实验射线检测的原理及过程

1、 实验一射线检测的原理及过程一、实验目的1、掌握X射线检测的基本原理和方法；2、了解射线检测的特点和适用范围；3、了解射线检测缺陷等级的评定。二、实验设备器材1、XXQ2005携带式变频充气X射线探伤机本机由控制器和管头（X射线发生器）及电源电缆、连接电缆等组成（控制器面板和管头结构分别如图8-1、图8-2所示）。控制器采用可控硅单相桥式整流电路，整流后的电压经LC滤波回路滤波后变为平滑的直流电压，该电压经可控硅变频回路斩成频率可变的单向脉冲，送至高压脉冲变压器作为管头的电源。毫安稳定单元可以随X射线管灯丝电压的提高或降低改变单向脉冲的频率，以保证X射线管电流的稳定。千伏调节单元可以连续调节管

2、电压，以适用不同厚度材料的拍片要求。数字计时器为预置数字电子式，可按不同要求选择曝光时间，计时准确，误差小，显示直观。如果在曝光期间有保护单元动作，计时器将显示当前时间，不归零。重新开机，可继续曝光至预置时间，因而可节省胶片。当电源电压波动时，控制器本身能自动调节，自动稳定X射线管电压和管电流，以保证获得稳定的X射线束。管电压和曝光时间均可预置，而管电流不能设置，为恒定的5毫安。管头为组合式，X射线管、高压变压器（包括X射线管灯丝绕组）与绝缘气体一同封装在铝壳内。管头一端装有风扇和散热器，为冷却之用。绝缘气体为SF6,具有良好的介电性能。管头系完全防电击式，X射线管阳极接地，承受单向脉冲电压，

3、设有温度保护装置，当管头温度达到规定值的5时，温度继电器动作，切断高压，以确保机器安全。管头的两端环可使其立放或横卧，在搬运及工作时可做把手用。图8-1控制器主面板及侧面板1.电源指示灯2.延时指示灯3.高压指示灯4.电流指示灯5.保险丝6.曝光计时器7.曝光时间设定拨码盘8.电源接头9.接地线接头10.控制线连接电缆接头11.电源开关12.高压关按钮13.曝光电压调节旋钮14.高压开按钮图8-2管头结构示意图X射线管结构示意图1、把手2、风扇3、阳极体4、主体套5、X射线6、遮蔽铝7、阴极射线1、玻璃管壳2、聚焦杯3、阴极灯丝4、阳极罩5、窗口6、阳极靶8、高压变压器9、阴极体10、铝壳7、

4、阳极体11、气压表12、控制线连接电缆接头2、其它辅助器材及耗材黑度计、射线胶片、金属箔增感屏、线型像质计、暗盒、铅字、屏蔽铅板、中心指示器、卷尺、钢印、观片灯口黑度计用于检查射线底片的黑度，要求在国家标准规定的范围内。口射线胶片用于显示和记录保存，底片质量必须符合标准要求。口金属箔增感屏用来增强胶片的感光效果，加快感光速度，减少透照时间，提高效率和底片质量。口线型像质计用来检查和确定底片影像质量，按标准选取。口暗盒用来放置胶片和增感屏。口铅字用于记录探伤范围、日期、透照工件编号和透照时的中心点。口屏蔽铅板用于防止透照时的背散射，提高底片质量。口中心指示器用于透照时，探伤机头与透照工件的对中。

5、口钢印用于在透照工件上做记号。口观片灯在观察底片时使用。3、实验设备主要参数口最大穿透厚度（钢Q235）：29mm口焦距：600mm口输入：电压198242V50HZ容量1.8KVA口输出：管电压100200KV管电流5mA波动2%口X射线管：焦点1.5x1.5mm40。+5。口控制器：尺寸365x310 x180重量14kg口X射线发生器：冷却方式强风冷却绝缘方式SF6气体绝缘工作压力0.34MPa0.45MPa尺寸270 x270 x645mm重量24kg工作环境温度、湿度：一30+40口85%灵敏度：7.5T2/3B级技术f/d15T2/3在实际的工作中，采用诺模图来确定焦距的最小值。但

6、由于射线照相时还必须考虑有效透照区的大小，因此，实际选用的焦距往往大于确定的焦距最小值。因为射线在空气中的强度衰减与距离的平方成反比，所以选用的焦距值也不能过大，否则将大大的增加曝光量。3.曝光量的确定曝光量通常用E来表示。本应该是透照时曝光时间与射线强度的乘积，但在实际的照相检验中都采用射线强度的相关量管电流，来代替射线强度，因此，采用管电流与曝光时间的乘积来表示曝光量。曝光量将直接影响底片的黑度和影像的颗粒度，因此，也就将影响底片可记录缺陷的最小尺寸。当曝光量较小时，底片黑度的不均匀性较大，较难确定缺陷是否存在，如果把曝光量增大到一定程度，背景的不均匀性降低，缺陷影像对比度增大，缺陷影像就

