电子对的产生则能量的增加而减少，电子对的产生则随射线能量的增加而增加，随射线能量的增加而增加，四种效应的四种效应的共同结果是使射线在透过物质时能量产生衰减。共同结果是使射线在透过物质时能量产生衰减。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 每束射线都具有能量为每束射线都具有能量为E E= =hvhv的光的光子。光子运动时保持着它的全部动能。子。光
16、子运动时保持着它的全部动能。 光子能够撞击物质中原子轨道上的电光子能够撞击物质中原子轨道上的电子，若撞击时光子释放出全部能量，将所有能量传给电子，子，若撞击时光子释放出全部能量，将所有能量传给电子，使其脱使其脱离原子而成为自由电子，光子本身消失。离原子而成为自由电子，光子本身消失。 这种现象这种现象称为称为光电效应光电效应。光子的一部分能量把电子从原子中逐出去，剩余的能量则作为电子光子的一部分能量把电子从原子中逐出去，剩余的能量则作为电子的动能被带走，于是该电子可能又在物质中引起新的电离。当光子的动能被带走，于是该电子可能又在物质中引起新的电离。当光子的能量低于的能量低于1 MeV1 MeV时
17、，光电效应是极为重要的过程。时，光电效应是极为重要的过程。 第二章第二章 射线检测射线检测 （1） 光电效应光电效应 光电效应光电效应 光电子光电子光子光子第6章 常用无损检测方法 （2） 康普顿效应康普顿效应 在康普顿效应中，一个光子撞击一在康普顿效应中，一个光子撞击一个电子时只释放出它的一部分能量，结个电子时只释放出它的一部分能量，结果光子的能量减弱并在和射线初始方向果光子的能量减弱并在和射线初始方向成成角的方向上散射，而电子则在和初角的方向上散射，而电子则在和初始方向成始方向成角的方向上散射。这种现象角的方向上散射。这种现象称为称为康普顿效应康普顿效应。 这一过程同样服从能量守恒定律，这
18、一过程同样服从能量守恒定律， 即电子所具有的动能为入即电子所具有的动能为入射光子和散射光子的能量之差射光子和散射光子的能量之差. . 第二章第二章 射线检测射线检测 康普顿效应康普顿效应 康普顿电子康普顿电子 光子光子 第6章 常用无损检测方法 （3） 电子对的产生电子对的产生 在原子核场的作用下，在原子核场的作用下，一个具有足够能量的光子一个具有足够能量的光子释放出它的全部动能而转释放出它的全部动能而转化具有同样能量的一对正负电子，光子则完全消失，这样的过程称化具有同样能量的一对正负电子，光子则完全消失，这样的过程称为电子对的产生。为电子对的产生。 产生电子所需的最小能量为产生电子所需的最小
19、能量为0.51 MeV0.51 MeV，所以，所以光光子能量子能量hv必须大于等于必须大于等于1.02 MeV。 电子对的产生和消失电子对的产生和消失 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 汤姆逊效应汤姆逊效应 （4） 汤姆逊效应汤姆逊效应 射线与物质中带电粒子相互作用，产生与入射射线波长相射线与物质中带电粒子相互作用，产生与入射射线波长相同的散射线的现象叫做同的散射线的现象叫做汤姆逊效应汤姆逊效应。这种散射线可以产生干涉，。这种散射线可以产生干涉， 能量衰减十分微小。能量衰减十分微小。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 2 2、射线的衰减定律和衰减
