1、 射線檢測課程設計課題：鑄鋁件的射線檢測 學院：測試與光電工程 班級：100815 姓名：韓志偉 指導老師：余欣輝 二零一三年十月二十三日 鑄鋁件的射線檢測 學生姓名：韓志偉 學號：10081515 指導老師：余欣輝摘要：X射線穿過被照射物體后會有損耗，不同厚度不同物質對它們的吸收率不同，把底片放在被照射物體的另一側，會因為射線強度不同而產生相應的圖形,評片人員就可以根據影像來判斷物體內部的是否有缺陷以及缺陷的性質。 X射線檢測儀是利用X射線的穿透能力，穿透性 x射線能穿透一般可見光所不能透過的物質。其穿透能力的強弱，與x射線的波長以及被穿透物質的密度和厚度有關。x射線波長愈短，穿透力就愈大;

2、密度愈低，厚度愈薄，則x射線愈易穿透。在實際工作中，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)，而以單位時間內通過x射線的電流 (mA)與時間的乘積代表x射線的量。 X射線無損檢測應用領域非常廣泛，在材料測試、食品檢測、制造業、電器、儀器儀表、電子、汽車零部件、醫學、生物學、軍工、考古、地質等領域都有不俗的表現。此次課程設計利用照相射線檢測技術進行實踐性操作，而課設題目是對49#不銹鋼進行檢測。 本次課程設計利用照相射線檢測技術對鑄鋁工件進行檢測。關鍵詞：X射線、射線檢測、鑄鋁件、膠片 指導老師簽名： 射線檢測課程設計 鑄鋁件的射線檢測目錄1 X射線探傷機檢測知識、原

3、理及應用范圍 11.1 射線檢測1 1.2 射線照相法原理 11.3射線檢測設備21.4 X射線無損檢測的典型應用 22 檢測設備、器材和材料32.1 射線膠片32.2 觀片燈32.3 黑度計（光學密度計）32.4 增感屏32.5 像質計33 鑄鋁件射線檢測工藝卡44 編 制 說 明55 X射線檢測報告96 拓展延伸106.1 同樣工件，焦距改變怎么透照106.2 材質改變106.3 多工件透照107 總結118 致謝119 參考文獻121 X射線探傷機檢測知識、原理及應用范圍 1.1 射線檢測 射線的種類很多，其中易于穿透物質的有X射線、射線

4、、中子射線三種。這三種射線都被用于無損檢測，其中X射線和射線廣泛用于鍋爐壓力容器焊縫和其他工業產品、結構材料的缺陷檢測，而中子射線僅用于一些特殊場合。射線檢測最主要的應用是探側試件內部的宏觀幾何缺陷(探傷)。按照不同特征(例如使用的射線種類、記錄的器材、工藝和技術特點等)可將射線檢測分為許多種不同的方法。射線照相法是指用X射線或射線穿透試件，以膠片作為記錄信息的器材的無損的檢測方法。該方法是最基本的，應用最廣泛的一種射線檢測方法。  1.2 射線照相法原理   X射線是從X射線管中產生的，X射線管是一種兩極電子管。將陰極燈絲通電使之白熾電子就在真空中放出

5、，如果兩極之間加幾十千伏以至兒百千伏的電壓(叫做管電壓)時，電子就從陰極向陽極方向加速飛行、獲得很大的動能，當這些高速電子撞擊陽極時。與陽極金屬原子的核外庫侖場作用，放出X射線。電子的動能部分轉變為X射線能，其中大部分都轉變為熱能。電子是從陰極移向陽極的，而電流則相反，是從陽極向陰極流動的，這個電流叫做管電流，要調節管電流，只要調節燈絲加熱電流即可，管電壓的調節是靠調整X射線裝置主變壓器的初級電壓來實現的。 利用射線透過物體時，會發生吸收和散射這一特性，通過測量材料中因缺陷存在影響射線的吸收來探測缺陷的。X射線和射線通過物質時，其強度逐漸減弱。射線還有個重要性質，就是能使膠片感光，當

