《射線檢測(cè)》PPT課件.ppt

《《射線檢測(cè)》PPT課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《射線檢測(cè)》PPT課件.ppt（90頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 第 二 章 射 線 檢 測(cè)第 一 節(jié) 射 線 檢 測(cè) 的 物 理 基 礎(chǔ) 知 識(shí) 第 二 節(jié) X射 線 檢 測(cè) 的 基 本 原 理 和 方 法第 三 節(jié) X射 線 照 相 檢 測(cè) 技 術(shù)第 四 節(jié) 常 見(jiàn) 缺 陷 及 其 在 底 片 上 的 影 像 特 征第 五 節(jié) 射 線 探 傷 和 中 子 射 線 檢 測(cè) 簡(jiǎn) 介第 六 節(jié) 射 線 的 防 護(hù) 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 射 線 檢 測(cè) 是 利 用 各 種 射 線 對(duì) 材 料 的 透 射 性 能 及 不 同 材 料對(duì) 射 線 的

2、吸 收 、 衰 減 程 度 的 不 同 ， 使 底 片 感 光 成 黑 度 不 同 的圖 像 來(lái) 觀 察 的 ， 是 一 種 行 之 有 效 而 又 不 可 缺 少 的 檢 測(cè) 材 料 或零 件 內(nèi) 部 缺 陷 的 手 段 ， 在 工 業(yè) 上 廣 泛 應(yīng) 用 。 這 是 因 為 它 具 有以 下 優(yōu) 點(diǎn) ：1、 適 用 于 幾 乎 所 有 的 材 料 ， 對(duì) 零 件 幾 何 形 狀 及 表 面 粗 糙 度 均 無(wú)嚴(yán) 格 要 求 ， 目 前 射 線 檢 測(cè) 主 要 應(yīng) 用 于 對(duì) 鑄 件 和 焊 件 的 檢 測(cè) ；2、 射 線 檢 測(cè) 能 直 觀 地 顯 示 缺 陷 影 像 ， 便 于 對(duì) 缺

3、陷 進(jìn) 行 定 性 、 定量 和 定 位 ；3、 射 線 底 片 能 長(zhǎng) 期 存 檔 備 查 ， 便 于 分 析 事 故 原 因 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 射 線 檢 測(cè) 對(duì) 氣 孔 、 夾 渣 、 疏 松 等 體 積 型 缺 陷 的 檢 測(cè) 靈 敏度 較 高 ， 對(duì) 平 面 缺 陷 的 檢 測(cè) 靈 敏 度 較 低 ， 如 當(dāng) 射 線 方 向 與 平面 缺 陷 （ 如 裂 紋 ） 垂 直 時(shí) 很 難 檢 測(cè) 出 來(lái) ， 只 有 當(dāng) 裂 紋 與 射 線方 向 平 行 時(shí) 才 能 夠 對(duì) 其 進(jìn) 行 有 效 檢 測(cè) 。 另 外 ， 射 線 對(duì) 人 體

4、 有害 ， 需 要 有 保 護(hù) 措 施 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 射 線 檢 測(cè) 的 缺 點(diǎn) ： 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 超 聲 波 探 傷 與 X射 線 探 傷 的 比 較 超 聲 波 探 傷 :是 利 用 超 聲 能 透 入 金 屬 材 料 的 深 處 ，并 由 一 截 面 進(jìn) 入 另 一 截 面 時(shí) ， 在 界 面 邊 緣 發(fā) 生 反 射的 特 點(diǎn) 來(lái) 檢 查 零 件 缺 陷 的 一 種 方 法 ， 當(dāng) 超 聲 波 束 自零 件 表 面 由 探 頭 通 至 金 屬 內(nèi) 部 ， 遇 到 缺 陷 與 零 件 底面 時(shí) 就 分 別 發(fā) 生 反 射 波 來(lái) ， 在 螢 光

5、 屏 上 形 成 脈 沖 波形 ， 根 據(jù) 這 些 脈 沖 波 形 來(lái) 判 斷 缺 陷 位 置 和 大 小 。 超 聲 波 探 傷 比 X射 線 探 傷 具 有 較 高 的 探 傷 靈 敏 度 、周 期 短 、 成 本 低 、 靈 活 方 便 、 效 率 高 ， 對(duì) 人 體 無(wú) 害等 優(yōu) 點(diǎn) ； 缺 點(diǎn) 是 對(duì) 工 作 表 面 要 求 平 滑 、 要 求 富 有 經(jīng)驗(yàn) 的 檢 驗(yàn) 人 員 才 能 辨 別 缺 陷 種 類(lèi) 、 對(duì) 缺 陷 沒(méi) 有 直 觀性 ； 超 聲 波 探 傷 適 合 于 厚 度 較 大 的 零 件 檢 驗(yàn) 。 超聲 波 探 傷 與 射 線 探 傷 都 屬 于 物 理 探 傷

6、。 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 一 . 射 線 的 種 類(lèi) 和 頻 譜 波 長(zhǎng) 較 短 的 電 磁 波 叫 射 線 ， 速 度 高 、 能 量 大 的 粒 子 流 也 叫射 線 。 第 一 節(jié) 射 線 檢 測(cè) 的 物 理 基 礎(chǔ) 中 子 射 線射 線射 線間 接 電 離 輻 射 質(zhì) 子 射 線射 線陰 極 射 線直 接 電 離 輻 射 紅 外 線 輻 射微 波 輻 射非 電 離 輻 射輻 射 X 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 帶 電 離 子貫 穿 物 質(zhì) 的 本 領(lǐng) 較 差 不 帶 電 離 子電 中 性貫 穿 物 質(zhì) 的 本 領(lǐng) 較 強(qiáng)廣 泛 用 于 無(wú) 損 檢 測(cè)輻 射 ： 射

7、線 由 射線 源 向 外 發(fā) 射 的過(guò) 程 。 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 在 射 線 檢 測(cè) 中 應(yīng) 用 的 射 線 主 要 是 X射 線 、 射 線 和 中 子 射線 。 X射 線 和 射 線 屬 于 電 磁 輻 射 ， 中 子 射 線 是 中 子 束 流 。 由于 他 們 屬 電 中 性 ， 不 會(huì) 受 到 庫(kù) 倫 場(chǎng) 的 影 響 而 發(fā) 生 偏 轉(zhuǎn) ， 且 貫 穿物 質(zhì) 的 本 領(lǐng) 較 強(qiáng) ， 被 廣 泛 應(yīng) 用 于 無(wú) 損 檢 測(cè) 。 1、 X射 線 X射 線 又 稱 倫 琴 射 線 ， 是 射 線 檢 測(cè) 領(lǐng) 域 中 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 一種 射 線 ， 是 由

8、原 子 的 內(nèi) 層 電 子 躍 遷 釋 放 能 量 而 發(fā) 射 出 的 一 種 電磁 波 ， 波 長(zhǎng) 范 圍 約 為 0.0006 100 nm。 在 X射 線 檢 測(cè) 中 常 用 的波 長(zhǎng) 范 圍 為 0.001 0.1 nm。 X射 線 的 頻 率 范 圍 約 為 3 10 95 1014 MH z。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 射 線 的 波 長(zhǎng) 分 布 第 二 章 射 線 檢 測(cè) )m01( -9 X射 線 波 長(zhǎng) 范 圍 約 為 0.0006 100 nm,X射 線 檢 測(cè) 中 常 用 的 波 長(zhǎng) 范 圍 為 0.001 0.1 nm。 第