20、曲线、射线的衰减定律和衰减曲线射线的衰减是由于射线光子与物体相互作用产生光电效应、射线的衰减是由于射线光子与物体相互作用产生光电效应、 康普顿效应、汤姆逊效应或电子对的产生，使射线被吸收和散康普顿效应、汤姆逊效应或电子对的产生，使射线被吸收和散射而引起的。由此可知，物质愈厚，则射线穿透时的射而引起的。由此可知，物质愈厚，则射线穿透时的衰减程度衰减程度也愈大。也愈大。射线衰减的程度不仅与透过物质的厚度有关，而且还与射射线衰减的程度不仅与透过物质的厚度有关，而且还与射线的性质线的性质( (波长波长) )、物体的性质、物体的性质( (密度和原子序数密度和原子序数) )有关。一般来有关。一般来讲，讲，
21、射线的波长愈小，衰减愈小；物质的密度及原子序数愈大，射线的波长愈小，衰减愈小；物质的密度及原子序数愈大，衰减也愈大。衰减也愈大。但它们之间的关系并不是简单的直线关系，但它们之间的关系并不是简单的直线关系， 而而是成指数关系的衰减是成指数关系的衰减。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 设入射线的初始强度为设入射线的初始强度为I0，通过物质的厚度为，通过物质的厚度为d，射线能，射线能量的线衰减系数为量的线衰减系数为，那么射线在透过物质以后的强度，那么射线在透过物质以后的强度I为为 deII0由于射线束是锥形由于射线束是锥形 ，修正后为，修正后为dedHHII0 第二章第二章
22、 射线检测射线检测 宽束射线的宽束射线的衰减衰减曲线曲线H物体表面至射线源的距离。物体表面至射线源的距离。第6章 常用无损检测方法 一、一、射线检测的基本原理射线检测的基本原理射线检测是利用射线检测是利用射线通过物质衰减程度与被通过部位射线通过物质衰减程度与被通过部位的材质、厚度和缺陷的性质有关的特性，使胶片感光成黑度不的材质、厚度和缺陷的性质有关的特性，使胶片感光成黑度不同的图像来实现的，同的图像来实现的，检测原理：当射线通过被检物体时，有缺检测原理：当射线通过被检物体时，有缺陷部位与无缺陷部位对射线的吸收能力不同，一般情况是通过陷部位与无缺陷部位对射线的吸收能力不同，一般情况是通过有缺陷部
23、位的射线强度高于无缺陷部位的射线强度，因此可以有缺陷部位的射线强度高于无缺陷部位的射线强度，因此可以通过检测透过被检物体后射线强度的差异来判断被检物体中是通过检测透过被检物体后射线强度的差异来判断被检物体中是否有缺陷存在。否有缺陷存在。 第二节第二节 射线检测的基本原理和方法射线检测的基本原理和方法 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 当一束强度为当一束强度为I0的的射线平行通过被检测试件射线平行通过被检测试件(厚度为厚度为d)后，其后，其强度强度Id为为)(0ehdhII若被测试件表面有高度为若被测试件表面有高度为h的凸起时，则的凸起时，则射线强度将衰减为射线强度将衰减
24、为ddeII0 第二章第二章 射线检测射线检测 为衰减系数X射线检测原理图射线检测原理图 第6章 常用无损检测方法 如在被测试件内，有一个厚度为如在被测试件内，有一个厚度为x、吸收、吸收系数为系数为的某种缺陷，的某种缺陷， 则射线通过后，强则射线通过后，强度衰减为度衰减为 )(0exxdxII若有缺陷的吸收系数小于被测试件本身的吸收系数，则若有缺陷的吸收系数小于被测试件本身的吸收系数，则IxIdIh，于，于是，在被检测试件的另一面就形成一幅射线强度不均匀的分布图。是，在被检测试件的另一面就形成一幅射线强度不均匀的分布图。通过一定方式将这种不均匀的射线强度进行照相或转变为电信号指通过一定方式将这
25、种不均匀的射线强度进行照相或转变为电信号指示、记录或显示，就可以评定被检测试件的内部质量，达到无损检示、记录或显示，就可以评定被检测试件的内部质量，达到无损检测的目的。测的目的。 沿射线透照方向的缺陷尺寸越大，则有无缺陷处的强度沿射线透照方向的缺陷尺寸越大，则有无缺陷处的强度差越大，反映在胶片上的黑度差越大，就越容易发现缺陷。差越大，反映在胶片上的黑度差越大，就越容易发现缺陷。 第二章第二章 射线检测射线检测 )(0ehdhIIddeII0而而第6章 常用无损检测方法 二、检测方法二、检测方法 目前工业上主要有照相法、电离检测法、荧光屏直接观察法、电目前工业上主要有照相法、电离检测法、荧光屏直
