射线检测.doc

前 言无损检测是一门新兴的应用科学技术。它以物理学、力学、电子学、计算机与材料科学为基础，在不破坏材料的前提下，应用近代物理学、电子学、和计算机科学提供的各种信息检测与信息处理技术，及时准确的发现工程材料及其表面的各种缺陷；测定材料的各种性能与物理量，并给与评价。为保证工程材料及其构件制造的高质量、高性能、并在安全可靠的基础上经济的、有效地使用提供依据。它是实现质量控制、节约材料、改进工艺、和提高劳动生产率的重要手段，也是设备安全运行的重要监察方法 。目前在工业生产中已成熟应用的常规无损检测方法包括五大类，他们分别是：射线检测技术（RT）、超声检查（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）与涡流检测（ET）。射线检测是常规无损检测的重要方法之一。射线检测具有图像直观、准确可靠、对细小的气孔和夹渣等体积型缺陷具有较高的检测灵敏度、射线底片可以作为缺陷记录与产品质量的档案进行保存等一系列优点。为强化所学专业知识，本人进行了此次X射线无损检测工艺设计，编写此设计过程中，本人参阅了图书馆许多书刊，在此谨向有关作者表示谢意 。限于水平有限，设计中错误及疏漏之处难免，恳请同学们与老师批评指正。 编者 2011年12月目 录1、射线检测课程设计任务要求41.1 课程设计的目的41.2检测要求41.3探伤检测条件42、焊接检测概述52.1焊接检测的作用和意义52.2 焊接检测内容53、射线检测技术及原理73.1 X射线检测技术介绍73.2射线检测的基本原理84、射线检测参数选择104.1检测条件的确定104.1.1射线机的选用104.1.2胶片选用104.1.3增感屏规格104.1.4像质计104.1.5技术级别114.2检测工艺参数的确114.2.1 偏移角度114.2.2 透照次数N114.2.3 像质计指数114.2.4 管电压114.2.5 曝光量114.2.6 透照厚度114.2.7 底片黑度124.2.8 显影时间124.2.9 观片灯124.2.10 定影时间124.2.11 焦距124.3 曝光曲线124.4 胶片暗室处理124.5 焊缝质量的评定155、焊件中缺陷影像的识别175.1 焊件中常见的缺陷175.2 表面缺陷和伪缺陷175.2.1 表面缺陷 185.2.2 伪缺陷 186、射线的防护196.1屏蔽防护法196.2距离防护法196.3时间防护法19射 线 检 测 工 艺 卡21总 结22参 考 文 献231、射线检测课程设计任务要求1.1 课程设计的目的 （1）正确选择检测工艺能力： 合理选择射线源和能量、焦距、曝光量； 合理选择透照方式、一次透照长度或透照次数； 明确适用标准和透照灵敏度等级，合理选择象质计、胶片、标记等； 熟悉散射线控制方法，正确分析影响影像质量的因素。 （2）暗室胶片的处理技术： 暗室基本常识和操作程序； 暗室装片和取片；冲洗合格底片能力。（3）安全防护意识 能熟悉使用个人安全防护用品； 能合理选择安全防护方法。1.2检测要求 所以对接焊缝按JB/T 4730.22005进行100 %射线检测，不低于级为合格。1.3探伤检测条件 金属管对接，管外径D0=89mm1.2时，相隔1200或600透照3次。本实验中T/D0=47/570.821.2，所以透照2次。4.2.3 像质计指数 根据JB/T4730.22005标准知：由于T=10mm，由AB级查表可知像质计指数为 144.2.4 管电压 每台射线机在使用期间都应根据检测用的曝光曲线，依据曝光曲线确定管电压，曝光曲线每年至少应校对一次。从曝光曲线上查得：黑度为D=2.0时，在透照厚度T=11mm（余高1mm）上管电压为138kv。4.2.5 曝光量 对于中等灵敏度，即AB级校验，X射线照相推荐的曝光量为15mA.min，且焦距为700mm时的曝光量，根据平方反比定律I1t1/F12=I0t0/F02,计算得知曝光量为30mA.min，则选择管电流为10mA，曝光时间为3min。