9、6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 2、 射 線 射 線 是 一 種 波 長(zhǎng) 比 X射 線 更 短 的 射 線 ， 波 長(zhǎng) 范 圍 約 為0.0003 0.1 nm， 頻 率 范 圍 約 為 3 1012 1 1015MHz。 工 業(yè) 上 廣 泛 采 用 人 工 同 位 素 產(chǎn) 生 射 線 。 由 于 射 線 的波 長(zhǎng) 比 X射 線 更 短 ， 所 以 具 有 更 大 的 穿 透 力 。 在 無(wú) 損 檢 測(cè) 中 射 線 常 被 用 來(lái) 對(duì) 厚 度 較 大 和 大 型 整 體 工 件 進(jìn) 行 射 線 照 相 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) )m01( -9 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方

10、 法 3、 中 子 射 線 中 子 是 構(gòu) 成 原 子 核 的 基 本 粒 子 。 中 子 射 線 是 由 某 些 物 質(zhì)的 原 子 在 裂 變 過(guò) 程 中 逸 出 高 速 中 子 所 產(chǎn) 生 的 。 工 業(yè) 上 常 用 人工 同 位 素 、 加 速 器 、 反 應(yīng) 堆 來(lái) 產(chǎn) 生 中 子 射 線 。 在 無(wú) 損 檢 測(cè) 中中 子 射 線 常 被 用 來(lái) 對(duì) 某 些 特 殊 部 件 (如 放 射 性 核 燃 料 元 件 )進(jìn) 行射 線 照 相 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 原 子 核 位 于 原 子 中 心 ， 由 帶 正 電 的 質(zhì) 子 和 不 帶 電 的 中 子 組 成 ， 質(zhì) 子 和

11、中 子 均 具 有 質(zhì) 量 。質(zhì) 子 的 電 量 與 電 子 電 荷 相 等 。 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 二 、 射 線 的 產(chǎn) 生 （ 一 ） X射 線 的 產(chǎn) 生 X射 線 是 一 種 波 長(zhǎng) 比 紫 外 線 還 短 的 電 磁 波 ， 它 具 有 光 的 特性 ， 例 如 具 有 反 射 、 折 射 、 干 涉 、 衍 射 、 散 射 和 偏 振 等 現(xiàn) 象 。 它 能 使 一 些 結(jié) 晶 物 體 發(fā) 生 熒 光 、 氣 體 電 離 和 膠 片 感 光 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 鎢 與 鉬 的 X射 線 譜 X射 線 通

12、常 是 將 高 速 運(yùn) 動(dòng) 的 電 子 作 用 到金 屬 靶 (一 般 是 重 金 屬 )上 而 產(chǎn) 生 的 。 X射 線源 即 X射 線 發(fā) 生 器 主 要 由 三 部 分 組 成 ： 發(fā) 射電 子 的 燈 絲 （ 陰 極 ） 、 受 電 子 轟 擊 的 陽(yáng) 極靶 面 、 電 子 加 速 裝 置 高 壓 發(fā) 生 器 。 圖為 在 35 kV的 電 壓 下 操 作 時(shí) ， 鎢 靶 與 鉬 靶 產(chǎn)生 的 典 型 的 X射 線 譜 。 鎢 靶 發(fā) 射 的 是 連 續(xù) 光譜 ， 而 鉬 靶 除 發(fā) 射 連 續(xù) 光 譜 之 外 還 疊 加 了兩 條 特 征 光 譜 ， 稱 為 標(biāo) 識(shí) X射 線 ， 即

13、 K 線 和K 線 。 若 要 得 到 鎢 的 K 線 和 K 線 ， 則 電壓 必 須 加 到 70 kV以 上 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 1、 連 續(xù) X射 線 根 據(jù) 電 動(dòng) 力 學(xué) 理 論 ， 具 有 加 速 度 的 帶 電 粒 子將 產(chǎn) 生 電 磁 輻 射 。 在 X射 線 管 中 ， 高 壓 電 場(chǎng) 加 速了 陰 極 電 子 ， 當(dāng) 具 有 很 大 動(dòng) 能 的 電 子 達(dá) 到 陽(yáng) 極 表面 時(shí) ， 由 于 猝 然 停 止 ， 它 所 具 有 的 動(dòng) 能 必 定 轉(zhuǎn) 變?yōu)?電 磁 波 輻 射 出 去 。 由 于 電 子 被 停 止 的

14、時(shí) 間 和 條件 不 同 ， 電 子 的 能 量 和 波 長(zhǎng) 不 同 ， 所 以 輻 射 的 電磁 波 具 有 連 續(xù) 變 化 的 波 長(zhǎng) 。 在 任 何 X射 線 管 中 ， 只 要 電 壓 達(dá) 到 一 定 數(shù) 值 ， 連 續(xù) X射 線 總 是 存 在 的 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 (2) 連 續(xù) X射 線 的 波 長(zhǎng) 在 長(zhǎng) 波 方 向 ， 理 論 上可 以 擴(kuò) 展 到 = ； 而 在 短 波 方 向 ， 實(shí) 驗(yàn) 證 明具 有 最 短 波 長(zhǎng) min， 且 有 )nm(24.1 min U式 中 ： U為 X射 線 管 的 管 電 壓 ， 單

15、 位 為 kV。 連 續(xù) X射 線 具 有 以 下 特 點(diǎn) ： (1) 連 續(xù) X射 線 的 波 長(zhǎng) 與 陽(yáng) 極 的 材 料 無(wú) 關(guān) 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 （ 3） X射 線 管 的 效 率 為 ZUIUZIUPP 20式 中 ： P= ZIU 2為 連 續(xù) X射 線 的 總 功 率 ； P0=IU為 輸 入 功 率 ； Z為 陽(yáng) 極 的 原 子序 數(shù) ,鎢 靶 為 74； U為 管 電 壓 ， 單 位 為 kV； 為 常 數(shù) ， 約 等 于 1.5 10-6。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 (4) X

16、射 線 管 的管 電 壓 愈 高 ， 其 連 續(xù)X射 線 的 強(qiáng) 度 愈 大 ， 而 且 其 最 短 波 長(zhǎng) min愈 向 短 波 方 向 移 動(dòng) ， 如 圖 所 示 。 不 同 管 電 壓 下 鎢 靶 連 續(xù) X射 線 第 二 章 射 線 檢 測(cè) )nm(24.1 min U 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 2、 標(biāo) 識(shí) X射 線 根 據(jù) 原 子 結(jié) 構(gòu) 理 論 ， 原 子 吸 收 能 量 后 將 處 于 受 激 狀 態(tài) ， 受 激 狀 態(tài) 原 子是 不 穩(wěn) 定 的 ， 當(dāng) 它 回 復(fù) 到 原 來(lái) 的 狀 態(tài) 時(shí) ， 將 以 發(fā) 射 譜 線 的 形 式 放 出 能 量 。在 X射

17、線 管 內(nèi) ， 高 速 運(yùn) 動(dòng) 的 電 子 到 達(dá) 陽(yáng) 極 靶 時(shí) 將 產(chǎn) 生 連 續(xù) X射 線 。 如 果 電 子的 動(dòng) 能 達(dá) 到 相 當(dāng) 的 數(shù) 值 ， 可 足 以 打 出 靶 原 子 (通 常 是 重 金 屬 原 子 )內(nèi) 殼 層 上的 一 個(gè) 電 子 ， 該 電 子 或 者 處 于 游 離 狀 態(tài) ， 或 者 被 打 到 外 殼 層 的 某 一 個(gè) 位 置上 。 于 是 原 子 的 內(nèi) 殼 層 上 （ 低 能 級(jí) 處 ） 有 了 一 個(gè) 空 位 ， 鄰 近 高 能 級(jí) 殼 層 上的 電 子 便 來(lái) 填 空 ， 這 樣 就 發(fā) 生 相 鄰 殼 層 之 間 一 系 列 電 子 的 躍 遷

