常用无损检测技术 - 图文

与几何不清晰度和胶片固有不清晰度的关系如下

2U2?Ug?Ui2 （15—10）

15.3射线照相检验基本技术

15.3.1 射线照相检验技术的基本工艺过程

完成射线照相检验的基本工艺过程是：准备、透照、暗室处理、评片、报告与文件归档。 1）准备

准备主要是按编制的射线照相检验工艺卡，清理透照现场、准备透照使用的设备与工装、准备胶片等。

2）透照

按照工艺卡规定的具体透照技术：透照方式、透照方向、一次透照区和透照参数，完成工件的透照，也常称为曝光。

3）暗室处理

对已曝光的胶片在暗室进行显影、定影等处理，使胶片成为底片（射线照片），得到被透照工件的射线照相影像。 4）评片

在评片室观片灯上观察底片，识别、记录底片给出的信息，按照有关技术文件或验收标准对被检验的工件的质量级别进行评定。

5）报告与文件归档

依据评片结果签发检验结论报告，整理有关技术资料，完成文件归档工作。 15.3.2 射线照相检验技术级别

按照缺陷检验能力，射线照相检验技术一般分为二个级别：A级，B级。A级技术是一般灵敏度技术，B级是高灵敏度技术，具有更高的缺陷检验能力。控制射线照相检验技术级别主要是对透照技术控制，控制方面主要是：胶片选用、透照布置、透照参数、底片图像质量。 15.3.3透照技术

透照技术包括胶片选用、确定透照布置、设计透照参数、设计辅助技术。 1）胶片选用

胶片是保证透照技术结果的基础，透照技术的其他方面是在胶片提供的基础上进行控制、调整，获得期望的透照质量。

选用胶片的基本处理方法是按技术级别选用。A级技术至少应选用中颗粒胶片，可以选用更好胶片。B级技术至少应选用细颗粒胶片，可以选用更好胶片。

2）透照布置

透照布置应确定透照方式、透照方向、一次透照区。透照方式是确定射线源、工件、胶片的相对位置。透照方向是指中心射线束方向。一次透照区是指一次可有效透照的范围。

射线照相检验的基本透照布置如图15—8所示。图中，L是一次透照区。

考虑透照方式的基本原则是，应使透照厚度尽可能小，?以便能更有效地检验缺陷。为了使整个一次透照区的透照厚度变化较小，中心射线束一般应指向一次透照区的中心。一次透照区现在主要是采

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用射线穿过一次透照区边缘区的厚度与穿过一次透照区最小厚度（一般是中心区厚度）之比控制。

1-射线源 2-中心束 3-工件 4-胶片 5-像质计

图15-8 ?射线照相的基本透照布置 图15-9 典型X射线曝光曲线

3）透照参数

射线照相检验的基本透照参数是：射线能量、焦距、曝光量。

射线能量是透照时所采用的射线的能量，对于Ｘ射线是Ｘ射线管所施加的管电压，一般称它为透照电压。射线能量直接影响射线照相对比度，推荐的选取射线能量原则是，在保证射线具有一定穿透能力条件下选用较低的能量。

焦距，即射线源与胶片之间的距离，一般记为F。焦距直接影响射线照相几何不清晰度。选取焦距时必须考虑二点：必须满足射线照相对几何不清晰度的规定（它限定了可采用的最小焦距值），必须能给出设计的一次透照区。实际使用的焦距一般都大于允许的最小焦距。

曝光量是透照时的射线照射量，一般记为E。对X射线，采用曝光使用的管电流与曝光时间的积，对γ射线，采用曝光使用的源活度与曝光时间的积。

简单地说，采用较低能量的射线、较大的焦距、较大的曝光量可以得到更好质量的射线照相影像。

4）辅助技术

透照技术的辅助技术主要是增感技术和散射线控制技术。在常规工业射线照相技术中，通过采用铅箔增感屏，利用铅箔在射线照射时激发出的电子，增加感光作用，减少曝光时间。为减少射线照相时的散射比，必须控制透照时到达胶片的散射线。主要的措施是，在胶片暗袋后面贴放适当厚度铅板，吸收工件周围物体产生的散射线；在工件周围边缘放置适当厚度铅板，减少散射线对工件边缘影像的干扰；采用适当厚度铅箔增感屏，吸收工件内产生的散射线。

5）曝光曲线

实际射线照相检验中，一般采用曝光曲线确定透照参数。曝光曲线给出了透照参数与透照厚度的关系。图15—9是一X射线曝光曲线样式，它以透照电压为参数，画出曝光量与透照厚度关系。 这个关系是对固定的X射线机、胶片、底片黑度和设定技术条件。应用时，常需结合点射线源射线强度变化的平方反比定律。简单情况时，是依据透照厚度、必须的曝光量，从曝光曲线直接查出需要的透照电压。

例如，采用1m 焦距，对透照厚度为30mm的钢，如果工艺规程规定在焦距为1m时的曝光量为

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20mA.min，按图15—9曝光曲线确定的透照电压约为220kV。 15.3.4暗室处理技术

暗室处理是射线照相检验中重要的基本技术，射线照片的质量不仅与透照过程有关，也与暗室处理过程有着密切的关系。暗室处理的基本过程包括：显影、停显、定影、水洗和干燥五个基本过程，经过这些过程，胶片上潜影成为可见的影像在底片上固定下来。

