射線檢測技術(shù)機電工程學院測控系魏莉Weili@whut.edu.cn1一.射線的種類和頻譜在射線檢測中應用的射線主要是X射線、γ射線和中子射線。X射線和γ射線屬于電磁輻射，而中子射線是中子束流。

1.X射線

X射線又稱倫琴射線，是射線檢測領(lǐng)域中應用最廣泛的一種射線，波長范圍約為0.0006～100nm。在X射線檢測中常用的波長范圍為0.001～0.1nm。X射線的頻率范圍約為3×109～5×1014MHz。

1射線檢測的物理基礎2射線的波長分布

1射線檢測的物理基礎3

2.γ射線

γ射線是一種波長比X射線更短的射線，波長范圍約為0.0003～0.1nm，頻率范圍約為3×1012～1×1015MHz。

工業(yè)上廣泛采用人工同位素產(chǎn)生γ射線。由于γ射線的波長比X射線更短，所以具有更大的穿透力。在無損檢測中γ射線常被用來對厚度較大和大型整體工件進行射線照相。

1射線檢測的物理基礎4

3.中子射線中子是構(gòu)成原子核的基本粒子。中子射線是由某些物質(zhì)的原子在裂變過程中逸出高速中子所產(chǎn)生的。工業(yè)上常用人工同位素、加速器、反應堆來產(chǎn)生中子射線。在無損檢測中中子射線常被用來對某些特殊部件(如放射性核燃料元件)進行射線照相。

1射線檢測的物理基礎5二.X射線的產(chǎn)生

X射線是一種波長比紫外線還短的電磁波，它具有光的特性，例如具有反射、折射、干涉、衍射、散射和偏振等現(xiàn)象。它能使一些結(jié)晶物體發(fā)生熒光、氣體電離和膠片感光。X射線通常是將高速運動的電子作用到金屬靶(一般是重金屬)上而產(chǎn)生的。鎢與鉬的X射線譜

1射線檢測的物理基礎6

1.連續(xù)X射線根據(jù)電動力學理論，具有加速度的帶電粒子將產(chǎn)生電磁輻射。在X射線管中，高壓電場加速了陰極電子，當具有很大動能的電子達到陽極表面時，由于猝然停止，它所具有的動能必定轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪ㄝ椛涑鋈ァＳ捎陔娮颖煌Ｖ沟臅r間和條件不同，所以輻射的電磁波具有連續(xù)變化的波長。在任何X射線管中，只要電壓達到一定數(shù)值，連續(xù)X射線總是存在的。連續(xù)X射線具有以下特點：

(1)連續(xù)X射線的波長與陽極的材料無關(guān)。

1射線檢測的物理基礎7

(2)連續(xù)X射線的波長在長波方向，理論上可以擴展到λ=∞；而在短波方向，實驗證明具有最短波長λmin，

且有

式中：U為X射線管的管電壓，單位為kV。

1射線檢測的物理基礎8（3）

X射線管的效率為

式中：P=αZIU2為連續(xù)X射線的總功率；P0=IU為輸入功率；Z為陽極的原子序數(shù)；U為管電壓，單位為kV；α為常數(shù)，約等于1.1-1.4×10-6。1射線檢測的物理基礎9

(4)X射線管的管電壓愈高，其連續(xù)X射線的強度愈大，而且其最短波長λmin愈向短波方向移動，

如圖所示。

不同管電壓下鎢靶連續(xù)X射線

1射線檢測的物理基礎10

2.標識X射線根據(jù)原子結(jié)構(gòu)理論，原子吸收能量后將處于受激狀態(tài)，受激狀態(tài)原子是不穩(wěn)定的，當它回復到原來的狀態(tài)時，將以發(fā)射譜線的形式放出能量。在X射線管內(nèi)，高速運動的電子到達陽極靶時將產(chǎn)生連續(xù)X射線。如果電子的動能達到相當?shù)臄?shù)值，可足以打出靶原子(通常是重金屬原子)內(nèi)殼層上的一個電子，該電子或者處于游離狀態(tài)，或者被打到外殼層的某一個位置上。于是原子的內(nèi)殼層上有了一個空位，鄰近殼層上的電子便來填空，這樣就發(fā)生相鄰殼層之間的電子躍遷。這種躍遷將發(fā)射出線狀的X射線。顯然，這種X射線與靶金屬原子的結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此稱其為標識X射線或特征X射線。標識X射線通常頻率很高，波長很短。