4.2.6 透照厚度 透照厚度是指射线通过工件到达胶片时累计穿过工件的厚度代数总和，本实验中，透照方式为双壁双影，且焊接头余高为0.5mm，则T=T+2n=11mm。4.2.7 底片黑度 底片黑度也称光学密度，根据JB/T4730.22005标准知规定：底片黑度不同，检测级别应满足不同的要求，其中AB级检测技术规定：2.0 D0 4.0，用X射线机 透照小径管或变截面工件时，黑度可降为1.5，本实验选择D0=2.0。4.2.8 显影时间 影响显影的因素有很多，除配方外，显影时间、湿度、搅动情况和显影液老化程度对显影都有明显的影响；合适的显影时间与配方有关，所以配方都附有推荐的显影时间，对于手工处理，大多规定为4 6min，本实验中选择5min。4.2.9 观片灯 根据JB/T4730.22005标准知规定：观片灯主要性能应符合JB1903有关规定，最大亮度要满足评片的具体要求。4.2.10 定影时间 影响定影的因素有：定影时间、湿度、搅动情况和显影液老化程度。定影过程中，胶片乳剂膜的乳黄色浊液变为透明的现象称为“通透”，从胶片放入定影液直至通透的这段时间称为“通透时间”。定影时间应多于通透时间，为了保险起见，规定整个定影时间为通透时间的2倍，一般为4 6min，本实验中选择5min。4.2.11 焦距 选取的焦距要根据射线机的型号，综合考虑，几何不清晰度，适当的透照区域，透照厚度等因素，故本实验中选取F=1000mm4.3 曝光曲线 曝光曲线是射线照相检验的必备工具，是选择工艺参数的基础。它可以有设备、胶片、增感屏按具体条件制定，也可以选用合适的曝光曲线 4.4胶片暗室处理1暗室条件暗室要完全遮光，室内要保持通风，将温度控制在1624左右。暗室工作台、切片刀、洗片夹、暗盒、增感屏必须清洁干燥。严防水滴和显、定影液等脏物沾污胶片与增感屏。各种设备器材摆放位置应适当，以利于工作，如冲洗胶片的设备的摆放次序应与操作次序一致。 暗室选用红色安全灯，曝光后的胶片根据正常操作流程冲洗后，胶片的灰雾度应不大于0.3，安全灯才可靠。2胶片的使用胶片应根据有效期合理使用，启封后的胶片应尽快用完。人体任何部位不得触及胶片药膜面，切、装、折、洗片时，只许手触及胶片侧边和四角。裁切胶片时，软片表面应有衬纸保护，防止擦伤。裁片前应用酒精擦手或戴手套，以防手汗沾污胶片产生指纹。装片前应检查暗盒是否漏光，金属增感屏是否完好，有无不清洁及折叠现象，如有应及时清洗或更换。胶片夹入增感屏和插入暗盒时应缓慢送入，防止胶片、增感屏折痕，擦伤和胶片产生静电感光。3显影液、停显液和定影液的配制配液应使用玻璃、陶瓷、不锈钢容器或塑料制品，搅拌棒也应用上述材料制作，切忌使用其它金属容器。 配液用水可使用蒸馏水，去离子水，煮沸后冷却水或自来水。配制显影液的水温控制在3050，水温太高会促使某些药品氧化，太低又不易溶解。配制定影液的水温：6070，因硫代硫酸纳溶解时会大量吸热。配液时应按配方中规定的次序进行，待前一种药品完全溶解后，方可投入下一种药品，不可颠倒次序。在显影液配制中，因米吐尔不能溶于亚硫酸钠溶液故最先加入，其余显影剂都应在亚硫酸钠之后加入，配制定影液时，亚硫酸钠必须在加酸之前溶解，以防硫代硫酸钠分解；硫酸铝钾必须在加酸之后溶解，以防水解产生氢氧化铝沉淀。配液时应不停地搅拌，以加速溶解。但显影液的搅拌不宜过于激烈，且应朝着一个方向进行，以免发生显影剂氧化现象。配液时宜先取总体积四分之三的水量，待药品全部溶解后再加水至所要求的容积，配好的药液静置24小时后再使用。4 .胶片处理程序和操作要点胶片手工处理过程可分显影、停影、定影、水洗和干燥五个步骤，各步骤的标准操作详见下表。