第二章射線探傷學(xué)習(xí)目標(biāo)了解射線產(chǎn)生、性質(zhì)及衰減，掌握探傷基本原理熟悉射線檢測設(shè)備及器材，可以合理選擇掌握射線照相法檢測工藝及底片評定法第一節(jié)射線探傷的基本原理射線的種類γ射線放射性物質(zhì)內(nèi)部原子核衰變產(chǎn)生γ射線高能X射線通過加速器使燈絲釋放的熱電子獲得高能量后撞擊射線靶而產(chǎn)生的穿透力大靈敏度高透照幅度寬一、射線的產(chǎn)生及其性質(zhì)射線的產(chǎn)生高速行進(jìn)電子金屬靶轟擊99%動能轉(zhuǎn)換為熱能1%動能轉(zhuǎn)換為X射線射線探傷原理利用射線可以穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中有衰減的特性來發(fā)現(xiàn)其中缺陷的一種無損探傷方法。射線探傷方法射線探傷方法有照相法、透視法(熒屏顯示)和工業(yè)射線電視法。目前生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用射線照相法。射線照相法探傷是利用物質(zhì)在密度不同、厚度不同時對射線的吸收程度不同(即使射線的衰減程度不同),就會使零件下面的底片感光不同的原理，實(shí)現(xiàn)對材料或零件內(nèi)部質(zhì)量的照相探傷。當(dāng)射線穿過密度大的物質(zhì)，如金屬或非金屬材料時,射線被吸收得多，自身衰減的程度大,使底片感光輕;當(dāng)射線穿過密度小的缺陷(空氣)時。則被吸收得少,衰減小，底片感光重。這樣就獲得反映零件內(nèi)部質(zhì)量的射線底片。射線探傷的特點(diǎn)可直接觀察零件內(nèi)部缺陷的影像，對缺陷進(jìn)行定性、定量和定位分析;探測厚度范圍大，從薄鋼片到厚達(dá)500mm以內(nèi)的鋼板，但薄鋼片的表面缺陷(如表面發(fā)紋、疲勞裂紋等)較難探測；設(shè)備復(fù)雜、昂費(fèi)。檢驗(yàn)費(fèi)用高;射線有害人體健康，其設(shè)備應(yīng)加防護(hù)措施。射線探傷適用于所有的材料，可檢驗(yàn)金屬、非金屬材料內(nèi)部質(zhì)量，探測鑄件、焊接件內(nèi)郡的缺陷。如檢測船體焊縫的質(zhì)量。射線的性質(zhì)不可見，以光速直線傳播；不帶電，不受電場和磁場的影響；具有可穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中衰減的特性；可使物質(zhì)電離，能使膠片感光，亦能使某些物質(zhì)產(chǎn)生熒光；能對生物細(xì)胞起作用（生物效應(yīng)）；當(dāng)射線穿透物質(zhì)時，由于物質(zhì)對射線有吸收和散射作用，從而引起射線能量的衰減。并可用衰減定律表達(dá)：式中

——射線透過厚度的物質(zhì)后的射線強(qiáng)度；——射線的初始強(qiáng)度；——自然對數(shù)的底；——透過物質(zhì)的厚度；——線衰減系數(shù)，為上述各物理效應(yīng)分別引起的衰減系數(shù)之和。

射線的衰減md-=eII0二、射線探傷的方法及其原理射線照相法射線熒光屏觀察法射線實(shí)時成象檢驗(yàn)射線計算機(jī)斷層掃描技術(shù)射線照相法根據(jù)被檢工件與其內(nèi)部缺陷介質(zhì)對射線能量衰減程度的不同，使得射線透過工件后的強(qiáng)度不同，使缺陷能在射線底片上顯示出來的方法。射線熒光屏觀察法將透過被檢物體后的不同強(qiáng)度的射線，再投射在涂有熒光物質(zhì)的熒光屏上，激發(fā)出不同強(qiáng)度的熒光而得到物體內(nèi)部的影象的方法。射線實(shí)時成象檢驗(yàn)采用X射線源，稱為X射線實(shí)時成象檢驗(yàn)。具有實(shí)時，高效、不用射線膠片、可記錄和勞動條件好等顯著優(yōu)點(diǎn)射線計算機(jī)斷層掃描技術(shù)計算機(jī)斷層掃描技術(shù)，簡稱CT（Computertomography）。它是根據(jù)物體橫斷面的一組投影數(shù)據(jù)，經(jīng)計算機(jī)處理后，得到物體橫斷面的圖象。第二節(jié)射線探傷設(shè)備簡介

