射線探傷原理

所謂射線探傷(radiographictesting)是利用某種射線來檢查焊健內(nèi)部缺陷的一

種方法。常用的射線有X射線和丫射線兩種。X射線和丫射線能不同程度地透過金

屬材料，對(duì)照相膠片產(chǎn)生感光作用。利用這種性能，當(dāng)射線通過被檢查的焊縫時(shí)，

因焊縫缺陷對(duì)射線的吸收能力不同，使射線落在膠片上的強(qiáng)度不一樣，膠片感光

程度也不一樣，這樣就能準(zhǔn)確、可靠、非破壞性地顯示缺陷的形狀、位置和大小。

X射線透照時(shí)間短、速度快，檢查厚度小于30mm時(shí)，顯示缺陷的靈敏度高，但

設(shè)備復(fù)雜、費(fèi)用大，穿透能力比Y射線小。

Y射線能透照300mm厚的鋼板，透照時(shí)不需要電源，方便野外工作，環(huán)鏈時(shí)可一

次曝光，但透照時(shí)間長(zhǎng)，不宜用于小于50mm構(gòu)件的透照。

簡(jiǎn)介

射線探傷的英文為：radiographictesting;

作為五大常規(guī)無損檢測(cè)方法之一的射線探傷，在工業(yè)上有著非常廣泛的應(yīng)用，它

既用于金屬檢查，也用于非金屬檢查。對(duì)金屬內(nèi)部可能產(chǎn)生的缺陷，如氣孔、針

孔、夾雜、疏松、裂紋、偏析、未焊透和熔合不足等，都可以用射線檢查。應(yīng)用

的行業(yè)有特種設(shè)備、航空航天、船舶、兵器、水工成套設(shè)備和橋梁鋼結(jié)構(gòu)。

射線探傷的基本原理如下：

當(dāng)強(qiáng)度均勻的射線束透照射物體時(shí)，如果物體局部區(qū)域存在缺陷或結(jié)構(gòu)存在差異,

它將改變物體對(duì)射線的衰減，使得不同部位透射射線強(qiáng)度不同，這樣，采用一定

的檢測(cè)器(例如，射線照相中采用膠片)檢測(cè)透射射線強(qiáng)度，就可以判斷物體內(nèi)

部的缺陷和物質(zhì)分布等。

射線探傷常用的方法有X射線探傷、Y射線探傷、高能射線探傷和中子射線探傷。

對(duì)于常用的工業(yè)射線探傷來說，一般使用的是X射線探傷、丫射線探傷。

射線對(duì)人體具有輻射生物效應(yīng)，危害人體健康。探傷作業(yè)時(shí)，應(yīng)遵守有關(guān)安全操

作規(guī)程，應(yīng)采取必要的防護(hù)措施。

X射線探傷裝置的工作電壓高達(dá)數(shù)萬伏乃至數(shù)十萬伏，作業(yè)時(shí)應(yīng)注意高壓的危險(xiǎn)。

原理

利用X射線或Y射線在穿透被檢物各部分時(shí)強(qiáng)度衰減的不同，檢測(cè)被檢物中缺陷的

一種無損檢測(cè)方法。

原理：被測(cè)物體各部分的厚度或密度因缺陷的存在而有所不同。當(dāng)X射線或Y射線

在穿透被檢物時(shí)，射線被吸收的程度也將不同。若射線的原始強(qiáng)度為取通過線吸收

系數(shù)為U的、厚度為t的材料后，強(qiáng)度因被吸收而衰減為I,其關(guān)系為

若將受到不同程度吸收的射線投射在X射線膠片上，經(jīng)顯影后可得到顯示物體哼度

變化和內(nèi)部缺陷情況的照片（X射線底片）。這種方法稱為X射線照相法。如用

熒光屏代替膠片直接觀察被檢物體，稱為透視法。如用光敏元件逐點(diǎn)測(cè)定透過后

的射線強(qiáng)度而加以記錄或顯示,則稱為儀器測(cè)定法。

探傷方法介紹

工業(yè)上常用的射線探傷方法為X射線探傷和Y射線深傷。指使用電磁波對(duì)金屬工件

進(jìn)行檢測(cè)，同X線透視類似。射線穿過材料到達(dá)底片，會(huì)使底片均勻感光；如果

遇到裂縫、洞孔以及夾渣等缺陷，一般將會(huì)在底片上顯示出暗影區(qū)來。這種方法

能檢測(cè)出缺陷的大小和形狀，還能測(cè)定材料的厚度。

X射線是在高真空狀態(tài)下用高速電子沖擊陽極靶而產(chǎn)生的。Y射線是放射性同位素

在原子蛻變過程中放射出來的。兩者都是具有高穿透力、波長(zhǎng)很短的電磁波,不

同厚度的物體需要用不同能量的射線來穿透，因此要分別采用不同的射線源。例

如由X射線管發(fā)出的X射線（當(dāng)電子的加速電壓為400千伏時(shí)），放射性同位素

60C。所產(chǎn)生的榭線和由20兆電子伏直線加速器所產(chǎn)生的X射線，能穿透的最

大鋼材厚度分別約為90毫米、230毫米和600毫米。

一、X射線機(jī)

工業(yè)射線照相探傷中使用的低能X射線機(jī)，簡(jiǎn)單地說是由四部分組成：射線發(fā)生

器（X射線管）、高壓發(fā)生器、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。當(dāng)各部分獨(dú)立時(shí)，高壓發(fā)生