18、 。 外 層 高 能級(jí) 上 的 電 子 向 內(nèi) 層 低 能 級(jí) 躍 遷 時(shí) 將 釋 放 出 多 余 能 量 ， 從 而 發(fā) 射 出 X射 線 。 顯然 ， 這 種 X射 線 與 靶 金 屬 原 子 的 結(jié) 構(gòu) 有 關(guān) ， 其 能 量 或 波 長(zhǎng) 是 確 定 的 ， 因 此 稱 其 為 標(biāo) 識(shí) X射 線 或 特 征 X射 線 。 標(biāo) 識(shí) X射 線 通 常 頻 率 很 高 ， 波 長(zhǎng) 很 短 。 在 工 業(yè) 探 傷 中 所 獲 得 的 X射 線 譜 中 既 有 連 續(xù) 譜 ， 也 有 標(biāo) 識(shí) 譜 ， 標(biāo) 識(shí) 射線 與 連 續(xù) 射 線 能 量 相 比 要 小 得 多 ， 所 以 起 主 要 作 用

19、的 是 連 續(xù) 譜 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 第 二 章 射 線 檢 測(cè) （ 二 ） 射 線 的 產(chǎn) 生 射 線 是 一 種 電 磁 波 ， 可 以 從 天 然 放 射 性 原 子 核 中 產(chǎn) 生 ， 也可 以 從 人 工 放 射 性 原 子 核 中 產(chǎn) 生 。 它 是 由 放 射 性 同 位 素 的 核 反 應(yīng) 、核 衰 變 或 裂 變 放 射 出 的 。 射 線 探 傷 中 使 用 的 射 線 源 是 由 核 反 應(yīng)制 成 的 人 工 放 射 線 源 。 應(yīng) 用 較 廣 的 有 鈷 -60。 射 線 與 X射 線 的 一個(gè) 重 要 不 同 點(diǎn)

20、 是 ， 射 線 源 無(wú) 論 使 用 與 否 ， 其 能 量 都 在 自 然地 逐 漸 減 弱 ， 可 由 半 衰 期 來(lái) 反 映 ： 693.0 2/1 （ 三 ） 中 子 射 線 的 產(chǎn) 生 中 子 是 通 過(guò) 原 子 核 反 應(yīng) 產(chǎn) 生 的 。 對(duì) 原 子 施 加 強(qiáng) 大 作 用 ,當(dāng) 給 與 原 子 核 的 能 量 大 于 種 子 的 結(jié) 合 能 時(shí) ,種 子 就 釋 放 出 來(lái) 。 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 三 、 射 線 的 特 性 X射 線 、 射 線 、 中 子 射 線 都 可 用 于 固 體 材 料 的 無(wú) 損 檢 測(cè) 。1、 具 有 穿 透 物 質(zhì) 的 能

21、力 ；2、 不 帶 電 荷 ， 不 受 電 磁 場(chǎng) 的 作 用 ；3、 具 有 波 動(dòng) 性 、 粒 子 性 ， 即 二 象 性 ； 在 做 衍 射 試 驗(yàn) 的 時(shí) 候 ， 粒 子 流 和 光 束 一 樣 ， 都 可 以 產(chǎn) 生 衍 射 波 紋 。 同 時(shí)在 局 部 區(qū) 域 ， 光 的 衍 射 圖 案 也 如 同 粒 子 的 衍 射 圖 案 一 樣 ， 出 現(xiàn) 單 個(gè) 粒 子 形 成 的 點(diǎn) 。這 個(gè) 試 驗(yàn) 得 出 的 結(jié) 論 就 是 ， 在 微 觀 粒 子 運(yùn) 動(dòng) 的 時(shí) 候 ， 既 有 波 動(dòng) 效 應(yīng) ， 也 有 粒 子 效應(yīng) ， 這 就 是 波 粒 二 象 性 。4、 能 使 某 些 物

22、 質(zhì) 起 光 化 學(xué) 作 用 ；5、 能 使 氣 體 電 離 和 殺 死 有 生 命 的 細(xì) 胞 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 四 、 射 線 通 過(guò) 物 質(zhì) 的 衰 減 射 線 穿 過(guò) 物 質(zhì) 時(shí) ， 與 物 質(zhì) 中 的 原 子 發(fā) 生 撞 擊 、 產(chǎn) 生 能 量 轉(zhuǎn) 換 ，引 發(fā) 能 量 的 衰 減 和 以 下 種 種 物 理 效 應(yīng) 。 （ 一 ） X射 線 、 射 線 通 過(guò) 物 質(zhì) 時(shí) 的 衰 減 1、 X射 線 、 射 線 與 物 質(zhì) 的 相 互 作 用 射 線 與 物 質(zhì) 的 相 互 作 用 主 要 有 三 種 過(guò) 程 ： 光 電 效

23、應(yīng) 、 康 普 頓 效 應(yīng) 和 電子 對(duì) 的 產(chǎn) 生 。 這 三 種 過(guò) 程 的 共 同 點(diǎn) 是 都 產(chǎn) 生 電 子 ， 然 后 電 離 或 激 發(fā) 物 質(zhì) 中的 其 他 原 子 ； 此 外 ， 還 有 少 量 的 湯 姆 遜 效 應(yīng) 。 光 電 效 應(yīng) 和 康 普 頓 效 應(yīng) 隨 射 線 能 量 的 增 加 而 減 少 ， 電 子 對(duì) 的 產(chǎn) 生 則 隨 射 線 能 量 的 增 加 而 增 加 ， 四 種 效 應(yīng) 的共 同 結(jié) 果 是 使 射 線 在 透 過(guò) 物 質(zhì) 時(shí) 能 量 產(chǎn) 生 衰 減 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 每 束 射 線 都 具

24、有 能 量 為 E=hv的 光子 。 光 子 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) 保 持 著 它 的 全 部 動(dòng) 能 。 光 子 能 夠 撞 擊 物 質(zhì) 中 原 子 軌 道 上 的 電子 ， 若 撞 擊 時(shí) 光 子 釋 放 出 全 部 能 量 ， 將 所 有 能 量 傳 給 電 子 ， 使 其 脫離 原 子 而 成 為 自 由 電 子 ， 光 子 本 身 消 失 。 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 光 電 效 應(yīng) 。光 子 的 一 部 分 能 量 把 電 子 從 原 子 中 逐 出 去 ， 剩 余 的 能 量 則 作 為 電 子的 動(dòng) 能 被 帶 走 ， 于 是 該 電 子 可 能 又 在 物 質(zhì) 中 引 起 新 的 電 離