X射線機(jī)攜帶式、移動式和固定式γ射線機(jī)第三節(jié)焊縫射線照相法探傷

射線照相法具有靈敏度較高﹑所得射線底片能長期保存等優(yōu)點(diǎn)，目前在國內(nèi)外射線探傷中，應(yīng)用最為廣泛。射線照相法探傷法是通過底片上缺陷影象，對照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來評定工件內(nèi)部質(zhì)量的。

射線探傷的實(shí)質(zhì)是根據(jù)被檢工件與其內(nèi)部缺陷介質(zhì)對射線能量衰減程度不同，而引起射線透過工件后的強(qiáng)度差異，使缺陷能在射線底片或X光電視屏幕上顯示出來。一、射線照相法的原理

根據(jù)膠片上影像的形狀及其黑度的不均勻程度，就可以評定被檢測試件中有無缺陷及缺陷的性質(zhì)、形狀、大小和位置。此法的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、直觀可靠、重復(fù)性好，是Χ射線檢測法中應(yīng)用最廣泛的一種常規(guī)方法。由于生產(chǎn)和科研的需要，還可用放大照相法和閃光照相法以彌補(bǔ)其不足。放大照相可以檢測出材料中的微小缺陷。

象質(zhì)等級A級——成象質(zhì)量一般，適用于承受負(fù)載較小的產(chǎn)品和部件。AB級——成象質(zhì)量較高，適用于鍋爐和壓力容器產(chǎn)品及部件。B級——成象質(zhì)量最高，適用于航天和核設(shè)備等極為重要的產(chǎn)品和部件

由于X射線和γ射線波長短、硬度（見下文）大，對膠片的感光效應(yīng)差，一般透過膠片的射線，大約1％就能使膠片中的銀鹽微粒感光。為了增加膠片的感光速度，利用某些增感物質(zhì)在射線作用下能激發(fā)出熒光或產(chǎn)生次級射線，從而加強(qiáng)對膠片的感光作用。在射線透視照相中，所用的增感物質(zhì)稱為增感屏，

其增感系數(shù)為

增感屏及增感方式二、探傷位置的確定及其標(biāo)記

三、射線能量的選擇

射線能量愈大，其穿透能力愈強(qiáng)，可透照的工件厚度愈大。但同時也帶來了由于衰減系數(shù)的降低而導(dǎo)致成象質(zhì)量下降。所以在保證穿透的前提下，應(yīng)根據(jù)材質(zhì)和成象質(zhì)量要求，盡量選擇較低的射線能量。

增感屏是利用熒光物質(zhì)被射線激發(fā)產(chǎn)生熒光實(shí)現(xiàn)增感作用的，其結(jié)構(gòu)如圖所示。它是將熒光物質(zhì)均勻地涂布在質(zhì)地均勻而光滑的支撐物(硬紙或塑料薄板等)上，再覆蓋一層薄薄的透明保護(hù)層組合而成的。

四、膠片與增感屏的選取靈敏度是指發(fā)現(xiàn)缺陷的能力，也是檢測質(zhì)量的標(biāo)志。通常用兩種方式表示：絕對靈敏度：在射線膠片上能發(fā)現(xiàn)被檢測試件中與射線平行方向的最小缺陷尺寸；相對靈敏度：在射線膠片上能發(fā)現(xiàn)被檢測試件中與射線平行方向的最小缺陷尺寸占試件厚度的百分?jǐn)?shù)。若以d表示為被檢測試件的材料厚度，x為缺陷尺寸，則其相對靈敏度為五、靈敏度的確定及象質(zhì)計的選用1.靈敏度

2）象質(zhì)計

在透視照相中，要評定缺陷的實(shí)際尺寸是困難的，因此，要用象質(zhì)計來做參考比較。同時，還可以用象質(zhì)計來鑒定照片的質(zhì)量和作為改進(jìn)透照工藝的依據(jù)。象質(zhì)計要用與被透照工件材質(zhì)吸收系數(shù)相同或相近的材料制成。常用的象質(zhì)計主要有：線型﹑孔型和槽型