1射線檢測的物理基礎11

3.射線的主要特點

(1)真空中光速直線傳播，不受電場磁場影響

(2)具有波粒二象性

(3)在界面處發(fā)生反射、折射，但是與可見光有很大區(qū)別

(4)可發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象，但只在孔很小時才能觀察到

(5)人眼不可見，但具有穿透性

(6)射入物體時，會發(fā)生復雜的物理化學作用

(7)具有輻射生物效應1射線檢測的物理基礎12三.射線通過物質(zhì)的衰減定律

1.射線與物質(zhì)的相互作用射線與物質(zhì)的相互作用主要有三種過程：光電效應、康普頓效應和電子對的產(chǎn)生。這三種過程的共同點是都產(chǎn)生電子，然后電離或激發(fā)物質(zhì)中的其他原子；此外，還有少量的湯姆遜效應。光電效應和康普頓效應隨射線能量的增加而減少，電子對的產(chǎn)生則隨射線能量的增加而增加，四種效應的共同結(jié)果是使射線在透過物質(zhì)時能量產(chǎn)生衰減。

1射線檢測的物理基礎13（1）光電效應。在普朗克概念中每束射線都具有能量為E=hv的光子。光子運動時保持著它的全部動能。光子能夠撞擊物質(zhì)中原子軌道上的電子，若撞擊時光子釋放出全部能量，并將原子電離，則稱為光電效應。光子的一部分能量把電子從原子中逐出去，剩余的能量則作為電子的動能被帶走，于是該電子可能又在物質(zhì)中引起新的電離。當光子的能量低于1MeV時，光電效應是極為重要的過程。另外，光電效應更容易在原子序數(shù)高的物質(zhì)中產(chǎn)生，如在鉛(Z＝82)中產(chǎn)生光電效應的程度比在銅(Z=29)中大得多。

1射線檢測的物理基礎14光電效應

1射線檢測的物理基礎15（2）康普頓效應。在康普頓效應中，一個光子撞擊一個電子時只釋放出它的一部分能量，結(jié)果光子的能量減弱并在和射線初始方向成θ角的方向上散射，而電子則在和初始方向成φ角的方向上散射。這一過程同樣服從能量守恒定律，即電子所具有的動能為入射光子和散射光子的能量之差，最后電子在物質(zhì)中因電離原子而損失其能量。在絕大多數(shù)的輕金屬中，射線的能量大約在0.2～3MeV范圍時，康普頓效應是極為重要的效應。康普頓效應隨著射線能量的增加而減小，其大小也取決于物質(zhì)中原子的電子數(shù)。在中等原子序數(shù)的物質(zhì)中，射線的衰減主要是由康普頓效應引起，在射線防護時主要側(cè)重于康普頓效應。

1射線檢測的物理基礎16康普頓效應

1射線檢測的物理基礎17（3）電子對的產(chǎn)生。一個具有足夠能量的光子釋放出它的全部動能而形成具有同樣能量的一個電子和一個正電子，這樣的過程稱為電子對的產(chǎn)生。產(chǎn)生電子對所需的最小能量為0.51MeV，所以光子能量hv必須大于等于1.02MeV。

1射線檢測的物理基礎18電子對的產(chǎn)生和消失

1射線檢測的物理基礎19光子的能量一部分用于產(chǎn)生電子對，一部分傳遞給電子和正電子作為動能，另一部分能量傳給原子核。在物質(zhì)中電子和正電子都是通過原子的電離而損失動能，在消失過程中正電子和物質(zhì)中的電子相作用成為能量各為0.51MeV的兩個光子，它們在物質(zhì)中又可以通過光電效應和康普頓效應進一步相互作用。