25、 。 當(dāng) 光 子 的 能 量 低 于 1 MeV時(shí) ， 光 電 效 應(yīng) 是 極 為 重 要 的 過(guò) 程 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) （ 1） 光 電 效 應(yīng) 光 電 效 應(yīng) 光 電 子光 子 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 （ 2） 康 普 頓 效 應(yīng) 在 康 普 頓 效 應(yīng) 中 ， 一 個(gè) 光 子 撞 擊 一個(gè) 電 子 時(shí) 只 釋 放 出 它 的 一 部 分 能 量 ， 結(jié)果 光 子 的 能 量 減 弱 并 在 和 射 線 初 始 方 向成 角 的 方 向 上 散 射 ， 而 電 子 則 在 和 初始 方 向 成 角 的 方 向 上 散 射 。 這 種 現(xiàn) 象稱 為 康 普 頓

26、 效 應(yīng) 。 這 一 過(guò) 程 同 樣 服 從 能 量 守 恒 定 律 ， 即 電 子 所 具 有 的 動(dòng) 能 為 入 射 光 子 和 散 射 光 子 的 能 量 之 差 ， 最 后 電 子 在 物 質(zhì) 中 因 電 離 原 子 而損 失 其 能 量 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 康 普 頓 效 應(yīng) 康 普 頓 電 子 光 子 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 在 絕 大 多 數(shù) 的 輕 金 屬 中 ， 射 線 的 能 量 大 約 在 0.2 3 MeV范 圍 時(shí) ，康 普 頓 效 應(yīng) 是 極 為 重 要 的 效 應(yīng) 。 康 普 頓 效 應(yīng) 隨 著 射 線 能 量 的 增 加 而 減小

27、， 其 大 小 也 取 決 于 物 質(zhì) 中 原 子 的 電 子 數(shù) 。 在 中 等 原 子 序 數(shù) 的 物 質(zhì) 中 ，射 線 的 衰 減 主 要 是 由 康 普 頓 效 應(yīng) 引 起 ， 在 射 線 防 護(hù) 時(shí) 主 要 側(cè) 重 于 康普 頓 效 應(yīng) 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 （ 3） 電 子 對(duì) 的 產(chǎn) 生 在 原 子 核 場(chǎng) 的 作 用 下 ，一 個(gè) 具 有 足 夠 能 量 的 光 子釋 放 出 它 的 全 部 動(dòng) 能 而 轉(zhuǎn)化 具 有 同 樣 能 量 的 一 對(duì) 正 負(fù) 電 子 ， 光 子 則 完 全 消 失 ， 這 樣 的 過(guò) 程 稱為 電

28、子 對(duì) 的 產(chǎn) 生 。 產(chǎn) 生 電 子 所 需 的 最 小 能 量 為 0.51 MeV， 所 以 光子 能 量 hv必 須 大 于 等 于 1.02 MeV。 電 子 對(duì) 的 產(chǎn) 生 和 消 失 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 光 子 的 能 量 一 部 分 用 于 產(chǎn) 生 電 子 對(duì) ， 一 部 分 傳 遞 給 電 子和 正 電 子 作 為 動(dòng) 能 ， 另 一 部 分 能 量 傳 給 原 子 核 。 由 于 產(chǎn) 生 電 子 對(duì) 的 能 量 條 件 要 求 不 小 于 1.02 MeV， 所 以電 子 對(duì) 的 產(chǎn) 生 只 有 在 高 能 射 線 中 才

29、是 重 要 的 過(guò) 程 。 該 過(guò) 程 正比 于 吸 收 體 的 原 子 序 數(shù) 的 平 方 ， 所 以 高 原 子 序 數(shù) 的 物 質(zhì) 電 子對(duì) 的 產(chǎn) 生 也 是 重 要 的 過(guò) 程 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 電 子 對(duì) 的 產(chǎn) 生 和 消 失 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 湯 姆 遜 效 應(yīng) （ 4） 湯 姆 遜 效 應(yīng) 射 線 與 物 質(zhì) 中 帶 電 粒 子 相 互 作 用 ， 產(chǎn) 生 與 入 射 射 線 波 長(zhǎng) 相同 的 散 射 線 的 現(xiàn) 象 叫 做 湯 姆 遜 效 應(yīng) 。 這 種 散 射 線 可 以 產(chǎn) 生 干 涉 ， 能 量 衰 減 十 分 微 小 。 第 二

30、 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 2、 射 線 的 衰 減 定 律 和 衰 減 曲 線 射 線 的 衰 減 是 由 于 射 線 光 子 與 物 體 相 互 作 用 產(chǎn) 生 光 電 效 應(yīng) 、 康 普 頓 效 應(yīng) 、 湯 姆 遜 效 應(yīng) 或 電 子 對(duì) 的 產(chǎn) 生 ， 使 射 線 被 吸 收 和 散射 而 引 起 的 。 由 此 可 知 ， 物 質(zhì) 愈 厚 ， 則 射 線 穿 透 時(shí) 的 衰 減 程 度也 愈 大 。 射 線 衰 減 的 程 度 不 僅 與 透 過(guò) 物 質(zhì) 的 厚 度 有 關(guān) ， 而 且 還 與 射線 的 性 質(zhì) (波 長(zhǎng) )、 物 體 的 性 質(zhì)

31、(密 度 和 原 子 序 數(shù) )有 關(guān) 。 一 般 來(lái)講 ， 射 線 的 波 長(zhǎng) 愈 小 ， 衰 減 愈 小 ； 物 質(zhì) 的 密 度 及 原 子 序 數(shù) 愈 大 ，衰 減 也 愈 大 。 但 它 們 之 間 的 關(guān) 系 并 不 是 簡(jiǎn) 單 的 直 線 關(guān) 系 ， 而 是 成 指 數(shù) 關(guān) 系 的 衰 減 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 設(shè) 入 射 線 的 初 始 強(qiáng) 度 為 I0， 通 過(guò) 物 質(zhì) 的 厚 度 為 d， 射 線 能量 的 線 衰 減 系 數(shù) 為 ， 那 么 射 線 在 透 過(guò) 物 質(zhì) 以 后 的 強(qiáng) 度 I為 deII 0由 于 射 線

32、束 是 錐 形 ， 修 正 后 為dedHHII 0 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 寬 束 射 線 的 衰 減 曲 線H 物 體 表 面 至 射 線 源 的 距 離 。 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 中 子 是 電 中 性 的 粒 子 流 ， 不 是 電 磁 波 ， 具 有 巨 大 的 速 度和 貫 穿 能 力 。 中 子 射 線 在 被 測(cè) 物 質(zhì) 中 的 衰 減 主 要 取 決 于 材 料中 對(duì) 中 子 的 捕 獲 能 力 。 設(shè) 入 射 線 的 初 始 強(qiáng) 度 為 I0， 通 過(guò) 物 質(zhì) 的厚 度 為 d， 射 線 能 量 的 線 衰 減 系 數(shù) 為 ， 那 么 射 線 在 透

33、 過(guò) 物 質(zhì)以 后 的 強(qiáng) 度 I為 dNd teIeII 00 第 二 章 射 線 檢 測(cè) （ 二 ） 中 子 射 線 通 過(guò) 物 質(zhì) 時(shí) 的 衰 減 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 一 、 射 線 檢 測(cè) 的 基 本 原 理 射 線 檢 測(cè) 是 利 用 射 線 通 過(guò) 物 質(zhì) 衰 減 程 度 與 被 通 過(guò) 部 位的 材 質(zhì) 、 厚 度 和 缺 陷 的 性 質(zhì) 有 關(guān) 的 特 性 ， 使 膠 片 感 光 成 黑 度 不同 的 圖 像 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 的 ， 檢 測(cè) 原 理 ： 當(dāng) 射 線 通 過(guò) 被 檢 物 體 時(shí) ， 有 缺陷 部 位 與 無(wú) 缺 陷 部 位 對(duì) 射 線 的 吸 收