步骤温度时间min药液操作要点显影20246显影液（标准配方）预先水浸，过程中适当搅动停影1624约0.5停显液充分搅动定影16241015定影液适当搅动水洗3040水流动水漂洗干燥40去除表面水滴后干燥5 、底片的评定1、观片灯观片灯要求透过底片的光强不低于30cd/m2；观片灯的最大亮度应大于105cd/m2，观片灯亮度必须可调，以便观察底片不同黑度区域时选择合适的光强。2、底片质量检查 （1）灵敏度检查底片灵敏度用像质计测定，根据底片上像质计的影像可识别程度来定量评价灵敏度高低。检查像质计型号、规格、摆放位置的正确性，能够观察到的金属丝像质指数是否达到标准规定的要求。（2）黑度检查在有效评定区范围内，用底片黑度光学密度计测定，底片黑度在1.53.5的范围内符合要求.（3）标记检查标记距焊缝边缘不少于5mm，检查工件编号，焊缝编号，部位编号，中心定位标记，搭接标记，像质计放在胶片侧的区别标记，焊工代号，透照日期等是否全齐，返修底片应有“R1、R2”字码。伪缺陷检查 由于透照或暗室操作不当，或胶片，增感屏质量不好，在底片上留下有划痕，折痕，水迹，静电感光，指纹，霉点，药膜脱落，污染等。容易与真缺陷影像混淆，影响评片的正确性，造成漏检或误判，所以底片有效评定区内不允许有伪缺陷影像。背散射检查 在暗盒背面贴附一个“B”铅字标记，观片时若发现在较黑背景上出现“B”字较淡影像，说明背散射防护不够，应重照。搭接情况检查 搭接标记按规定摆放，则底片上只要有搭接标记影像即可保证无漏检区，但如果因某些原因未按规定摆放，则底片上搭接标记以外必须有附加长度L（L =L2*L3/L1），才能保证完全搭接。 4.5 焊缝质量的评定1）焊缝质量分级 GB/T3323-1987标准中规定，根据缺陷的形状、大小，将焊缝中的缺陷分成圆形缺陷（长宽比的缺陷）、条状夹渣（长宽比3的夹渣）、未焊透、未熔合和裂纹等五种。在GB/T3323-1987标准中，根据缺陷性质、数量和大小将焊缝质量分为、共四级，质量依次降低。 级焊缝内不允许存在任何裂纹、未熔合、未焊透以及条状夹渣，允许有一定数量和一定尺寸的圆形缺陷存在。级焊缝内不允许存在任何裂纹、未熔合及未焊透，允许有一定数量和一定尺寸的条状夹渣和圆形缺陷存在。级焊缝内不允许存在任何裂纹、未熔合以及双面焊和加垫板的单面焊中的未焊透，允许有一定数量和一定尺寸的条状夹渣和圆形缺陷及未焊透（指非氩弧焊封底的不加垫板的单面焊）存在。级焊缝是指焊缝缺陷超过级者。 2） 焊缝质量的评定方法 对允许存在缺陷的焊缝，标准规定要根据母材厚度对缺陷数量、大小及密集程度加以限制。因此，对焊缝进行评定时应根据缺陷种类、单个缺陷尺寸、总量和密集程度分别评定，然后再进行综合评定。圆形缺陷的评定 圆形缺陷是指长宽长小于或等于3的缺陷，它们可以是圆形、椭圆形、锥形或带有尾巴的不规则形状，包括气孔、夹渣和夹钨。表1象质计选用表母材厚度质量等级101015152525505010010012345636912151861218243036缺陷点数大于级者表2为各种焊接接头的母材厚度和透照厚度参照表质量等级单个条状夹渣长度条状夹渣总长12： 41260： （1/3）60： 20在任意直线上，相临两夹渣间距均不超过6L的任何一组夹渣，其累计长度在12焊缝长度内不超过9： 6945： （2/3）45： 30在任意直线上，相临两夹渣间距均不超过3L的任何一组夹渣，其累计长度在6焊缝长度内不超过大于级者5、焊件中缺陷影像的识别5.1、 焊件中常见的缺陷1）裂纹 裂纹主要是在熔焊冷却时因热应力和相变应力而产生的， 也有在校正和疲劳过程中产生的，是危险性最大的一种缺陷。 裂纹影像较难辨认。因为断裂宽度、裂纹取向、断裂深度不同， 使其影像有的较清晰，有的模糊不清。常见的有纵向裂纹、横向裂纹和弧坑裂纹， 分布在焊缝上或热影响区。2） 未焊透未焊透是熔焊金属与基体材料没有熔合为一体且有一定间隙的一种缺陷。在胶片上的影像特征是连续或断续的黑线， 黑线的位置与两基体材料相对接的位置间隙一致3） 气孔 气孔是在熔焊时部分空气停留在金属内部而形成的缺陷。 