6、X射線或射線照射膠片時，與普通光線一樣，能使膠片乳劑層中的鹵化銀產生潛象中心，經過顯影和定影后就黑化，接收射線越多的部位黑化程度越高，這個作用叫做射線的照相作用。因為X射線或射線的使鹵化銀感光作用比普通光線小得多，所以必須使用特殊的X射線膠片，這種膠片的兩面都涂敷了較厚的乳膠，此外，還使用一種能加強感光作用的增感屏，增感屏通常用鉛箔做成把這種曝過光的膠片在暗室中經過顯影、定影、水洗和干燥，再將干燥的底片放在觀片燈上觀察，根據底片上有缺陷部位與無缺陷部位的黑度圖象不一樣，就可判斷出缺陷的種類、數量、大小等，這就是射線照相探傷的原理。 1.3射線檢測設備 射線檢測設備射線照相設備可分為：

7、X射線探傷機，高能射線探傷設備(包括高能直線加速器、電子回旋加速器)；射線探傷機三大類。X射線探傷機管電壓在450kV以下。高能加速器的電壓一般在224MeV，而射線探傷機的射線能量取決于放射性同位素。  1、X射線探傷機射線機主要由機頭、高壓發生裝置。供電及控制系統，冷卻卻防護設施四部分組成。可分為攜帶式，移動式兩類，移動式X射線機用在透照室內的射線探傷，它具有較高的管電壓和管電流，管電壓可達450kv，管電流可達20mA，最大透厚度約100mmm，它的高壓發生裝置、冷卻裝置與X射線機頭都分別獨立安裝，X射線機頭通過高壓電纜與高壓發生裝置連接。機頭可通過帶有輪子的支架在小

8、范圍內移動，也可固定在支架上。攜帶式X射線機主要用于現場射線照相，管電壓一般小于320kV，最大穿透厚度約50mm。其高壓發生裝置和射線管在一起組成機頭，通過低壓電纜與控制箱連接。  1.4 X射線無損檢測的典型應用  X射線無損檢測應用領域非常廣泛，在材料測試、食品檢測、制造業、電器、儀器儀表、電子、汽車零部件、醫學、生物學、軍工、考古、地質等領域都有不俗的表現。2 檢測設備、器材和材料2.1 射線膠片 膠片系統按照GB/T19384.12003分為四類，即T1、T2、T3和T4類。T1為最高類別，T4為最低類別。 A級和AB級射線檢測技術應采用T3類或更高類別

9、的膠片，B級射線檢測技術應采用T2類或各個更高類別的膠片。 采用射線對裂紋敏感性大的材料進行射線檢測時，應采用T2類或更高類別的膠片。2.2 觀片燈觀片燈的主要性能應符合JB/T7903的有關規定。觀片燈的最大亮度應能滿足評片的要求。2.3 黑度計（光學密度計）黑度計可測的最大黑度不小于4.5，測量值的誤差應不超過±0.05。黑度計至少每6個月檢驗一次。按標準JB/T4730.2-2005的附錄B的有關規定。2.4 增感屏射線檢測一般應使用金屬增感屏或不用增感屏。2.5 像質計底片影像質量采用線型像質計測定。線型像質計的型號和規格應符合JB/T7902的規定，JB/T7902中未包含

10、的絲徑、線號等內容，應符合HB7684的有關規定。像質計的材料、材料代號和不同材料的像質計適用的工件材料范圍應符合JB/T4730.22005的有關規定。3 鑄鋁件射線檢測工藝卡4 編 制 說 明參數名稱選擇結果選擇說明X射線機X2515型為了更好的控制射線能量，從而保證底片質量，選擇X射線源，設備型號為X2515，即最大管電壓為250kv，最大管電流為15mA的固定式X射線機，該設備具有安全控制裝置，可防止在擺放工件時因無意觸碰而啟動X射線機；一般X射線機的結構由四部分組成：高壓部分、冷卻部分、保護部分和控制部分，本實驗中X射線機采用水冷方式；工業射線探傷機滿足標準中規定的安全性、可靠性、穩

11、定性。技術級別 AB級根據JB/T4730.2 規定射線檢測技術分為3個級別：A級低靈敏度技術；AB級中靈敏度技術；B級高靈敏度技術。技術級別的選擇會影響會影響透照距離F，膠片類型，曝光量和K值等參數的選擇；射線檢測技術等級選擇應符合制造、安裝等相關標準及設計原則規定。承壓設備、對接焊頭的制造、安裝時的射線檢測。膠片類型 柯達AA400膠片系統按照GB/T1938 4.12003分為四類，即T1、T2、T3、T4四類，T1為最高級別，T4為最低級別； 根據JB/T4730.22005可知，A級和AB級射線檢測技術應采用T3類或更高級別的膠片,B級射線檢測技術應采用T3類或更高級別的膠片。增感屏