7、容易识别。因此，只有曝光量达到一定的值时，才能保证小缺陷的可检验性。标准磁射线照相推荐了下面的曝光量值：对一般灵敏度技术曝光量应不小于15mAmin；对较高灵敏度技术曝光量应不小于20mAmin；对高灵敏度技术曝光量应不小于30mAmin。实际进行射线照相时确定透照参数经常是采用曝光曲线。曝光曲线是在给定的透照工件材料、厚度、胶片、暗室处理技术、增感方式、焦距和射线照相质量要求等条件下，绘制的一组曲线。给定的曝光曲线只适于在给定的条件下使用，如果使用条件与绘制的条件不一致，则必须对从曝光曲线得到的数据进行修正，或重新制作曝光曲线。六、暗室处理技术1、暗室处理的基本过程与方法暗室处理也是射线照相

8、检测的重要基本技术环节，射线底片的质量不仅与透照过程有关，而且也取决于暗室的处理过程。暗室处理的基本过程一般包括：显影、停显(或中间水洗)、定影、水洗、干燥这五个基本过程。经过这些过程，使胶片潜在的图像成为固定下来的可见影像。对于手工处理，推荐在显影之前增加浸水过程，即把待处理的胶片置于清水之中，使胶片表面都被水润湿，避免直接进行显影时，因为胶片表面局部附着小气泡或其它原因产生的显影液对胶片润湿的不均匀，从而导致显影不均匀。暗室处理方法，目前可分为自动处理和手工处理。自动处理采用自动洗片机完成暗室处理过程，它需要使用专用的显影液和定影液，一般是在高温下进行处理，得到的射线照片质量好并且稳定。手

9、工处理可分为盘式处理和槽式处理，槽式处理适于处理规格比较一致的底片，盘式处理适于底片规格不固定、情况变化较大的暗室处理。盘式处理要求操作人员具有熟练的的暗室操作技术和较高的操作水平，否则将难以得到质量较好的射线照相底片。手工处理各环节的操作要点如下表：处理过程温度（口）时间（min）基本操作与要求显影20246水平、竖直方向移动胶片停显16240.51底片完全浸入停显液中定影16241015间断移动底片水洗一般162430流动水干燥40环境空气无尘、无杂物2、暗室基本要求温度：要求室温能够控制在205口；湿度：经常要求相对湿度为30%60%；通风：510次/小时；照明：应有两种照明光源普通照明

10、光源、安全红灯；墙壁：应反光少，局部进行防水、防腐蚀处理。3、显影胶片曝光后，在胶片的乳化剂中形成潜影，必须经过显影才能把潜影转化为可见的影像。显影过程在本质上是一个氧化还原过程，显影剂被氧化，卤化银的银离子被还原成银原子。简单的说，显影过程基本分为三步。首先，潜影中心吸附显影剂；然后，显影剂释放电子，电子转移到潜影中心；最后，电子与银的正离子，并聚集在潜影中心。这个过程不断进行，使潜影转化为可见的银原子团影像。在显影过程中，显影液对曝光的卤化银颗粒和未曝光的卤化银颗粒都具有还原作用，但还原的速度不同，曝光的卤化银颗粒还原速度远高于未曝光的卤化银颗粒。4、停显或中间水洗显影过程完成后，虽然从显

11、影液中取出了底片，但显影作用并不能立即停止，这时候底片的乳剂层中还残留着显影液，它们仍在继续进行显影作用，在这种情况下，容易产生显影不均匀。如果此时立即将底片放入定影液中，则可能产生二色性灰雾。二色性灰雾是极细的银粒沉淀，在反射光下呈现蓝绿色，在透射光下呈现粉红色。同时会损害定影液。为了立即中止显影液的作用，在显影以后应进行停显处理，即立即把从显影液中取出的底片转移至停显液中，使底片表面和乳剂层中的残留的显影液与停显液发生相互作用。停止显影作用。常用的停显液是1.5%5%的醋酸水溶液。如果不采用停显液，则应在显影之后先将底片放入流动水中冲洗约lmin，然后才能将底片转入定影液中。5、定影经过显