由于產(chǎn)生電子對的能量條件要求不小于1.02MeV，所以電子對的產(chǎn)生只有在高能射線中才是重要的過程。該過程正比于吸收體的原子序數(shù)的平方，所以高原子序數(shù)的物質(zhì)電子對的產(chǎn)生也是重要的過程。

1射線檢測的物理基礎20（4）湯姆遜效應。射線與物質(zhì)中帶電粒子相互作用，產(chǎn)生與入射波長相同的散射線的現(xiàn)象叫做湯姆遜效應。這種散射線可以產(chǎn)生干涉，能量衰減十分微小，

如圖所示。

湯姆遜效應

1射線檢測的物理基礎21

2.射線的衰減定律和衰減曲線

射線的衰減是由于射線光子與物體相互作用產(chǎn)生光電效應、康普頓效應、湯姆遜效應或電子對的產(chǎn)生，使射線被吸收和散射而引起的。由此可知，物質(zhì)愈厚，則射線穿透時的衰減程度也愈大。

射線衰減的程度不僅與透過物質(zhì)的厚度有關(guān)，而且還與射線的性質(zhì)(波長)、物體的性質(zhì)(密度和原子序數(shù))有關(guān)。一般來講，射線的波長愈小，衰減愈??；物質(zhì)的密度及原子序數(shù)愈大，衰減也愈大。但它們之間的關(guān)系并不是簡單的直線關(guān)系，而是成指數(shù)關(guān)系的衰減。

1射線檢測的物理基礎22寬束射線的衰減曲線1射線檢測的物理基礎23設入射線的初始強度為I0，通過物質(zhì)的厚度為d，射線能量的線衰減系數(shù)為μ，那么射線在透過物質(zhì)以后的強度Id為因為射線的衰減包括吸收和散射，所以射線的衰減系數(shù)μ是吸收系數(shù)τ和散射系數(shù)σ之和，即μ=τ+σ。由于物質(zhì)密度愈大，射線在物質(zhì)中傳播時碰到的原子也愈多，因而射線衰減也愈大。為便于比較起見，通常采用質(zhì)量衰減系數(shù)，即

式中：ρ為物質(zhì)的密度；τ／ρ為質(zhì)量吸收系數(shù)；σ/ρ為質(zhì)量散射系數(shù)。1射線檢測的物理基礎24射線的質(zhì)量吸收系數(shù)和散射系數(shù)表示如下：

式中：

C為常數(shù)；A為元素的原子數(shù)；

Z為元素的原子序數(shù)；

λ為射線的波長。

1射線檢測的物理基礎25當?shù)湍苌渚€透過重元素(輕元素和波長很短的射線除外)物質(zhì)時，射線的衰減主要表現(xiàn)為吸收，由射線散射所引起的衰減可忽略不計，

則

1射線檢測的物理基礎26一.Χ射線檢測的基本原理Χ射線檢測是利用Χ射線通過物質(zhì)衰減程度與被通過部位的材質(zhì)、厚度和缺陷的性質(zhì)有關(guān)的特性，使膠片感光成黑度不同的圖像來實現(xiàn)的，如圖所示。2Χ射線檢測的基本原理和方法X射線檢測原理

27當一束強度為I0的Χ射線平行通過被檢測試件(厚度為d)后，其強度Id為若被測試件表面有高度為h的凸起時，則Χ射線強度將衰減為2Χ射線檢測的基本原理和方法28又如在被測試件內(nèi)，有一個厚度為x、吸收系數(shù)為μ′的某種缺陷，則射線通過后，強度衰減為若有缺陷的吸收系數(shù)小于被測試件本身的線吸收系數(shù)，則Ix>Id>Ih，于是，在被檢測試件的另一面就形成一幅射線強度不均勻的分布圖。通過一定方式將這種不均勻的射線強度進行照相或轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栔甘?、記錄或顯示，就可以評定被檢測試件的內(nèi)部質(zhì)量，達到無損檢測的目的。2Χ射線檢測的基本原理和方法29二.Χ射線檢測方法