26、接观察法、电视观察法等。视观察法等。 1、照相法照相法射线检测常用的方法是射线检测常用的方法是照相法照相法，即利用射线感光材料，即利用射线感光材料( (通常用射线胶通常用射线胶片片) )，放在被透照试件的背面接受透过试件后的，放在被透照试件的背面接受透过试件后的射线。胶片曝光后经暗室射线。胶片曝光后经暗室处理，就会显示出物体的结构图像。处理，就会显示出物体的结构图像。根据胶片上影像的形状及其黑度的不根据胶片上影像的形状及其黑度的不均匀程度，就可以评定被检测试件中有无缺陷及缺陷的性质、形状、大小均匀程度，就可以评定被检测试件中有无缺陷及缺陷的性质、形状、大小和位置。和位置。此法的优点是灵敏度高、
27、直观可靠、重复性好，此法的优点是灵敏度高、直观可靠、重复性好， 是是射线检测法射线检测法中应用最广泛的一种常规方法。由于生产和科研的需要，还可用放大照相中应用最广泛的一种常规方法。由于生产和科研的需要，还可用放大照相法和闪光照相法以弥补其不足。法和闪光照相法以弥补其不足。 放大照放大照相可以检测出材料中的微小缺陷。相可以检测出材料中的微小缺陷。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 X射线照相原理示意图射线照相原理示意图 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 2 2、电离检测法电离检测法 当射线通过气体时与气体分子撞击，有的气体分子失去电子成为当射线通过
28、气体时与气体分子撞击，有的气体分子失去电子成为正离子，正离子，有的气体分子得到电子成为负离子，此即气体的有的气体分子得到电子成为负离子，此即气体的电离效电离效应应。电离效应将会产生电离电流，电离电流的大小与射线的强。电离效应将会产生电离电流，电离电流的大小与射线的强度有关。如果将透过试件的度有关。如果将透过试件的X射线通过电离室测量射线强度，就射线通过电离室测量射线强度，就可以根据电离室内电离电流的大小来判断试件的完整性。可以根据电离室内电离电流的大小来判断试件的完整性。 这种方法对缺陷性质的判别较困难，只适用于形状简单、表面工这种方法对缺陷性质的判别较困难，只适用于形状简单、表面工整的工件，
29、应用较少。整的工件，应用较少。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 3 3、荧光屏直接观察法荧光屏直接观察法 将透过试件的射线投射到涂有荧光物质的荧光屏上时，在荧光将透过试件的射线投射到涂有荧光物质的荧光屏上时，在荧光屏上会激发出不同强度的荧光来，利用荧光屏上的可见影像直接辨屏上会激发出不同强度的荧光来，利用荧光屏上的可见影像直接辨认缺陷。这种方法成本低，适用于形状简单、要求不严格的产品的认缺陷。这种方法成本低，适用于形状简单、要求不严格的产品的检测。检测。 4、电视观察法、电视观察法是是荧光屏直接观察法的发展，将荧光屏上的可见影像通过光电荧光屏直接观察法的发展，将荧光屏
30、上的可见影像通过光电倍增管增强图像，再通过电视设备显示。这种方法检测灵敏度比照倍增管增强图像，再通过电视设备显示。这种方法检测灵敏度比照相法低，对形状复杂的零件检测困难。相法低，对形状复杂的零件检测困难。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 一、一、 照相法的灵敏度和透度计照相法的灵敏度和透度计（一）（一） 灵敏度灵敏度 灵敏度是指显示缺陷的程度或能发现最小缺陷的能力，是灵敏度是指显示缺陷的程度或能发现最小缺陷的能力，是检测质量的标志检测质量的标志。 通常用两种方式表示：通常用两种方式表示：绝对灵敏度，相对灵敏度绝对灵敏度，相对灵敏度。 第三节第三节 射线照相检测技术射线