34、 能 力 不 同 ， 一 般 情 況 是 通 過(guò)有 缺 陷 部 位 的 射 線 強(qiáng) 度 高 于 無(wú) 缺 陷 部 位 的 射 線 強(qiáng) 度 ， 因 此 可 以通 過(guò) 檢 測(cè) 透 過(guò) 被 檢 物 體 后 射 線 強(qiáng) 度 的 差 異 來(lái) 判 斷 被 檢 物 體 中 是否 有 缺 陷 存 在 。 第 二 節(jié) 射 線 檢 測(cè) 的 基 本 原 理 和 方 法 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 當(dāng) 一 束 強(qiáng) 度 為 I0的 射 線 平 行 通 過(guò) 被 檢 測(cè) 試 件 (厚 度 為 d)后 ， 其強(qiáng) 度 Id為 )(0e hdh II 若 被 測(cè) 試 件 表 面 有 高 度

35、 為 h的 凸 起 時(shí) ， 則 射 線 強(qiáng) 度 將 衰 減 為dd eII 0 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 為 衰 減 系 數(shù) X射 線 檢 測(cè) 原 理 圖 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 如 在 被 測(cè) 試 件 內(nèi) ， 有 一 個(gè) 厚 度 為 x、 吸 收系 數(shù) 為 的 某 種 缺 陷 ， 則 射 線 通 過(guò) 后 ， 強(qiáng)度 衰 減 為 )(0e xxdx II 若 有 缺 陷 的 吸 收 系 數(shù) 小 于 被 測(cè) 試 件 本 身 的 吸 收 系 數(shù) ， 則 I xIdIh， 于是 ， 在 被 檢 測(cè) 試 件 的 另 一 面 就 形 成 一 幅 射 線 強(qiáng) 度 不 均 勻 的 分 布

36、圖 。通 過(guò) 一 定 方 式 將 這 種 不 均 勻 的 射 線 強(qiáng) 度 進(jìn) 行 照 相 或 轉(zhuǎn) 變 為 電 信 號(hào) 指示 、 記 錄 或 顯 示 ， 就 可 以 評(píng) 定 被 檢 測(cè) 試 件 的 內(nèi) 部 質(zhì) 量 ， 達(dá) 到 無(wú) 損 檢測(cè) 的 目 的 。 沿 射 線 透 照 方 向 的 缺 陷 尺 寸 越 大 ， 則 有 無(wú) 缺 陷 處 的 強(qiáng) 度差 越 大 ， 反 映 在 膠 片 上 的 黑 度 差 越 大 ， 就 越 容 易 發(fā) 現(xiàn) 缺 陷 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) )(0e hdh II dd eII 0而 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 二 、 檢 測(cè) 方 法 目 前 工

37、 業(yè) 上 主 要 有 照 相 法 、 電 離 檢 測(cè) 法 、 熒 光 屏 直 接 觀 察 法 、 電視 觀 察 法 等 。 1、 照 相 法 射 線 檢 測(cè) 常 用 的 方 法 是 照 相 法 ， 即 利 用 射 線 感 光 材 料 (通 常 用 射 線 膠片 )， 放 在 被 透 照 試 件 的 背 面 接 受 透 過(guò) 試 件 后 的 射 線 。 膠 片 曝 光 后 經(jīng) 暗 室處 理 ， 就 會(huì) 顯 示 出 物 體 的 結(jié) 構(gòu) 圖 像 。 根 據(jù) 膠 片 上 影 像 的 形 狀 及 其 黑 度 的 不均 勻 程 度 ， 就 可 以 評(píng) 定 被 檢 測(cè) 試 件 中 有 無(wú) 缺 陷 及 缺 陷

38、的 性 質(zhì) 、 形 狀 、 大 小 和 位 置 。 此 法 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 靈 敏 度 高 、 直 觀 可 靠 、 重 復(fù) 性 好 ， 是 射 線 檢 測(cè) 法中 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 一 種 常 規(guī) 方 法 。 由 于 生 產(chǎn) 和 科 研 的 需 要 ， 還 可 用 放 大 照 相法 和 閃 光 照 相 法 以 彌 補(bǔ) 其 不 足 。 放 大 照 相 可 以 檢 測(cè) 出 材 料 中 的 微 小 缺 陷 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 X射 線 照 相 原 理 示 意 圖 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 2、 電

39、離 檢 測(cè) 法 當(dāng) 射 線 通 過(guò) 氣 體 時(shí) 與 氣 體 分 子 撞 擊 ， 有 的 氣 體 分 子 失 去 電 子 成為 正 離 子 ， 有 的 氣 體 分 子 得 到 電 子 成 為 負(fù) 離 子 ， 此 即 氣 體 的 電離 效 應(yīng) 。 電 離 效 應(yīng) 將 會(huì) 產(chǎn) 生 電 離 電 流 ， 電 離 電 流 的 大 小 與 射 線的 強(qiáng) 度 有 關(guān) 。 如 果 將 透 過(guò) 試 件 的 X射 線 通 過(guò) 電 離 室 測(cè) 量 射 線 強(qiáng)度 ， 就 可 以 根 據(jù) 電 離 室 內(nèi) 電 離 電 流 的 大 小 來(lái) 判 斷 試 件 的 完 整 性 。 這 種 方 法 對(duì) 缺 陷 性 質(zhì) 的 判 別 較

40、 困 難 ， 只 適 用 于 形 狀 簡(jiǎn) 單 、 表 面工 整 的 工 件 ， 應(yīng) 用 較 少 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 3、 熒 光 屏 直 接 觀 察 法 將 透 過(guò) 試 件 的 射 線 投 射 到 涂 有 熒 光 物 質(zhì) 的 熒 光 屏 上 時(shí) ， 在 熒 光屏 上 會(huì) 激 發(fā) 出 不 同 強(qiáng) 度 的 熒 光 來(lái) ， 利 用 熒 光 屏 上 的 可 見(jiàn) 影 像 直 接 辨認(rèn) 缺 陷 。 這 種 方 法 成 本 低 ， 適 用 于 形 狀 簡(jiǎn) 單 、 要 求 不 嚴(yán) 格 的 產(chǎn) 品 的檢 測(cè) 。 4、 電 視 觀 察 法 是 熒 光 屏 直

41、接 觀 察 法 的 發(fā) 展 ， 將 熒 光 屏 上 的 可 見(jiàn) 影 像 通 過(guò) 光 電倍 增 管 增 強(qiáng) 圖 像 ， 再 通 過(guò) 電 視 設(shè) 備 顯 示 。 這 種 方 法 檢 測(cè) 靈 敏 度 比 照相 法 低 ， 對(duì) 形 狀 復(fù) 雜 的 零 件 檢 測(cè) 困 難 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 一 、 照 相 法 的 靈 敏 度 和 透 度 計(jì) （ 一 ） 靈 敏 度 靈 敏 度 是 指 顯 示 缺 陷 的 程 度 或 能 發(fā) 現(xiàn) 最 小 缺 陷 的 能 力 ， 是檢 測(cè) 質(zhì) 量 的 標(biāo) 志 。 通 常 用 兩 種 方 式 表 示 ： 絕 對(duì) 靈 敏