Χ射線檢測常用的方法是照相法，即利用射線感光材料(通常用射線膠片)，放在被透照試件的背面接受透過試件后的Χ射線。膠片曝光后經(jīng)暗室處理，就會顯示出物體的結(jié)構(gòu)圖像。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)點是靈敏度高、直觀可靠、重復性好，是Χ射線檢測法中應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其不足。放大照相可以檢測出材料中的微小缺陷。

2Χ射線檢測的基本原理和方法30X射線照相原理示意圖

2Χ射線檢測的基本原理和方法31一.照相法的靈敏度和透度計

1.靈敏度靈敏度是指發(fā)現(xiàn)缺陷的能力，也是檢測質(zhì)量的標志。通常用兩種方式表示：一是絕對靈敏度，是指在射線膠片上能發(fā)現(xiàn)被檢測試件中與射線平行方向的最小缺陷尺寸；二是相對靈敏度，是指在射線膠片上能發(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數(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3Χ射線照相檢測技術(shù)32

2.透度計透度計又稱像質(zhì)指示器。在透視照相中，要評定缺陷的實際尺寸是困難的，因此，要用透度計來做參考比較。同時，還可以用透度計來鑒定照片的質(zhì)量和作為改進透照工藝的依據(jù)。透度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。常用的透度計主要有兩種。（1）槽式透度計。槽式透度計的基本設計是在平板上加工出一系列的矩形槽，其規(guī)格尺寸如圖所示。對不同厚度的工件照相，可分別采用不同型號的透度計。

3Χ射線照相檢測技術(shù)33槽式透度計示意圖

3Χ射線照相檢測技術(shù)34

(2)金屬絲透度計。金屬絲透度計是以一套不同直徑的金屬絲均勻排列，粘合于兩層塑料或薄橡皮中間而構(gòu)成的。為區(qū)別透度計型號，在金屬絲兩端擺上與號數(shù)對應的鉛字或鉛點。金屬絲一般分為兩類，透照鋼材時用鋼絲透度計，透照鋁合金或鎂合金時用鋁絲透度計。3Χ射線照相檢測技術(shù)35金屬絲透度計示意圖

3Χ射線照相檢測技術(shù)36使用金屬絲透度計時，應將其置于被透照工件的表面，并應使金屬絲直徑小的一側(cè)遠離射線束中心。這樣可保證整個被透照區(qū)的靈敏度達到如下計算數(shù)值：

式中：

φ為觀察到的最小金屬絲直徑；d為被透照工件部位的總厚度。

3Χ射線照相檢測技術(shù)373Χ射線照相檢測技術(shù)38二.增感屏及增感方式的選擇由于X射線和γ射線波長短、硬度大，對膠片的感光效應差，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

3Χ射線照相檢測技術(shù)39

1.熒光增感屏熒光增感屏是利用熒光物質(zhì)被射線激發(fā)產(chǎn)生熒光實現(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層組合而成的。

3Χ射線照相檢測技術(shù)40熒光增感屏構(gòu)造示意圖

3Χ射線照相檢測技術(shù)41

2.金屬增感屏金屬增感屏在受射線照射時產(chǎn)生β射線和二次標識X射線對膠片起感光作用。其增感較小，一般只有2～7倍。金屬屏的增感特性通常是，原子序數(shù)增加，增感系數(shù)上升，輻射波長愈短，增感作用越顯著。但是原子序數(shù)越大，激發(fā)能量也要相應提高，如果射線能量不能使金屬屏的原子電離或激發(fā)，則不起增感作用，相反還會吸收一部分軟射線。如鉛增感屏，當管電壓低于80kV時，則基本上無增感作用。在生產(chǎn)實踐中，多采用鉛、錫等原子序數(shù)較高的材料作金屬增感屏，因為鉛的壓延性好，吸收散射線的能力強。