31、照相检测技术 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 1、绝对灵敏度、绝对灵敏度：指在射线胶片上能发现被检测试件中与射线：指在射线胶片上能发现被检测试件中与射线平行方向的最小缺陷尺寸。平行方向的最小缺陷尺寸。2、相对灵敏度、相对灵敏度：指在射线胶片上能发现被检测试件中与射线：指在射线胶片上能发现被检测试件中与射线平行方向的最小缺陷尺寸占试件厚度的百分数。平行方向的最小缺陷尺寸占试件厚度的百分数。 若以若以d表示为被检测试件的材料厚度，表示为被检测试件的材料厚度，x为缺陷尺寸，则其相对灵敏度为为缺陷尺寸，则其相对灵敏度为 %100dxK目前，一般所说的射线照相灵敏度都是指目前，
32、一般所说的射线照相灵敏度都是指相对灵敏度相对灵敏度。 第二章第二章 射线检测射线检测 射线照相中，被检工件中的最小缺陷是无法确切知道的，一般采用带有人工射线照相中，被检工件中的最小缺陷是无法确切知道的，一般采用带有人工缺陷的试块，以透度计来确定透照的灵敏度。缺陷的试块，以透度计来确定透照的灵敏度。第6章 常用无损检测方法 （二）（二） 透度计透度计 透度计又称像质指示器透度计又称像质指示器，是用来估价检测灵敏度的一种标，是用来估价检测灵敏度的一种标准工具，同时也常用来选取或验证射线检验的透照参数。在透准工具，同时也常用来选取或验证射线检验的透照参数。在透视照相中，要评定缺陷的实际尺寸是困难的，
33、因此，视照相中，要评定缺陷的实际尺寸是困难的，因此， 要用透要用透度计来做参考比较。因此，度计来做参考比较。因此，用透度计测得的灵敏度表示底片的用透度计测得的灵敏度表示底片的影像质量。同时，还可以用透度计来鉴定照片的质量和作为改影像质量。同时，还可以用透度计来鉴定照片的质量和作为改进透照工艺的依据进透照工艺的依据。透度计要用与被透照工件材质、吸收系数。透度计要用与被透照工件材质、吸收系数相同或相近的材料制成。常用的透度计主要有两种：相同或相近的材料制成。常用的透度计主要有两种：槽式透度槽式透度计和金属丝透度计。计和金属丝透度计。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 1 1
34、、槽式透度计、槽式透度计 槽式透度计的基本设计是在平板上加工出一系列的矩形槽式透度计的基本设计是在平板上加工出一系列的矩形槽，槽， 其规格尺寸如图所示。槽深其规格尺寸如图所示。槽深h一般一般0.1-6mm， 用这种透度用这种透度计计算灵敏度：计计算灵敏度： 对不同厚度的工件照相，可分别采用不同型号的透度计。对不同厚度的工件照相，可分别采用不同型号的透度计。 %100dThK槽式透度计示意图槽式透度计示意图 第二章第二章 射线检测射线检测 被检工件被检工件厚度厚度透度计透度计厚度厚度第6章 常用无损检测方法 2 2、 金属丝透度计金属丝透度计 金属丝透度计是以一套（金属丝透度计是以一套（7 71
35、111根）不同直径（根）不同直径（0.10.14.0 4.0 mmmm）的金属丝均匀排列，粘合于两层塑料或薄橡皮中间而构成）的金属丝均匀排列，粘合于两层塑料或薄橡皮中间而构成的。为区别透度计型号，在金属丝两端摆上与号数对应的铅字的。为区别透度计型号，在金属丝两端摆上与号数对应的铅字或铅点。金属丝一般分为两类，透照钢材时用钢丝透度计，透或铅点。金属丝一般分为两类，透照钢材时用钢丝透度计，透照铝合金或镁合金时用铝丝透度计。其灵敏度为：照铝合金或镁合金时用铝丝透度计。其灵敏度为： 金属丝透度计示意图金属丝透度计示意图 第二章第二章 射线检测射线检测 %100AbK b b为观察到的最小金属丝直径；为