42、度 ， 相 對(duì) 靈 敏 度 。 第 三 節(jié) 射 線 照 相 檢 測(cè) 技 術(shù) 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 1、 絕 對(duì) 靈 敏 度 ： 指 在 射 線 膠 片 上 能 發(fā) 現(xiàn) 被 檢 測(cè) 試 件 中 與 射 線平 行 方 向 的 最 小 缺 陷 尺 寸 。2、 相 對(duì) 靈 敏 度 ： 指 在 射 線 膠 片 上 能 發(fā) 現(xiàn) 被 檢 測(cè) 試 件 中 與 射 線平 行 方 向 的 最 小 缺 陷 尺 寸 占 試 件 厚 度 的 百 分 數(shù) 。 若 以 d表 示 為 被 檢 測(cè) 試 件 的 材 料 厚 度 ， x為 缺 陷 尺 寸 ， 則 其 相 對(duì) 靈 敏

43、度 為 %100 dxK目 前 ， 一 般 所 說(shuō) 的 射 線 照 相 靈 敏 度 都 是 指 相 對(duì) 靈 敏 度 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 射 線 照 相 中 ， 被 檢 工 件 中 的 最 小 缺 陷 是 無(wú) 法 確 切 知 道 的 ， 一 般 采 用 帶 有 人 工缺 陷 的 試 塊 ， 以 透 度 計(jì) 來(lái) 確 定 透 照 的 靈 敏 度 。 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 （ 二 ） 透 度 計(jì) 透 度 計(jì) 又 稱 像 質(zhì) 指 示 器 ， 是 用 來(lái) 估 價(jià) 檢 測(cè) 靈 敏 度 的 一 種 標(biāo)準(zhǔn) 工 具 ， 同 時(shí) 也 常 用 來(lái) 選 取 或 驗(yàn) 證 射 線 檢 驗(yàn) 的

44、 透 照 參 數(shù) 。 在 透視 照 相 中 ， 要 評(píng) 定 缺 陷 的 實(shí) 際 尺 寸 是 困 難 的 ， 因 此 ， 要 用 透度 計(jì) 來(lái) 做 參 考 比 較 。 因 此 ， 用 透 度 計(jì) 測(cè) 得 的 靈 敏 度 表 示 底 片 的影 像 質(zhì) 量 。 同 時(shí) ， 還 可 以 用 透 度 計(jì) 來(lái) 鑒 定 照 片 的 質(zhì) 量 和 作 為 改進(jìn) 透 照 工 藝 的 依 據(jù) 。 透 度 計(jì) 要 用 與 被 透 照 工 件 材 質(zhì) 、 吸 收 系 數(shù)相 同 或 相 近 的 材 料 制 成 。 常 用 的 透 度 計(jì) 主 要 有 兩 種 ： 槽 式 透 度計(jì) 和 金 屬 絲 透 度 計(jì) 。 第 二 章

45、 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 1、 槽 式 透 度 計(jì) 槽 式 透 度 計(jì) 的 基 本 設(shè) 計(jì) 是 在 平 板 上 加 工 出 一 系 列 的 矩 形槽 ， 其 規(guī) 格 尺 寸 如 圖 所 示 。 槽 深 h一 般 0.1-6mm， 用 這 種 透 度計(jì) 計(jì) 算 靈 敏 度 ： 對(duì) 不 同 厚 度 的 工 件 照 相 ， 可 分 別 采 用 不 同 型 號(hào) 的 透 度 計(jì) 。 %100 dT hK 槽 式 透 度 計(jì) 示 意 圖 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 被 檢 工 件 厚 度 透 度 計(jì)厚 度 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 2、 金 屬 絲 透 度

46、 計(jì) 金 屬 絲 透 度 計(jì) 是 以 一 套 （ 7 11根 ） 不 同 直 徑 （ 0.1 4.0 mm） 的 金 屬 絲 均 勻 排 列 ， 粘 合 于 兩 層 塑 料 或 薄 橡 皮 中 間 而 構(gòu) 成的 。 為 區(qū) 別 透 度 計(jì) 型 號(hào) ， 在 金 屬 絲 兩 端 擺 上 與 號(hào) 數(shù) 對(duì) 應(yīng) 的 鉛 字或 鉛 點(diǎn) 。 金 屬 絲 一 般 分 為 兩 類(lèi) ， 透 照 鋼 材 時(shí) 用 鋼 絲 透 度 計(jì) ， 透照 鋁 合 金 或 鎂 合 金 時(shí) 用 鋁 絲 透 度 計(jì) 。 其 靈 敏 度 為 ： 金 屬 絲 透 度 計(jì) 示 意 圖 第 二 章 射 線 檢 測(cè) %100 AbK b為 觀

47、察 到 的 最 小 金 屬 絲 直 徑 ；A為 被 透 照 工 件 部 位 的 總 厚 度 。 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 使 用 透 度 計(jì) 時(shí) ， 其 擺 放 位 置 直 接 影 響 檢 測(cè) 靈 敏 度 。 原 則 上應(yīng) 將 其 置 于 透 照 靈 敏 度 最 低 的 位 置 ， 所 以 一 般 放 在 工 件 上 靠 近射 線 源 的 一 側(cè) ， 并 靠 近 透 照 場(chǎng) 邊 緣 的 表 面 上 ， 并 應(yīng) 使 淺 槽 或 金屬 絲 直 徑 小 的 一 側(cè) 遠(yuǎn) 離 射 線 束 中 心 ， 這 樣 可 保 證 整 個(gè) 被 透 照 區(qū)的 靈 敏 度 達(dá) 到 靈 敏 度 要 求 。

48、 每 張 底 片 上 原 則 上 都 必 須 有 透 度 計(jì) 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 透 度 計(jì) 的 使 用 方 法 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 二 、 增 感 屏 及 增 感 方 式 的 選 擇 由 于 X射 線 和 射 線 波 長(zhǎng) 短 ， 對(duì) 膠 片 的 感 光 效 應(yīng) 差 ， 一 般 X射 線 進(jìn) 入 膠 片 并 被 吸 收 的 效 率 很 低 ， 只 能 吸 收 大 約 1 的 有 效射 線 能 量 ， 因 此 要 得 到 一 張 清 晰 的 底 片 需 很 長(zhǎng) 的 感 光 時(shí) 間 。 為了 增 加 膠 片 的 感 光 速 度 ， 利 用 某 些 增 感 物 質(zhì)

49、在 射 線 作 用 下 能 激發(fā) 出 熒 光 或 產(chǎn) 生 次 級(jí) 射 線 ， 從 而 加 強(qiáng) 對(duì) 膠 片 的 感 光 作 用 。 在 射線 透 視 照 相 中 ， 所 用 的 增 感 物 質(zhì) 稱 為 增 感 屏 ， 其 增 感 系 數(shù) 為 量時(shí) ， 用 增 感 屏 所 需 曝 光產(chǎn) 生 相 同 的 攝 影 密 度 時(shí) ， 無(wú) 增 感 所 需 曝 光 量在 攝 影 密 度 為 DDK 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 射 線 的 曝 光 量 通 常 以 射 線 強(qiáng) 度 I和 時(shí) 間 t的 乘 積 表 示 ， 即 E=It， E的 單位 為 mCih(毫 居 里小 時(shí) )。 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢

