华科大无损检测新技术课件01-2射线检测

第2章射线检测本章学习要求：1.掌握射线检测技术的概念及研究内容2.掌握射线检测方法3.了解射线的影像特征4.了解伽马射线和中子射线检测5.了解射线的防护无损检测X-rayswerediscoveredin1895byWilhelmConradRoentgenPriorto1912,X-rayswereusedlittleoutsidetherealmsofmedicineanddentistry,thoughsomeX-raypicturesofmetalswereproduced.无损检测1913Coolidge

100,000V1922200,000V1931GE1,000,000V1931ASME射线检测射线检测是利用各种射线对材料的透射性能及不同材料对射线的吸收、衰减程度的不同，使底片感光成黑度不同的图像来观察的，它作为一种行之有效而又不可缺少的检测材料(以零件)内部缺陷的手段为工业上许多部门所采用。射线检测射线检测特点：适用于几乎所有材料，而且对零件形状及其表圆粗糙度均无严格要求。能直观地显示缺陷影像，便于对缺陷进行定性、定量和定位。射线底片能长期存档备查，便于分析事故原因。对气孔、夹渣、疏松等体积型缺陷的检测灵敏度较高，对平面缺陷的检测灵敏度较低。射线对人体有害，需要有保护措施2.1射线检测的物理基础1射线的种类射线：波长较短的电磁波电离辐射非电离辐射：微波辐射、红外线等直接电离辐射：阴极射线、射线、射线和质子射线等，穿透能力差。间接电离辐射：X射线、射线及中子射线,穿透能力强。2.1射线检测的物理基础2射线的产生(1)X射线的产生x射线产生示意图1－阴极2－阳极3－高压发生器4－灯丝电源波长0.01~50nm连续X射线和标识X射线2.1射线检测的物理基础(2)γ射线的产生天然放射性同位素：如镭-226、铀-235等由核反应制成的人工放射线源：钴-60、铱-192、铯-137、铥-170等同位素中子源加速器中子源反应堆中子源(3)中子射线的产生任何能使原于核受到强烈激发的方式都可以用来获得中子。这些方法大致有：用质子、氘核、a粒子和其它带电粒子以及γ射线来轰击原子核。日前常用的中子源有三大类：2.1射线检测的物理基础3射线的特性具有穿透物质的能力。不带电荷、不受电磁场的作用。具有波动性、粒子性即所谓二象性。能使某些物质起光化学作用。能使气体电离和杀死有生命的细胞。2.1射线检测的物理基础4射线通过物质时的衰减电子对的产生(1)X射线、γ射线通过物质时的衰减光电效应康普顿效应汤姆森散射2.1射线检测的物理基础(2)中子射线通过物质时的衰减强度衰减规律修正后2.2X射线检测的基本原理和方法1检测原理当射线通过被检时，有缺陷部位（如气孔，非金属夹杂）与无缺陷部位对射线吸收能力不同，一般情况是透过有缺陷部位的射线强度高于无缺陷部位的射线强度，因而可以通过检测透过被检测物体后的射线强度的差异，来判断被检测物体中是否有缺陷存在。2.2X射线检测的基本原理和方法2检测方法(1)照相法(2)电离检测法气体的电离效应：当射线通过气体时，与气体分子撞击使其失去电子而电离，生成正离子，有的气体分子得到电子而生成负离子。气体的电离效应将产生电离电流，电离电流的大小与射线的强度有关。2.2X射线检测的基本原理和方法(3)荧光屏直接观察法(4)电视观察法电视观察法是荧光屏直接观察法的发展，就是将荧光屏的可见影像通过光电倍增管增强图像，再通过电视设备显示。这种方自动化程度高．可观察静态或动态情况，但检测灵敏度比照相法低．对形状复杂的零件检查较困难。2.3X射线照相检测技术1照相法的灵敏度和透度计绝对灵敏度：指在射线底片上能发现被检试件中与射线平行方向的最小缺陷尺寸。相对灵敏度：指在射线底片上能发现被测工件中与射线平行方向的最小缺陷尺寸占缺陷处试件厚度的百分数，用K来表示。(1)灵敏度2.3X射线照相检测技术(2)透度计透度计（或像质计）是用来估价检测灵敏度的一种标准工具，同时也常用来选取或验证射线检验的透照参数。因此用透度计测得的灵敏度（或称透度计灵敏度）表示底片的影像质量。槽式透度计金属丝透度计2.3X射线照相检测技术(1)作用(2)类型荧光增感屏金属增感屏金属荧光增感屏(3)使用注意事项2增感屏2.3X射线照相检测技术3曝光曲线选择工件厚度、管电压、管电流和曝光量作为可变参量，其它条件则相对固定，根据具体条件所作出的工件厚度、管电压和曝光量之间的相互关系曲线．是正确制定射线检测工艺的依据，这种关系曲线叫曝光曲线。钢的曝光曲线焦距1m管电流13mA