36、观察到的最小金属丝直径；A为被透照工件部位的总厚度。为被透照工件部位的总厚度。 第6章 常用无损检测方法 使用透度计时，其摆放位置直接影响检测灵敏度。原则上使用透度计时，其摆放位置直接影响检测灵敏度。原则上应将其置于透照灵敏度最低的位置，所以一般放在工件上靠近应将其置于透照灵敏度最低的位置，所以一般放在工件上靠近射线源的一侧，并靠近透照场边缘的表面上，并应使浅槽或金射线源的一侧，并靠近透照场边缘的表面上，并应使浅槽或金属丝直径小的一侧远离射线属丝直径小的一侧远离射线束中心，束中心，这样可保证整个被透照区这样可保证整个被透照区的灵敏度达到灵敏度要求的灵敏度达到灵敏度要求。每张底片上原则上都必须有
37、透度计。每张底片上原则上都必须有透度计。 第二章第二章 射线检测射线检测 透度计的使用方法透度计的使用方法第6章 常用无损检测方法 二、增感屏及增感方式的选择二、增感屏及增感方式的选择由于由于X射线和射线和射线射线波长短波长短，对胶片的感光效应差，一般，对胶片的感光效应差，一般X射线进入胶片并被吸收的效率很低，只能吸收大约射线进入胶片并被吸收的效率很低，只能吸收大约1的有效的有效射线能量，因此要得到一张清晰的底片需很长的感光时间。为射线能量，因此要得到一张清晰的底片需很长的感光时间。为了增加胶片的感光速度，利用某些增感物质在射线作用下能激了增加胶片的感光速度，利用某些增感物质在射线作用下能激发
38、出荧光或产生次级射线，从而加强对胶片的感光作用。在射发出荧光或产生次级射线，从而加强对胶片的感光作用。在射线透视照相中，所用的增感物质称为线透视照相中，所用的增感物质称为增感屏增感屏， 第二章第二章 射线检测射线检测 射线的曝光量通常以射线强度射线的曝光量通常以射线强度I I和时间和时间t t的乘积表示，即的乘积表示，即 E E= =ItIt，E E的单的单位为位为mCimCih(h(毫居里毫居里小时小时) )。第6章 常用无损检测方法 增感屏通常有三种：荧光增感屏、金属增感屏和金属荧光增感屏通常有三种：荧光增感屏、金属增感屏和金属荧光增感屏。增感屏。 1 1、荧光增感屏、荧光增感屏荧光增感屏
39、是利用荧光物质（常用钨酸钙荧光增感屏是利用荧光物质（常用钨酸钙CaWOCaWO4 4）被射线激发产生荧）被射线激发产生荧光实现增感作用的，其结构如图所示。它是将荧光物质均匀地涂布在质地光实现增感作用的，其结构如图所示。它是将荧光物质均匀地涂布在质地均匀而光滑的支撑物均匀而光滑的支撑物( (硬纸或塑料薄板等硬纸或塑料薄板等) )上，再上，再覆盖一层薄薄的透明保护覆盖一层薄薄的透明保护层组合而成的。层组合而成的。 荧光增感屏构造示意图荧光增感屏构造示意图 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 2 2、金属增感屏、金属增感屏金属增感屏在受射线照射时产生二次射线对胶片起感光金属增感
40、屏在受射线照射时产生二次射线对胶片起感光作用。其增感较小，一般只有作用。其增感较小，一般只有2 27 7倍倍。金属屏的增感特性通。金属屏的增感特性通常是，常是， 原子序数增加，增感系数上升，辐射波长愈短，增感原子序数增加，增感系数上升，辐射波长愈短，增感作用越显著。但是原子序数越大，激发能量也要相应提高，作用越显著。但是原子序数越大，激发能量也要相应提高，如果射线能量不能使金属屏的原子电离或激发，如果射线能量不能使金属屏的原子电离或激发， 则不起增感则不起增感作用。如铅增感屏，作用。如铅增感屏， 当管电压低于当管电压低于80 kV80 kV时，则基本上无增时，则基本上无增感作用。感作用。在生产