器與射線發(fā)生器之間應(yīng)采用高壓電纜連接。

按照X射線機(jī)的結(jié)構(gòu),X射線機(jī)通常分為三類，便攜式X射線機(jī)、移動(dòng)式X射線

機(jī)、固定式X射線機(jī)。

便攜式X射線機(jī)采用組合式射線發(fā)生器，其X射線管、高壓發(fā)生器、冷卻系統(tǒng)共

同安裝在一個(gè)機(jī)殼中，也簡(jiǎn)單地稱為射線發(fā)生器，在射線發(fā)生器中充滿絕緣介質(zhì)。

整機(jī)由兩個(gè)單元構(gòu)成，即控制器和射線發(fā)生器，它們之間由低壓電纜連接。在射

線發(fā)生器中所充的絕緣介質(zhì)，較早時(shí)為高抗電強(qiáng)度的變壓器油，其抗電強(qiáng)度應(yīng)不

小于30~50kV/2.5mm。多數(shù)充填的絕緣介質(zhì)是六氟化硫（SF6）,以減輕射線

發(fā)生器的重量。

X射線機(jī)的核心器件是X射線管，普通X射線管主要由陽極、陰極和管殼構(gòu)成。

X射線是由X射線管加高壓電激發(fā)而成，可以通過所加電壓，電流來調(diào)節(jié)X射線的

強(qiáng)度。

對(duì)低壓X射線機(jī)，輸入X射線管的能量只有很少部分轉(zhuǎn)換為X射線，大部分轉(zhuǎn)換

成熱,所以對(duì)于X射線機(jī)來說要保證良好的散熱。

X射線機(jī)的主要技術(shù)性能可歸納為五個(gè)：工作負(fù)載特性、輻射強(qiáng)度、焦點(diǎn)尺寸、輻

射角、漏泄輻射劑量。在選取X射線機(jī)時(shí)應(yīng)考慮上述性能是否適應(yīng)所進(jìn)行的工作。

二、Y射線機(jī)

Y射線機(jī)用放射性同位素作為Y射線源輻射丫射線，它與X射線機(jī)的一個(gè)重要不同是

Y射線源始終都在不斷地輻射Y射線而X射線機(jī)僅僅在開機(jī)并加上高壓后才產(chǎn)生X

射線，這就使Y射線機(jī)的結(jié)構(gòu)具有了不同于X射線機(jī)的特點(diǎn)。丫射線是由放射性元

素激發(fā)，能量不變。強(qiáng)度不能調(diào)節(jié)，只隨時(shí)間成指數(shù)倍減小。

將Y射線探傷機(jī)分為三種類型：手提式、移動(dòng)式、固定式。手提式Y(jié)射線機(jī)輕便，

體積小、重量小，便于攜帶，使用方便。但從輻射防護(hù)的角度，其不能裝備能量

高的Y射線源。

Y射線機(jī)主要由五部分構(gòu)成：源組件（密封Y射線源）、源容器（主機(jī)體）、輸源

（導(dǎo)）管、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和附件。

Y射線機(jī)與X射線機(jī)比較具有設(shè)備簡(jiǎn)單、便于操作、不用水電等特點(diǎn)，但丫射線機(jī)

操作錯(cuò)誤所引起的后果將是十分嚴(yán)重，因此，必須注意Y射線機(jī)的操作和使用。按

照國家的有關(guān)規(guī)定，使用Y射線機(jī)的單位涉及到放射性同位素，因此，單位必須申

領(lǐng)輻射安全許可證，操作人員，應(yīng)經(jīng)過專門的培訓(xùn)，并應(yīng)培訓(xùn)合格。

射線探傷要用放射源或射線裝置發(fā)出射線，操作不慎會(huì)導(dǎo)致人員受到輻射傷害。

操作人員應(yīng)做好輻射防護(hù)，并注意放射源的妥善保存。

射線照相法能較直觀地顯示工件內(nèi)部缺陷的大小和形狀，因而易于判定缺陷的性質(zhì),

射線底片可作為檢驗(yàn)的原始記錄供多方研究并作長(zhǎng)期保存。但這種方法耗用的X

射線膠片等器材費(fèi)用較高，檢驗(yàn)速度較慢，只宜探查氣孔、夾渣、縮孔、疏松等

體積性缺陷，能定性但不能定量，且不適合用于有空腔的結(jié)構(gòu)，對(duì)角焊、T型接頭

的檢驗(yàn)敏感度低，不易發(fā)現(xiàn)間隙很小的裂紋和未熔合等缺陷以及鍛件和管、棒等

型材的內(nèi)部分層性缺陷。此外，射線對(duì)人體有害，需要采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，在

壓力管道工程中，常用作對(duì)接焊縫內(nèi)部的無損檢測(cè)。

①穿透性x射線能穿透一般可見光所不能透過的物質(zhì)。其穿透能力的強(qiáng)弱，與x

射線的波長(zhǎng)以及被穿透物質(zhì)的密度和厚度有關(guān)。X射線波長(zhǎng)愈短，穿透力就愈大；

密度愈低，厚度愈薄，則X射線愈易穿透。在實(shí)際工作中，通過球管的電壓伏值(kV)

的大小來確定x射線的穿透性(即x射線的質(zhì))，而以單位時(shí)間內(nèi)通過x射線的電流

(mA)與時(shí)間的乘積代表x射線的量.

②電離作用x射線或其它射線(例如丫射線