3Χ射線照相檢測技術(shù)42金屬增感屏增感過程3Χ射線照相檢測技術(shù)43

3.金屬熒光增感屏金屬熒光增感屏是在鉛箔上涂一層熒光物質(zhì)組合而成的。它具有熒光增感的高增感系數(shù)，又有吸收散射線的作用。

金屬熒光增感屏結(jié)構(gòu)示意圖

3Χ射線照相檢測技術(shù)44

4.增感方式的選擇增感方式的選擇通?？紤]三方面的因素：產(chǎn)品設計對檢測的要求、射線能量和膠片類型。

3Χ射線照相檢測技術(shù)45三.曝光參數(shù)的選擇

1.射線的硬度射線硬度是指射線的穿透力，由射線的波長決定。波長越短硬度越大，則穿透力就越強，對某一物質(zhì)即具有較小的吸收系數(shù)。X射線波長的長短由管電壓所決定，管電壓愈高，波長愈短。射線硬度對透照膠片影像的質(zhì)量有很大關(guān)系。因此，選擇射線的硬度尤為重要。例如：當一束強度為I0的射線，通過被透照厚度為d的物體后，其強度將衰減為Id；通過一厚度為x的缺陷后，其強度為Ix

。Ix／Id稱為對比度或主因襯度，即3Χ射線照相檢測技術(shù)46假設缺陷內(nèi)為空氣，則μ′可忽略不計。因而

在工業(yè)射線透照中，總是希望膠片上的影像襯度盡可能高，以保證檢測質(zhì)量。因此，射線硬度盡可能選軟些。但是，如果希望在材料的厚薄相鄰部分一次曝光，則要選用較硬的射線。為了提高某些低原子序數(shù)、低密度和薄壁材料的檢測靈敏度，應采用軟射線，即低能X射線照相法。通常將60～150kV定為中等硬度X射線，60kV以下定為軟X射線。3Χ射線照相檢測技術(shù)47

2.射線的曝光量射線的曝光量通常以射線強度I和時間t的乘積表示，即E=It，E的單位為mCi·h(毫居里·小時)。對X射線來說，當管壓一定時，其強度與管電流成正比。因此X射線的曝光量通常用管電流i和時間t的乘積來表示，即

E=it

其單位為mA·min(毫安·分)或mA·s(毫安·秒)。

3Χ射線照相檢測技術(shù)48在一定范圍內(nèi)，如果E為常數(shù)，則i與t存在反比關(guān)系：

E=i1t1=i2t2

一般在選用管電流和曝光時間時，在射線設備允許范圍內(nèi)，管電流總是取得大些，以縮短曝光時間并減少散射線的影響。此外，X射線從窗口呈直線錐體輻射，在空間各點的分布強度與該點到焦點的距離平方成反比。即3Χ射線照相檢測技術(shù)49曝光距離與射線強度的關(guān)系

3Χ射線照相檢測技術(shù)50

3.射線照相對比度射線照片上影像的質(zhì)量由對比度、不清晰度、顆粒度決定。影像的對比度是指射線照片上兩個相鄰區(qū)域的黑度差。如果兩個區(qū)域的黑度分別為D1、D2，則它們的對比度為：ΔD=D1-D2

。影像的對比度決定了在射線透照方向上可識別的細節(jié)，影像的不清晰度決定了在垂直于射線透照方向上可識別的細節(jié)尺寸，影像的顆粒度決定了影像可記錄的細節(jié)最小尺寸。

3Χ射線照相檢測技術(shù)51

4.焦距的選擇焦距是指從放射源(焦點)至膠片的距離。焦距選擇與射線源的幾何尺寸和試件厚度有關(guān)。由于射線源有一定的幾何尺寸，從而產(chǎn)生幾何不清晰度Ug，如圖所示。由相似三角形關(guān)系，

可以求出：

式中：φ為射線源的幾何尺寸；F為焦點至膠片的距離；a為焦點至缺陷的距離；b為缺陷至膠片的距離。

3Χ射線照相檢測技術(shù)52透照影像幾何不清晰度

3Χ射線照相檢測技術(shù)53

5.曝光曲線①不同管電壓下，材料厚度與曝光量的關(guān)系曲線，材料厚度d與曝光量x的關(guān)系為：式中：μ為吸收系數(shù)；為常數(shù)。x與d呈線性關(guān)系。若以x為縱軸，d為橫軸，當焦距一定時，則給定一個厚度d，對應于某一管電壓可以求得一個x值。用各種不同的電壓試驗時，就可以得出一組斜率逐漸變化的曲線，如圖所示。