41、实践中，多采用铅、金箔、锡等原子在生产实践中，多采用铅、金箔、锡等原子序数较序数较高的材料作金属增感屏，因为铅的压延性好，吸收散射线的高的材料作金属增感屏，因为铅的压延性好，吸收散射线的能力强。能力强。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 3 3、金属荧光增感屏、金属荧光增感屏金属荧光增感屏是在铅箔上涂一层荧光物质组合而成的，金属荧光增感屏是在铅箔上涂一层荧光物质组合而成的， 其结构如图所示。它具其结构如图所示。它具有荧光增感的高增感系数，又有吸收有荧光增感的高增感系数，又有吸收散射线的作用。散射线的作用。 金属荧光增感屏结构示意图金属荧光增感屏结构示意图 第二章第二章
42、射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 4 4、增感方式的选择、增感方式的选择 增感方式的选择通常考虑三方面的因素：产品设计对检测增感方式的选择通常考虑三方面的因素：产品设计对检测的要求、射线能量和胶片的要求、射线能量和胶片类型。类型。 就清晰度来讲，金属增感屏最高，荧光增感屏最低。就清晰度来讲，金属增感屏最高，荧光增感屏最低。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 三、曝光曲线三、曝光曲线 影响透照灵敏度的因素很多，影响透照灵敏度的因素很多，通常选择工件厚度、管电压、管通常选择工件厚度、管电压、管电流和曝光量作为可变参量，其电流和曝光量作为可变参量，其他条件相对固定他
43、条件相对固定。根据具体条件。根据具体条件作出的工件厚度、管电压和曝光作出的工件厚度、管电压和曝光量之间的相互关系曲线，是正确量之间的相互关系曲线，是正确制定射线检测工艺的依据，这种制定射线检测工艺的依据，这种关系曲线叫关系曲线叫曝光曲线。曝光曲线。 曝光曲线有多种形式，常用曝光曲线有多种形式，常用的是的是工件厚度和曝光量曲线、工工件厚度和曝光量曲线、工件厚度和管电压曲线。件厚度和管电压曲线。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 （一）平板型工件（一）平板型工件让让X射线从前方照射，胶片放在被检查部位的后面。射线从前方照射，胶片放在被检查部位的后面。四、四、 典型工件焊缝的
44、透照方向选择典型工件焊缝的透照方向选择 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 （二）圆管（二）圆管 特别注意胶片与被检部位紧密特别注意胶片与被检部位紧密贴合，并使锥形中心的辐射线与被贴合，并使锥形中心的辐射线与被检区域中心的切面垂直。检区域中心的切面垂直。1、环缝外透法环缝外透法胶片在内，射线由外向里穿过单层胶片在内，射线由外向里穿过单层壁厚对焊缝进行透照。壁厚对焊缝进行透照。2、环缝内透法环缝内透法 胶片在外，射线由里向外照射，胶片在外，射线由里向外照射，特别适用于壁厚大直径小的管子。特别适用于壁厚大直径小的管子。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法
45、 （二）圆管（二）圆管3、双壁双影法双壁双影法：射线源在工件外侧，胶片放在射线源对面的工件射线源在工件外侧，胶片放在射线源对面的工件外侧，射线透过双层壁厚把工件两侧都投影到胶片上的透照方法称外侧，射线透过双层壁厚把工件两侧都投影到胶片上的透照方法称为双壁双影法。外径小于等于为双壁双影法。外径小于等于89mm的管子对接焊缝可采用此法透照。的管子对接焊缝可采用此法透照。透照时，为了避免上、下层焊缝的影像重叠，射线束方向应有适当透照时，为了避免上、下层焊缝的影像重叠，射线束方向应有适当倾斜。倾斜。 4、双壁单影法双壁单影法：缩小焦距，使上层管壁中的缺陷模糊，从而：缩小焦距，使上层管壁中的缺陷模糊，从