显影过程使用显影液完成。一般显影液中含有五种主要组分：即显影剂、保护剂、促进剂、抑制剂及溶剂。显影过程的作用是，使已感光的感光乳剂中的银还原出来，使不可见的潜影变成由银粒所组成的可见影像。显影过程本质上是一个氧化还原过程。为了保证显影质量，必须控制显影条件和显影操作。必须使用适合胶片特性的显影液配方，严格控制显影温度、时间等，仔细完成显影操作。

定影过程使用定影液完成。定影液的主要组分有：定影剂、保护剂、坚膜剂、酸性剂和溶剂。在定影过程中，定影剂与未感光的溴化银作用，形成能溶于水的银的络合物溶解到溶液中去，已被还原出的银不与定影剂作用被保留下来，从而使影像固定在底片上。为了保证定影质量，必须控制定影温度、时间等，仔细完成定影操作。 15.3.5 射线照相检验底片影像质量控制

射线照相底片影像质量控制的指标主要是底片黑度和射线照相灵敏度。射线照相灵敏度用于综合评定射线照片影像质量的三个基本因素。不同射线照相技术级别，规定了底片的黑度范围，规定了透照厚度应达到的射线照相灵敏度值。

测定射线照相灵敏度采用像质计。最广泛使用的像质计主要是三种：线型像质计、阶梯孔型像质计、平板孔型像质计。线型像质计样式如图15—10所示。

图15-10 线型像质计样式 图15-11 钢铸造支架结构

表15-1 线型像质计的金属丝的编号与直径

编号 直径，mm 编号 直径，mm W1 3.2 W11 0.32 W2 2.5 W12 0.25 W3 2.0 W13 0.20 W4 W5 W6 1.00 W16 W7 0.80 W17 W8 0.63 W18

W9 0.50 W19 W10 0.40 W20 1.60 1.25 W14 W15 0.16 0.125 0.100 0.080 0.063 0.050 0.040 线型像质计的基本设计是， 7根金属丝按照直径大小的顺序、以规定的间距平行排列、封装在对射线吸收系数很低的透明材料中，并配备一定的标志符号、说明字母和数字。金属丝的直径采用公比为近似为 1.25的等比数列。金属丝的编号与对应的直径见表15—1。金属丝的材料应与被透照工件材料相同或相近。使用时，以可识别的直径最细丝的编号表示像质值。例如，底片上可识别出的金属丝影像有编号为10、11、12、13的金属丝，则该底片的像质值为W13。应达到的射线照相灵敏度用像质值规定。

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15.4典型工件的射线照相检验技术

1）铸造支架射线照相检验技术

例.某钢铸造支架如图15—11所示，支架的立面厚度为16mm、底面厚度为20mm、高度为120mm、宽度为70mm,要求采用射线照相检验铸造缺陷。给出其射线照相检验技术的主要处理。

[解]：需要检验的是铸造缺陷。一般说，铸造缺陷基本是体积性缺陷，分布无特定方向。工件基本结构为二个平板区垂直组合成整体，从铸造工艺，应注意交汇区容易出现缩孔缺陷。

射线照相检验技术主要处理：

采用A级技术应可以满足缺陷检验要求。

工件应进行2次透照，一次为支架立面部位，一次为支架底面部位。 从工件厚度考虑，透照底面部位时，应使中心射线束向交汇区做小角度倾斜。 2）大直径环焊缝射线照相检验技术

例.直径为120cm、壁厚为16mm的二个碳钢制筒形工件，采用电弧熔化焊用对接接头连接成一体，对形成的环焊缝进行X射线照相检验。简要分析可采用的透照方式。

[解]：工件可认为是一大直径环焊缝射线照相检验技术问题。所要检验的是碳钢电弧熔化焊缺陷。由于碳钢具有良好的可焊性，对未熔合缺陷、裂纹缺陷可不作特殊考虑。仅需注意未焊透缺陷是具有特定位置和延伸方向的缺陷。一般地，对大直径环焊缝，可采用的透照方式为四种，特点比较如表15—2。

表15—2 不同透照方式主要特点比较

主要比较项目 一次区透照厚度 射线与焊缝方向 需要的透照次数 (焦距) 周向透照 小，不变化 垂直入射 可1次 （600 mm） 源在内单壁 小，变化 垂直入射 约3次 （900 mm） 源在外单壁 小，变化 垂直入射 约12次 （900 mm） 源在外双壁 大，变化 倾斜小角入射 约6次 （900 mm） 本问题，实现周向透照方式不存在困难。故应首先选用周向透照方式。 3）小直径管对接焊缝射线照相检验技术

例.对某直径为96mm、壁厚为6mm管对接接头，特别要求注意检验根部未焊透缺陷，给出射线照相检验透照技术。

[解]：射线照相检验技术标准中定义管外径不大于100 mm 的管为小直径管。对小直径管对接焊缝，可采用二种透照方式，其透照技术的主要规定见表15—3。

表15-3 小直径管透照技术主要规定

透照方式 透照方式条件 透照次数 椭圆影像要求 椭圆成像透照 壁厚≤8mm,焊缝宽≤直径/4 T/De≤0.12时2次，其他3次 开口宽度一倍焊缝宽度 垂直透照 不满足椭圆条件，有利缺陷检验 一般相隔120°或60°，3次 本问题，符合小直径管情况。由于根部未焊透缺陷延伸方向必然垂直于管壁，因此，应采用垂直透照方式，有利未焊透缺陷检验。

复习题

1．简述射线照相检测技术的基本物理原理。

2．简述射线照相检测技术的适用性、局限性和主要应用。

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