12、類型 鉛箔增感屏目前常用的增感屏有金屬增感屏、熒光增感屏和金屬熒光增感屏三種。其中以使用金屬增感屏所得的底片像質最佳，金屬熒光增感屏次之，熒光增感屏最差，但增感系數以熒光增感屏最高，金屬增感屏最低。在射線照相中，與膠片直接接觸的金屬增感屏有兩個基本效應：增感效應和吸收效應。由于金屬層很薄，增感效應大于吸收效應，從而起到增感作用。增感屏在使用過程中，其表面應保持光滑、清潔、無污穢、損傷、變形，裝片后要求增感屏與膠片緊密貼合，不能夾雜異物。透照方式單壁單影該工件適于垂直透射。透照次數N2次共有兩個透照部位，需兩次透照。像質計指數15根據JB/T4730.22005標準知：由AB級查表可知像質計指數

13、為15。管電壓120kv和70kv每臺射線機在使用期間都應根據檢測用的曝光曲線，依據曝光曲線確定管電壓，曝光曲線每年至少應校對一次。從曝光曲線上查得：黑度為D=2.0時，在透照厚度T=3.6mm和T=1.5mm上管電壓為120kv，和70kv。曝光量30mA.min對于中等靈敏度，即AB級校驗，X射線照相推薦的曝光量為15mA.min，且焦距為700mm時的曝光量，根據平方反比定律I1t1/F12=I0t0/F02,計算得知曝光量為30mA.min，則選擇管電流為10mA，曝光時間為3min。透照厚度3.6mm、1.5mm透照厚度是指射線通過工件到達膠片時累計穿過工件的厚度代數總和，本實驗中，

14、工件為鑄鋁，透照厚度轉換成鋼的厚度，分別為3.6mm、1.5mmm底片黑度D0=2.0底片黑度也稱光學密度，根據JB/T4730.22005標準知規定：底片黑度不同，檢測級別應滿足不同的要求，其中AB級檢測技術規定：2.0 D0 4.0，用X射線機透照小徑管或變截面工件時，黑度可降為1.5，本實驗選擇D0=2.0。顯影時間5min影響顯影的因素有很多，除配方外，顯影時間、濕度、攪動情況和顯影液老化程度對顯影都有明顯的影響；合適的顯影時間與配方有關，所以配方都附有推薦的顯影時間，對于手工處理，大多規定為4 6min，本實驗中選擇5min。定影時間5min影響定影的因素有：定影時間、濕度、攪動情況

15、和顯影液老化程度。定影過程中，膠片乳劑膜的乳黃色濁液變為透明的現象稱為“通透”，從膠片放入定影液直至通透的這段時間稱為“通透時間”。定影時間應多于通透時間，為了保險起見，規定整個定影時間為通透時間的2倍，一般為4 6min，本實驗中選擇5min。焦距F=1000mm選取的焦距要根據射線機的型號，綜合考慮，幾何不清晰度，適當的透照區域，透照厚度等因素，故本實驗中選取F=1000mm定影溫度20±2定影溫度低，定影緩慢，溫度高容易劃傷，因而定影溫度控制在1624，綜合考慮選取20±2顯影溫度20±2一般顯影液的溫度是1820，溫度低使其失效或過氧化，綜合考慮，將溫度定

16、為20，溫差在±2之內。觀片燈PS-QI型根據JB/T4730.22005標準知規定：觀片燈主要性能應符合JB1903有關規定，最大亮度要滿足評片的具體要求。5 X射線檢測報告6 拓展延伸6.1 同樣工件，焦距改變怎么透照假設焦距變為800mm，在管電壓不變的情況下：1、 曝光時間不變（10*180）/（1000*1000）=（I*180）/（800*800）I=6.4mA2、 管電流不變（10*180）/（1000*1000）=（10*t）/（800*800）t=115s6.2 材質改變如變成鋁、鋼。查表可知鋁、鋼、鎳的射線照相等效厚度系數分別為0.08、1.0。則只需要把管電壓分別變為8.8kv、110kv。6.3 多工件透照要求理想曝光場 所有影響一致將工件擺成一個圓形，并傾斜一定的相同的角度。7 總結通過本次課程設計我通過自己的實踐對書本上的知識進行了運用。在這個過程中，主要應用了雙壁單影，雙壁雙影，單壁單影透照等理論知識。這些知識的應用使我對課本內容的認識得到了加深。并且掌握了磁粉檢測工藝卡和編制說明的編寫。8 致謝 在這次課程設計的完成過程中