3Χ射線照相檢測技術(shù)54材料厚度與曝光量的關(guān)系曲線

55②不同焦距下，材料厚度與管電壓的關(guān)系曲線。由于底片黑度要求一定，所以x為一常數(shù)，如果被透照的材料固定，則d增大時μ必須減小，所以管電壓要相應增大。

若以材料厚度d為橫軸，管電壓U為縱軸，則在一定焦距下的厚度所對應的管電壓可以連成一條曲線。以不同的焦距試驗時，就可得到一組曲線，如圖所示。3Χ射線照相檢測技術(shù)56材料厚度與管電壓的關(guān)系曲線

57

6.等效系數(shù)兩塊不同厚度的不同材料在入射強度為I0的射線源照射下，若得到相同的出射強度Ix，則稱二者為“等效”。它們的厚度之比稱為材料的“等效系數(shù)”。根據(jù)等效系數(shù)的定義，可以從一條常用材料的曝光曲線上查出另一種材料的等效厚度所對應的管電壓。3Χ射線照相檢測技術(shù)58四.透照方向的選擇

1.平板形工件3Χ射線照相檢測技術(shù)59

2.圓管3Χ射線照相檢測技術(shù)603.角形工件3Χ射線照相檢測技術(shù)614.管接頭焊縫3Χ射線照相檢測技術(shù)625.圓柱體3Χ射線照相檢測技術(shù)6.厚度變化劇烈的工件63五.Χ射線管工作原理3Χ射線照相檢測技術(shù)抽真空容器，陰極K，陽極A，也叫對陰極，由金屬(銅,鉬,鎢)制成，K、A間加高壓。工作過程：X射線是由陰極加發(fā)射出(熱)電子，經(jīng)高速電壓加速，獲得能量，運動速度很大，這種高速電子去撞擊陽極A，而發(fā)射出X射線。A～K間加幾萬伏高壓，加速陰極發(fā)射的熱電子。64六.射線膠片3Χ射線照相檢測技術(shù)65

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力和相變應力而產(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。因為斷裂寬度、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)。

4常見缺陷及其影像特征66

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力和相變應力而產(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。因為斷裂寬度、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)。

4常見缺陷及其影像特征67焊縫裂紋照片4常見缺陷及其影像特征68

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。下圖是對接焊縫的未焊透照片。

4常見缺陷及其影像特征69焊縫未焊透照片

4常見缺陷及其影像特征70

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常見缺陷及其影像特征71焊縫氣孔照片

4常見缺陷及其影像特征72

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，

如圖所示。

4常見缺陷及其影像特征73夾渣4常見缺陷及其影像特征夾鎢74

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。在底片上的影像呈光亮的圓形(流垂)或呈邊緣較清晰的黑塊(凹坑)

。

焊縫燒穿照片

4常見缺陷及其影像特征75

2.鑄件中常見的缺陷1）夾渣經(jīng)常出現(xiàn)的夾渣是爐渣和氧化物等,它們化學成分復雜,形狀極不規(guī)則,它們大多集中在鑄件的某個部位,以比較密集或分散的狀態(tài)出現(xiàn)。在射線照片上,其影象的基本形貌是在一定范圍內(nèi)分布的小顆粒狀黑斑。顆粒的大小不同、形狀不同,常顯現(xiàn)為小片狀影象,影象的輪廓比較清楚,影象的黑度與背景黑度相差較大。4常見缺陷及其影像特征76夾渣照片

4常見缺陷及其影像特征77

2）氣孔因鑄型通氣性不良等原因，使鑄件內(nèi)部分氣體排不出來而形成氣孔。氣孔大部分接近表面，在底片上的影像呈圓形或橢圓形，也有不規(guī)則形狀的，一般中心部分較邊緣稍黑，