气孔在底片上的影像一般呈圆形或椭圆形，也有不规则形状的，以单个、多个密集或链状的形式分布在焊缝上。在底片上的影像轮廓清晰，边缘圆滑，如气孔较大，还可看到其黑度中心部分较边缘要深一些。4） 夹渣 夹渣是在熔焊时所产生的金属氧化物或非金属夹杂物， 因来不及浮出表面，停留在焊缝内部而形成的缺陷。在底片上其影像是不规则的，呈圆形、块状或链状等，边缘没有气孔圆滑清晰， 有时带棱角。 5） 烧穿 在焊缝的局部，因热量过大而被熔穿，形成流垂或凹坑。 在底片上的影像呈光亮的圆形(流垂)或呈边缘较清晰的黑块(凹坑)。 5.2 表面缺陷和伪缺陷5.2.1 表面缺陷 对于缺陷，主要应检查工件内部缺陷，但是各种表面缺陷在胶片上的影像和内部缺陷的影像并没有什么区别，表面缺陷有些是允许的。因此，在胶片上发现有缺陷影像后， 应与工件表面仔细查对， 最后得出结论。 5.2.2 伪缺陷 伪缺陷产生的原因很多，形状也多种多样，检测人员一般凭经验能识别大部分伪缺陷。也就是说，对缺陷影像可根据缺陷影像的特征和产生的部位予以分析。此外，还可以从胶片两侧利用反光或放大镜观察表面是否划伤来判断。如仍怀疑有缺陷，则必须重照复验。 伪缺陷产生原因见图9图9 压痕为缺陷6、射线的防护 在GB4792-1984标准中，规定职业检测人员每年允许的最高剂量当量为5rem，而终生累计照射剂不得超过250rem。所以从事人员应当对自己承受的射线剂量是否安全给与足够的重视。为此必须经常测量工作场所的射线剂量，检测场地常用剂量仪进行监测。6.1屏蔽防护法 屏蔽防护法是利用各种屏蔽物体吸收射线，以减少射线对人体的伤害，这是射线防护的主要方法。一般根据X射线、射线与屏蔽物的相互作用来选择防护材料，屏蔽X射线和射线以密度大的物质为好，如贫化铀、铅、铁、重混凝土、铅玻璃等都可以用作防护材料。但从经济、方便出发，也可采用普通材料，如混凝土、岩石、砖、土、水等。对于中子的屏蔽除能防护射线之外， 还以特别选取含氢元素多的物质为宜6.2 距离防护法距离防护在进行野外或流动性射线检测时是非常经济有效的方法。这是因为射线的剂量率与距离的平方成反比，增加距离可显著地降低射线的剂量率。若离放射源的距离为R1处的剂量率为P1，在另一径向距离为R2处的剂量率为P2，则它们的关系为： 显然，增大R2可有效地降低剂量率P2，在无防护或护防层不够时，这是一种特别有用的防护方法。 6.3 时间防护法 时间防护是指让工作人员尽可能的减少接触射线的时间，以保证检测人员在任一天都不超过国家规定的最大允许剂量当量(17mrem)。 人体接受的总剂量：D = Pt，其中，P为在人体上接受到的射线剂量率，t为接触射线的时间。 由此可见，缩短与射线接触时间t亦可达到防护目的。如每周每人控制在最大容许剂量0.1rem以内时，则应有D0.1rem；如果人体在每透照一次时所接受到的射线剂量为P时，则控制每周内的透照次数N0.1 P ，亦可以达到防护的目的。 应该注意的事，为了更好的进行防护，实际检测中往往是三种防护方法同时使用。射 线 检 测 工 艺 卡 B5-11 工艺卡编号： 09-03 共1页 第 1 页工件产 品 名 称管道产品(制造)编号09-03材 料 牌 号16MnR规 格D089mmx1000mm器材源 种 类X Ir192 Co60设 备 型 号焦 点 尺 寸1.03.5 mm胶 片 牌 号柯达型增 感 方 式Pb Fe前屏 0.03 mm 后屏 0.03 mm胶 片 规 格24080mm屏 蔽 方 式必要时背衬薄铅板冲 洗 方 式自动 手工显影液配方胶片厂家配方显 影 条 件时间48min温度1820检测工艺参数焊 缝 编 号B1板 厚 mm9像质计型号Fe10/16透 照 方 式双壁双影f (焦距) mm1000能 量 KV138管电流 mA10曝光时间 min3应识别丝号13焊缝