46、而得到下层管壁的清晰图像。得到下层管壁的清晰图像。 第二章第二章 射线检测射线检测 105射线源射线源第6章 常用无损检测方法 （三）角形件（三）角形件检验此类工件时，检验此类工件时，X射线照射的方向多为其角的二等分线方向。射线照射的方向多为其角的二等分线方向。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 （四）管接头焊缝（四）管接头焊缝（五）圆柱体（棒）（五）圆柱体（棒） 滤波板的作用：滤波板的作用： 1、提高辐射束的平均能量，降低、提高辐射束的平均能量，降低主因衬度主因衬度，增加其宽容性；，增加其宽容性； 2、滤除、滤除软射线软射线，消弱散射线的有害影响，提高清晰度。，消弱散
47、射线的有害影响，提高清晰度。（六）厚度变化剧烈的物体的透照（六）厚度变化剧烈的物体的透照 1、采用两种感光度不同的胶片，感光快的底片上观察厚处，、采用两种感光度不同的胶片，感光快的底片上观察厚处，感光慢的底片上观察薄处；感光慢的底片上观察薄处； 2、按材料厚薄单独曝光；、按材料厚薄单独曝光； 3、对薄处采用密度相近的材料补偿；、对薄处采用密度相近的材料补偿； 4、采用金属增感屏；、采用金属增感屏； 5、不增感曝光。、不增感曝光。第6章 常用无损检测方法 一、一、 铸件中常见的缺陷铸件中常见的缺陷1 1） 气孔气孔 因铸模通气性不良等原因，因铸模通气性不良等原因，使铸件内部分气体排不出来而形使铸
48、件内部分气体排不出来而形成气孔。气孔大部分接近表面，成气孔。气孔大部分接近表面，在底片上的影像呈圆形或椭圆形，在底片上的影像呈圆形或椭圆形，也有不规则形状的，一般中心部也有不规则形状的，一般中心部分较边分较边缘稍黑，缘稍黑， 轮廓较清晰。轮廓较清晰。 第四节第四节 常见缺陷及其影像特征（自学）常见缺陷及其影像特征（自学） 第二章第二章 射线检测射线检测 铸件中的气孔照片铸件中的气孔照片 第6章 常用无损检测方法 2 2、 疏松疏松 浇铸时局部温差过大，浇铸时局部温差过大，在金属收缩过程中，邻近在金属收缩过程中，邻近金属补缩不良，产生疏松。金属补缩不良，产生疏松。疏松多产生在铸件的冒口疏松多产生
49、在铸件的冒口根部、厚大部位、厚薄交界处和具有大面积的薄壁处。根部、厚大部位、厚薄交界处和具有大面积的薄壁处。在底在底片上的影像呈轻微疏散的浅黑条状（羽毛状）或疏散的云雾片上的影像呈轻微疏散的浅黑条状（羽毛状）或疏散的云雾状（海绵状），严重的呈密集云雾状或树枝状状（海绵状），严重的呈密集云雾状或树枝状。 第二章第二章 射线检测射线检测 铸件内部疏松照片铸件内部疏松照片 第6章 常用无损检测方法 3、缩孔、缩孔 铸件的缩孔在底片上呈树枝状、细丝或锯齿状的黑色影像。铸件的缩孔在底片上呈树枝状、细丝或锯齿状的黑色影像。 4 4、针孔、针孔 针孔是指直径小于或等于针孔是指直径小于或等于1 mm1 mm的
50、气孔，是铸铝合金中常见的气孔，是铸铝合金中常见的缺陷。在胶片上的影像有圆形、条形、苍蝇脚形等。的缺陷。在胶片上的影像有圆形、条形、苍蝇脚形等。 当透照当透照较大厚度的工件时，由于针孔分布在整个横较大厚度的工件时，由于针孔分布在整个横断面，断面， 针孔投影在针孔投影在胶片上是重叠的，胶片上是重叠的， 此时就无法辨认出它的单个形状了。此时就无法辨认出它的单个形状了。 第二章第二章 射线检测射线检测 第6章 常用无损检测方法 5 5、熔剂夹渣、熔剂夹渣 溶剂夹渣是在铸造过程中，镁合金特有的缺陷，在底片溶剂夹渣是在铸造过程中，镁合金特有的缺陷，在底片上呈白色斑点或雪花状，有的呈蘑菇云状。上呈白色斑点或