輪廓較清晰。

4常見缺陷及其影像特征78鑄件中的氣孔照片

4常見缺陷及其影像特征79

3）針孔針孔是指直徑小于或等于1mm的氣孔，是鑄鋁合金中常見的缺陷。在膠片上的影像有圓形、條形、蒼蠅腳形等。當透照較大厚度的工件時，由于針孔分布在整個橫斷面，

針孔投影在膠片上是重疊的，

此時就無法辨認出它的單個形狀了。

4常見缺陷及其影像特征804常見缺陷及其影像特征鑄件中的針孔照片

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4）疏松澆鑄時局部溫差過大，在金屬收縮過程中，鄰近金屬補縮不良，產(chǎn)生疏松。疏松多產(chǎn)生在鑄件的冒口根部、厚大部位、厚薄交界處和具有大面積的薄壁處。在底片上的影像呈輕微疏散的淺黑條狀或疏散的云霧狀，嚴重的呈密集云霧狀或樹枝狀。

4常見缺陷及其影像特征824常見缺陷及其影像特征層狀疏松海綿狀疏松分散狀疏松83

5）裂紋裂紋一般是在收縮時產(chǎn)生，沿晶界發(fā)展。在底片上的影像是連續(xù)或斷續(xù)曲折狀黑線，

一般兩端較細。

4常見缺陷及其影像特征熱裂紋冷裂紋84

6）冷隔冷隔由澆鑄溫度偏低造成，一般分布在較大平面的薄壁上或厚壁過渡區(qū)，鑄件清理后有時肉眼可見。

在底片上的影像呈黑線，

與裂紋相似，

但有時可能中部細而兩端較粗。

4常見缺陷及其影像特征85

3.缺陷埋藏深度的測定根據(jù)缺陷在底片上的影像，只能判定缺陷在工件中的平面位置，也就是說，只能把缺陷位置以兩個坐標表示出來。為了確定第三個坐標，即決定缺陷所在位置的深度，必須進行兩次不同方向的照射。

4.缺陷在射線方向上的厚度測定缺陷在射線束方向的厚度(如氣孔直徑或未焊透深度等)測定方法，可用測量缺陷在底片上的影像黑度來估計。

4常見缺陷及其影像特征86

5.表面缺陷和偽缺陷

1）表面缺陷對于缺陷，主要應檢查工件內(nèi)部缺陷，但是各種表面缺陷在膠片上的影像和內(nèi)部缺陷的影像并沒有什么區(qū)別，表面缺陷有些是允許的。因此，在膠片上發(fā)現(xiàn)有缺陷影像后，應與工件表面仔細查對，

最后得出結(jié)論。

4常見缺陷及其影像特征87

2）偽缺陷偽缺陷產(chǎn)生的原因很多，形狀也多種多樣，檢測人員一般憑經(jīng)驗能識別大部分偽缺陷。也就是說，對缺陷影像可根據(jù)缺陷影像的特征和產(chǎn)生的部位予以分析。此外，還可以從膠片兩側(cè)利用反光或放大鏡觀察表面是否劃傷來判斷。如仍懷疑有缺陷，則必須重照復驗。

4常見缺陷及其影像特征88

1.γ射線檢測的特點

γ射線與X射線檢測的工藝方法基本上是一樣的，但是γ射線檢測有其獨特的地方。

(1)γ射線源不像X射線那樣，可以根據(jù)不同檢測厚度來調(diào)節(jié)能量(如管電壓)，它有自己固定的能量，所以要根據(jù)材料厚度、精度要求合理選取γ射線源。

(2)γ射線比X射線輻射劑量(輻射率)低，所以曝光時間比較長，曝光條件同樣是根據(jù)曝光曲線選擇的，并且一般都要使用增感屏。

5γ射線檢測及中子射線檢測簡介89

(3)γ射線源隨時都在放射，不像X射線機那樣不工作就沒有射線產(chǎn)生，所以應特別注意射線的防護工作。

(4)γ射線比普通X射線穿透力強，但靈敏度較X射線低，它可以用于高空、水下及野外作業(yè)。在那些無水無電及其他設備不能接近的部位(如狹小的孔洞或是高壓線的接頭等)，均可使用γ射線對其進行有效的檢測。

5γ射線檢測及中子射線檢測簡介905γ射線檢測及中子射線檢測簡介91

2.中子射線照相檢測的特點中子射線照相檢測與X射線照相檢測、γ射線照