50、 測(cè) 方 法 增 感 屏 通 常 有 三 種 ： 熒 光 增 感 屏 、 金 屬 增 感 屏 和 金 屬 熒 光增 感 屏 。 1、 熒 光 增 感 屏 熒 光 增 感 屏 是 利 用 熒 光 物 質(zhì) （ 常 用 鎢 酸 鈣 CaWO4） 被 射 線 激 發(fā) 產(chǎn) 生 熒光 實(shí) 現(xiàn) 增 感 作 用 的 ， 其 結(jié) 構(gòu) 如 圖 所 示 。 它 是 將 熒 光 物 質(zhì) 均 勻 地 涂 布 在 質(zhì) 地均 勻 而 光 滑 的 支 撐 物 (硬 紙 或 塑 料 薄 板 等 )上 ， 再 覆 蓋 一 層 薄 薄 的 透 明 保 護(hù)層 組 合 而 成 的 。 熒 光 增 感 屏 構(gòu) 造 示 意 圖 第 二 章

51、 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 2、 金 屬 增 感 屏 金 屬 增 感 屏 在 受 射 線 照 射 時(shí) 產(chǎn) 生 二 次 射 線 對(duì) 膠 片 起 感 光作 用 。 其 增 感 較 小 ， 一 般 只 有 2 7倍 。 金 屬 屏 的 增 感 特 性 通常 是 ， 原 子 序 數(shù) 增 加 ， 增 感 系 數(shù) 上 升 ， 輻 射 波 長(zhǎng) 愈 短 ， 增 感作 用 越 顯 著 。 但 是 原 子 序 數(shù) 越 大 ， 激 發(fā) 能 量 也 要 相 應(yīng) 提 高 ，如 果 射 線 能 量 不 能 使 金 屬 屏 的 原 子 電 離 或 激 發(fā) ， 則 不 起 增 感作 用 。 如

52、 鉛 增 感 屏 ， 當(dāng) 管 電 壓 低 于 80 kV時(shí) ， 則 基 本 上 無(wú) 增感 作 用 。 在 生 產(chǎn) 實(shí) 踐 中 ， 多 采 用 鉛 、 金 箔 、 錫 等 原 子 序 數(shù) 較高 的 材 料 作 金 屬 增 感 屏 ， 因 為 鉛 的 壓 延 性 好 ， 吸 收 散 射 線 的能 力 強(qiáng) 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 3、 金 屬 熒 光 增 感 屏 金 屬 熒 光 增 感 屏 是 在 鉛 箔 上 涂 一 層 熒 光 物 質(zhì) 組 合 而 成 的 ， 其 結(jié) 構(gòu) 如 圖 所 示 。 它 具 有 熒 光 增 感 的 高 增 感 系 數(shù) ， 又

53、 有 吸 收散 射 線 的 作 用 。 金 屬 熒 光 增 感 屏 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 4、 增 感 方 式 的 選 擇 增 感 方 式 的 選 擇 通 常 考 慮 三 方 面 的 因 素 ： 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 對(duì) 檢 測(cè)的 要 求 、 射 線 能 量 和 膠 片 類(lèi) 型 。 就 清 晰 度 來(lái) 講 ， 金 屬 增 感 屏 最 高 ， 熒 光 增 感 屏 最 低 。5、 使 用 增 感 屏 時(shí) 的 注 意 事 項(xiàng) ： P54 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 三 、 曝 光 曲 線 1、 曝

54、 光 曲 線 影 響 透 照 靈 敏 度 的 因 素 很 多 ， 通 常 選 擇 工 件 厚 度 、 管 電 壓 、管 電 流 和 曝 光 量 作 為 可 變 參 量 ， 其 他 條 件 相 對(duì) 固 定 。 根 據(jù) 具 體條 件 作 出 的 工 件 厚 度 、 管 電 壓 和 曝 光 量 之 間 的 相 互 關(guān) 系 曲 線 ，是 正 確 制 定 射 線 檢 測(cè) 工 藝 的 依 據(jù) ， 這 種 關(guān) 系 曲 線 叫 曝 光 曲 線 。 曝 光 曲 線 有 多 種 形 式 ， 常 用 的 是 工 件 厚 度 和 曝 光 量 曲 線 、工 件 厚 度 和 管 電 壓 曲 線 。 第 二 章 射 線 檢

55、 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 不 同 管 電 壓 下 ， 材 料 厚 度 與 曝 光 量 的 關(guān) 系 曲 線 ， 曝 光 量 x與 材 料 厚 度 d的 關(guān) 系 為 ： Cdx x與 d呈 線 性 關(guān) 系 。用 各 種 不 同 的 電 壓 試 驗(yàn)時(shí) ， 就 可 以 得 出 一 組 斜率 逐 漸 變 化 的 曲 線 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 材 料 厚 度 與 曝 光 量 關(guān) 系 曲線 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 不 同 焦 距 下 ， 材 料 厚 度 與 管 電 壓 的 關(guān) 系 曲 線 。 由 于 底片 黑 度 要 求 一 定 ， 所 以 曝 光 量 x

56、為 一 常 數(shù) ， 如 果 被 透 照 的 材 料固 定 ， 則 d增 大 時(shí) 吸 收 系 數(shù) 必 須 減 小 。 所 以 管 電 壓 要 相 應(yīng) 增大 。 U1 第 二 章 射 線 檢 測(cè) )nm(24.1 min U dd eII 0 波 長(zhǎng) 越 小 ， 射 線 越 硬 ， 穿 透 能力 越 強(qiáng) ， 吸 收 系 數(shù) 越 小射 線 能 量 不 變 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 材 料 厚 度 與 管 電 壓 的 關(guān) 系 曲 線 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 無(wú) 增 感鉛 增 感熒 光 增 感 若 以 材 料 厚 度 d為 橫 軸 ，管 電 壓 U為 縱 軸 ， 則 在 一 定 焦距

57、 下 的 厚 度 所 對(duì) 應(yīng) 的 管 電 壓 可以 連 成 一 條 曲 線 。 以 不 同 的 焦距 試 驗(yàn) 時(shí) ， 就 可 得 到 一 組 曲 線 。 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 2、 曝 光 參 數(shù) 1） 射 線 的 硬 度 射 線 硬 度 是 指 射 線 的 穿 透 力 ， 由 射 線 的 波 長(zhǎng) 決 定 。 波 長(zhǎng) 越短 硬 度 越 大 ， 則 穿 透 力 就 越 強(qiáng) ， 吸 收 系 數(shù) 越 小 。 X射 線 波 長(zhǎng) 的長(zhǎng) 短 由 管 電 壓 所 決 定 ， 管 電 壓 愈 高 ， 波 長(zhǎng) 愈 短 。 射 線 硬 度 對(duì)透 照 膠 片 影 像 的 質(zhì) 量 有 很 大 關(guān)

58、系 。 因 此 ， 選 擇 射 線 的 硬 度 尤為 重 要 。 通 常 將 60 150 kV定 為 中 等 硬 度 X射 線 ， 60 kV以 下 定 為軟 X射 線 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 當(dāng) 一 束 強(qiáng) 度 為 I0的 射 線 ， 通 過(guò) 被 透 照 厚 度 為 d的 物 體 后 ， 其 強(qiáng) 度將 衰 減 為 Id； 通 過(guò) 一 厚 度 為 x的 缺 陷 后 ， 其 強(qiáng) 度 為 Ix 。Ix Id稱 為 對(duì) 比 度 或 主 因 襯 度 ， 即 xdx eII )( 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 假 設(shè) 缺 陷 內(nèi) 為 空 氣 ， 則 可