12、影之后，底片乳剂层中感光的卤化银还原为金属银，但大部分未感光的卤化银没有发生变化，还保留在乳剂层中。定影过程就是将这些未感光的卤化银从乳剂层中溶解掉，使显影形成的影像固定下来。在定影过程中定影剂与卤化银发生化学反应，生成溶于水的银的络合物，但对已还原的金属银不发生作用。6、水洗定影以后在底片的表面和内部都吸附着硫代硫酸钠和银的络合物，如果它们留在射线底片里，银的络合物会很快分解，硫代硫酸钠会缓慢地与空气中的水分、二氧化碳进行反应，最终产生棕黄色的硫化银，导致在底片上面出现斑点，使底片变黄。水洗就是为了清除这些物质，使底片具有稳定的质量，以利于底片的保存。7、干燥干燥是为了排除膨胀的乳剂层中的水

13、分。为避免干燥在底片上可能产生的水迹，可在水洗后、干燥前进行润湿处理。卩将水洗后的胶片浸入0.1%左右的洗涤剂溶液中30s,然后取出使水从胶片表面流掉，再进行干燥。干燥的方法主要有两种：自然干燥和烘箱干燥。七、评片进行评定的底片必须是合格的底片。对底片质量的要求主要包括以下几个方面：黑度在规定的范围内；射线照相的灵敏度达到规定的要求；标记系应该符合有关的规定；底片表面质量应满足规定的要求。评片一般包括下面的内容：被评定的底片本身质量必须合格；正确识别底片上的影像；依据从底片上得到的工件缺陷数据，按照有关标准对工件质量作出评定；完成有关的各种原始记录和资料整理。八、辐射防护辐射，卩通常所称的射线

14、。人们很早就认识到辐射对人体的危害作用，并注意到安全防护的问题。辐射作用于生物体时由于电离作用，将造成生物体的细胞、组织、器官等的损伤，引起病理反应，这称为辐射生物效应。辐射对生物体的作用是一个极其复杂的过程，生物体从吸收辐射能量开始到产生生物效应，要经历许多不同性质的变化。辐射生物效应可以表现在受照者本身，也可以出现在受照者的后代。表现在受照者本身的称为躯体效应，出现在受照者的后代时称为遗传效应。躯体效应按照显现的时间早晚又分为近期效应和远期效应。辐射损伤与许多因素相关，主要是：辐射性质、剂量、剂量率、照射方式、照射部位和范围等。对外照射主要从照射时间、照射距离、屏蔽三方面控制生物体所受到的

15、照射剂量。九、实验步骤1、准备根据检验委托单要求和被检验工件的具体情况，按照射线探伤的检验标准或有关技术文件制定射线探伤工艺卡。确定工件的检验部位、比例和射线照相检验技术、技术级别。分析工件特点，根据工件特点、射线照相技术数据或必要的试验数据，确定应选用的透照布置、射线照相设备、器材、透照参数、透照辅助措施等。裁装胶片在暗室中安全灯下进行。胶片尺寸与被检验工件相适应。当透照电压大于100KV时，需使用增感屏。将裁好的胶片（和增感屏）装入暗盒。2、透照将准备好的胶片放置在被透照工件的适当位置。使射线束方向垂直指向工件被透照区域的中心，并做好铅字识别标识。选用合适的像质计。像质计置于工件表面靠射线

16、源一侧，且使最细丝居于透照区的外侧。对于焊接件，线型像质计的金属丝应垂直横跨焊缝。检査X射线发生器的压力表，是否符合要求。若不符合，严禁开机，以防损坏管头。査曝光曲线，根据被检验工件的厚度和透照焦距选择适当的透照电压即曝光量。打开电源开关，控制器“电源”指示灯亮，计时器应显示与拨码盘一致的数字，约15s后，“延时”指示灯亮。电源电压正常，1min后，可进行下一步操作。调节千伏旋纽，选择所需值，拨动拨码盘，调节计时器所需时间。每次使用不得超过5min!按“高压开”按钮，“高压”指示灯开始闪烁。几秒钟后，“毫安”指示灯与开始闪烁，管头开始工作。当计时器归“0.0”时，曝光时间已到，机器自动切断高压，蜂鸣器响，计时器自动回到预选值，准备下一次曝光。此时“延时”指示灯灭,710s后重亮。若“延时”指示灯不亮，严禁启动“高压开”按钮。机器工作期间，由于电源和其它故障引起断开高压时，计时器不复位，蜂鸣器不响。如果想继续曝光，按“高压开”按钮即可；要使计时器复位，请按“高压开”按钮。3、暗室处理将已经曝光的胶片带入暗室。把胶片置于清水中完全浸湿，在放入显影液中，显影温度202口，显影数据46min，并翻动数次胶片，使显影均匀。显影完成后，用清水洗净胶片上残留的显影液，放入定影液中，定影数据1015min。将胶片放入流动的水中冲洗30min。取出后进行干燥处理。在整个暗室处理的过