曝光时间1－无增感2－铅增感3－荧光增感2.3X射线照相检测技术4典型工件的透照方向选择(1)平板形工件X形焊缝口透照单U形焊缝透照双U形焊缝透照V形口焊缝透照2.3X射线照相检测技术(2)圆管外透法内透法双壁双影法双壁单影法管内工件的透照a）外透法b）内透法c）双壁双影法d)双壁单影法2.3X射线照相检测技术(3)角形件2.3X射线照相检测技术(4)管接头焊缝(5)圆柱体零件的补偿示例A）试件B）吸收系数与A相近的介质C）铅制光阑(6)厚度变化剧烈的物体的透照2.4常见缺陷及其在底片上的影象特征1铸件常见缺陷气孔、疏松、缩孔、针孔、溶剂夹渣、氧化夹渣、夹砂、金属夹杂物、冷隔、偏析、裂纹Gasporosityorblowholes

Sandinclusionsanddross

2.4常见缺陷及其在底片上的影象特征2焊件常见缺陷气孔2.4常见缺陷及其在底片上的影象特征(2)夹渣(3)未焊透(4)未熔合Incompletepenetration(IP)orlackofpenetration(LOP)

2.4常见缺陷及其在底片上的影象特征Coldlap

2.4常见缺陷及其在底片上的影象特征Porosity

2.4常见缺陷及其在底片上的影象特征Clusterporosity

2.4常见缺陷及其在底片上的影象特征Slaginclusions

2.4常见缺陷及其在底片上的影象特征3表面缺陷(5)裂纹2.4常见缺陷及其在底片上的影象特征(1)底片上伪缺陷产生的原因由于胶片在生产过程与运输过程中产生的。透照工作及暗室处理不慎造成。因X射线固有特性及工件几何形状所产生。(2)伪缺陷的辨认4伪缺陷的出现与处理2.4常见缺陷及其在底片上的影象特征5缺陷埋藏深度的确定二次曝光法a）移动射线管头b）移动被测试件根据底片上缺陷的影像，只能确定出缺陷在工件中的平面位置，为了确定缺陷的深度，必须进行两次不同方向的照射。两次照射时焦距E应保持不变，或移动射线机，或移动被测试件。2.4常见缺陷及其在底片上的影象特征工件转向透照缺陷平面大小的确定射线检测-实时成像ComputedTomography(CT)射线检测-CT实例castaluminumtensilespecimens射线检测-CT实例CTslices射线检测-CT实例用于汽缸体铸件在线检测的射线CT装置射线检测-CT实例美国肯尼迪空间中心的射线CT装置2.5γ射线探伤和中子射线检测简介1γ射线检测的特点有自己固定的能量，所以要根据材料厚度、精度要求合理选取γ射线源。曝光时间比较长，曝光条件同样是在曝光曲线上选择，并且一般都要使用增感屏。γ射线源随时都在放射，应特别注意射线的防护工作。γ射线比普通x射线穿透力强，但灵敏度较X射线低，可以用于无水无电及其它设备不能接近的部位检测。2.5γ射线探伤和中子射线检测简介2中子射线照相检测的特点对大多数金属材料来说，由于中子射线比X射线和Y射线具有更强的穿透力，对含氢材料表现为很强的散射性能等特点，中子通过物质时与原于核相互作用而衰减，且不同的元素有不同的吸收系数，这和X射线、γ射线是不同的。中子不能直接使X射线胶片感光成象，而是通过一种特殊的转换屏与X射线底片组合使用。可以用来检查含氢、硼、锂的物质与重金属组合的物体、检查爆炸装置、检查陶瓷中的含水情况、检查密封在金属中的固体火箭推进剂，也可以对原子序数相近或同一元素不同同位索进行检测以及检查核燃料等。2.5γ射线探伤和中子射线检测简介中子射线照相检测技术的分类1-中子源2-慢化剂3-准直器4-中子流5-工件6-X光胶片7-转换屏8-暗盒直接照相法间接照相法2.6射线的防护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。一般根据x射线、7射线与屏蔽物的相互作用来选择防护材料，屏蔽x射线和Y射线以密度大的物质为好