59、忽 略 不 計(jì) ， 則 xdx eII 在 工 業(yè) 射 線 透 照 中 ， 總 是 希 望 膠 片 上 的 影 像 襯 度 盡 可 能 高 ， 以 保證 檢 測(cè) 質(zhì) 量 。 因 此 ， 射 線 硬 度 盡 可 能 選 軟 些 （ 思 考 :射 線 波 長(zhǎng) 大 ？ 小 ？ ） 。但 如 果 希 望 在 材 料 的 厚 薄 相 鄰 部 分 一 次 曝 光 ， 則 要 選 用 較 硬 的 射 線 。 為 了 提 高 某 些 低 原 子 序 數(shù) 、 低 密 度 和 薄 壁 材 料 的 檢 測(cè) 靈 敏 度 ， 應(yīng)采 用 軟 射 線 ， 即 低 能 X射 線 照 相 法 。 2） 射 線 的 影 像 襯

60、度 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 3） 射 線 的 曝 光 量 射 線 的 曝 光 量 通 常 以 射 線 強(qiáng) 度 I和 時(shí) 間 t的 乘 積 表 示 ， 即 E=It，E的 單 位 為 mCih(毫 居 里小 時(shí) )。 對(duì) X射 線 來(lái) 說(shuō) ， 當(dāng) 管 壓 一 定 時(shí) ， 其強(qiáng) 度 與 管 電 流 成 正 比 。 因 此 X射 線 的 曝 光 量 通 常 用 管 電 流 i和 時(shí) 間 t的乘 積 來(lái) 表 示 ， 即 E =it 單 位 為 mAmin或 mAs 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 一 般 在 選 用 管 電 流 和 曝 光 時(shí) 間 時(shí) ， 在 射 線 設(shè)備 允 許 范 圍

61、 內(nèi) ， 管 電 流 總 是 取 得 大 些 ， 以 縮 短曝 光 時(shí) 間 并 減 少 散 射 線 的 影 響 。 此 外 ， X射 線 從 窗 口 呈 直 線 錐 體 輻 射 ， 在 空 間 各 點(diǎn) 的 分 布 強(qiáng) 度與 該 點(diǎn) 到 焦 點(diǎn) 的 距 離 平 方 成 反 比 。 即 21 2221 )( )(LLII 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 4） 射 線 照 相 對(duì) 比 度 射 線 照 片 上 影 像 的 質(zhì) 量 由 對(duì) 比 度 、 不 清 晰 度 、 顆 粒 度 決定 。 影 像 的 對(duì) 比 度 是 指 射 線 照 片 上 兩 個(gè) 相 鄰 區(qū) 域 的 黑 度 差 。如 果

62、兩 個(gè) 區(qū) 域 的 黑 度 分 別 為 D1、 D2， 則 它 們 的 對(duì) 比 度 為 ： D=D1-D2 。 影 像 的 對(duì) 比 度 決 定 了 在 射 線 透 照 方 向 上 可 識(shí) 別 的細(xì) 節(jié) ， 影 像 的 不 清 晰 度 決 定 了 在 垂 直 于 射 線 透 照 方 向 上 可 識(shí)別 的 細(xì) 節(jié) 尺 寸 ， 影 像 的 顆 粒 度 決 定 了 影 像 可 記 錄 的 細(xì) 節(jié) 最 小尺 寸 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 射 線 在 穿 透 物 體 的 過(guò) 程 中 會(huì) 與 物 質(zhì) 發(fā) 生 相 互 作 用 ,因 吸 收 和 散 射 而 使 其 強(qiáng) 度 減 弱 .強(qiáng) 度 衰 減 程 度

63、 取決 于 物 質(zhì) 的 衰 減 系 數(shù) 和 射 線 在 物 質(zhì) 中 穿 越 的 厚 度 .如 果 被 透 照 物 體 （ 試 件 ） 的 局 部 存 在 缺 陷 ,且 構(gòu)成 缺 陷 的 物 質(zhì) 的 衰 減 系 數(shù) 又 不 同 于 試 件 ,該 局 部 區(qū) 域 的 透 過(guò) 射 線 強(qiáng) 度 就 會(huì) 與 周 圍 產(chǎn) 生 差 異 .把 膠 片放 在 適 當(dāng) 位 置 使 其 在 透 過(guò) 射 線 的 作 用 下 感 光 ,經(jīng) 暗 室 處 理 后 得 到 底 片 .底 片 上 各 點(diǎn) 的 黑 化 程 度 取 決于 射 線 照 射 量 （ 射 線 強(qiáng) 度 、 照 射 時(shí) 間 ） ,由 于 缺 陷 部 位 和

64、完 好 部 位 的 透 射 射 線 強(qiáng) 度 不 同 ,底 片 相 應(yīng)部 位 就 會(huì) 出 現(xiàn) 黑 度 差 異 .底 片 相 鄰 區(qū) 域 的 黑 度 差 定 義 為 對(duì) 比 度 . 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 5） 焦 距 焦 距 是 指 從 放 射 源 (焦 點(diǎn) )至 膠 片 的 距 離 。 焦 距 選 擇 與 射 線 源 的 幾 何 尺寸 和 試 件 厚 度 有 關(guān) 。 由 于 射 線 源 有 一 定 的 幾 何 尺 寸 ， 從 而 產(chǎn) 生 幾 何 不 清 晰度 Ug， 如 圖 所 示 。 由 相 似 三 角 形 關(guān) 系 ， 求 出 ： bF bU g 式 中 ： 為 射 線 源

65、 的 幾 何 尺 寸 ； F為 焦 點(diǎn) 至 膠 片 的 距 離 ； a為 焦 點(diǎn) 至 缺 陷 的 距 離 ； b為 缺 陷 至 膠 片 的 距 離 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 透 照 影 像 幾 何 不 清 晰 度 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 6) 等 效 系 數(shù) 兩 塊 不 同 厚 度 的 不 同 材 料 在 入 射 強(qiáng) 度 為 I0的 射 線 源 照 射 下 ，若 得 到 相 同 的 出 射 強(qiáng) 度 Ix， 則 稱 二 者 為 “ 等 效 ” 。 它 們 的 厚 度之 比 稱 為 材 料 的 “ 等 效 系 數(shù) ” 。 根 據(jù) 等 效 系 數(shù) 的 定 義 ， 可 以 從一

66、 條 常 用 材 料 的 曝 光 曲 線 上 查 出 另 一 種 材 料 的 等 效 厚 度 所 對(duì) 應(yīng)的 管 電 壓 。 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 （ 一 ） 平 板 型 工 件讓 X射 線 從 前 方 照 射 ， 膠 片 放 在 被 檢 查 部 位 的 后 面 。四 、 典 型 工 件 焊 縫 的 透 照 方 向 選 擇 第 二 章 射 線 檢 測(cè) 縱 縫 透 照 法 :縱 縫 即 平 板 對(duì) 接 焊 縫 或 筒 體 縱 縫 ， 縱 縫 透 照法 是 最 常 用 的 透 照 方 法 。 第 6章 常 用 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 （ 二 ） 圓 管 特 別 注 意 膠 片 與 被 檢 部 位 緊 密 貼 合 ， 并 使 錐 形 中 心 的 輻 射 線 與被 檢 區(qū) 域 中 心 的 切 面 垂 直 。1、 環(huán) 縫 外 透 法膠 片 在 內(nèi) ， 射 線 由 外 向 里 穿 過(guò) 單 層 壁 厚 對(duì) 焊 縫 進(jìn) 行 透 照 。2、 環(huán) 縫 內(nèi) 透 法 膠 片 在 外 ， 射 線 由 里 向 外 照 射 ， 特 別 適 用 于 壁 厚 大 直 徑 小