。

六、透照幾何參數(shù)的選擇

焦點(diǎn)至膠片的距離稱為透照距離，又稱焦距。在射線源選定后，增大透照距離可提高底片清晰度，也增大每次透照面積。七、常見類型焊縫的透照方法

1．對接接頭焊縫

2．角接接頭焊縫

3．管件對接焊縫（筒體環(huán)焊縫）

八、透照厚度差的控制

Ｘ射線管發(fā)出的Ｘ射線并非平行束射線，一般是以一定的輻射角向外輻射，且其照射場內(nèi)的射線強(qiáng)度分布不均勻，這將使底片黑度分布不均勻。靠近邊緣，由于射線強(qiáng)度弱，使其黑度低于中心附近黑度。同時，中心射線束穿過的工件厚度，產(chǎn)生了透照厚度差(△δ＝δ’-δ)

曝光規(guī)范是影響照相質(zhì)量的重要因素。Ｘ射線探傷的曝光規(guī)范包括管電壓、管電流、曝光時間及焦距等四個參數(shù)。其中管電流與暴光時間的乘積稱為曝光量。γ射線探傷的曝光規(guī)范包括射線源種類、劑量、曝光時間及焦距四個內(nèi)容。射線劑量反映了射線強(qiáng)度，它和曝光時間的乘積稱為曝光量。曝光量決定底片的感光量。九、曝光規(guī)范的選擇

射線曝光曲線圖

第四節(jié)焊縫射線底片的評定

利用觀片燈﹑黑度計等儀器和工具進(jìn)行評片。包括底片質(zhì)量的評定﹑缺陷的定性和定量﹑焊縫質(zhì)量的評級等內(nèi)容。一、底片質(zhì)量的評定

黑度值是射線底片質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。射線照相靈敏度是以底片上象質(zhì)計影象反映的象質(zhì)指數(shù)來表示的。底片上的定位標(biāo)記和識別標(biāo)記應(yīng)齊全，且不掩蓋被檢焊縫影象。底片上被檢焊縫影象應(yīng)規(guī)整齊全，不可缺邊或缺角。

黑度值靈敏度標(biāo)記系表面質(zhì)量二、底片上缺陷影象的識別缺陷影象的幾何形狀缺陷影象的黑度分布缺陷影象的位置1.焊件中常見的缺陷1）裂紋裂紋主要是在熔焊冷卻時因熱應(yīng)力和相變應(yīng)力而產(chǎn)生的，也有在校正和疲勞過程中產(chǎn)生的，是危險性最大的一種缺陷。裂紋影像較難辨認(rèn)。因?yàn)閿嗔褜挾?、裂紋取向、斷裂深度不同，使其影像有的較清晰，有的模糊不清。常見的有縱向裂紋、橫向裂紋和弧坑裂紋，

分布在焊縫上或熱影響區(qū)。

2）未焊透

未焊透是熔焊金屬與基體材料沒有熔合為一體且有一定間隙的一種缺陷。在膠片上的影像特征是連續(xù)或斷續(xù)的黑線，黑線的位置與兩基體材料相對接的位置間隙一致。圖是對接焊縫的未焊透照片。

3）氣孔

氣孔是在熔焊時部分空氣停留在金屬內(nèi)部而形成的缺陷。氣孔在底片上的影像一般呈圓形或橢圓形，也有不規(guī)則形狀的，以單個、多個密集或鏈狀的形式分布在焊縫上。在底片上的影像輪廓清晰，邊緣圓滑，如氣孔較大，還可看到其黑度中心部分較邊緣要深一些。

4）夾渣

夾渣是在熔焊時所產(chǎn)生的金屬氧化物或非金屬夾雜物，因來不及浮出表面，停留在焊縫內(nèi)部而形成的缺陷。在底片上其影像是不規(guī)則的，呈圓形、塊狀或鏈狀等，邊緣沒有氣孔圓滑清晰，

有時帶棱角，

如所示。

5）燒穿

在焊縫的局部，因熱量過大而被熔穿，形成流垂或凹坑。在底片上的