射线无损检测

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中子射线
本质：由中性粒子组成的粒子流。 产生原理：原子核受到外来粒子的轰击时产生核 反应，中子从原子核里释放出来。 特性：不带电，穿透能力强。
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X射线
本质：高能电磁辐射。
产生原理：由高速电子轰击的金属靶产生。
特性：有较强的穿透能力，且只有通过与物质 相互作用，才能使物质间接地产生电离效应。
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射线检测方法
传统方法： 照相法 电离检测法 荧光屏直接观察法
新进展： 射线ＣＴ
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照相法
胶片照相检测法的原理： 将感光材料（胶片） 置于备件试件后面， 用来接收透过试件后 的射线，因为胶片如 光机的摄影作用与感 受到的射线强度有直 接的关系，经过暗室 处理后，就会得到被 检物的结构影像。
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描述中子射线的参数
强度：中子源单位时间内发射出来的中子数目， 对于每次核反应释放一个中子的过程，中子强度 等于单位时间内靶物质中发生的核反应数。 能量：和中子的速度有关，0.1MeV以上称为快中 子，1keV以下称慢中子，之间的为中能中子。 10^-2eV左右的中子相当于分子原子晶格处于热 运动平衡的能量，所以又叫热中子。

局部夹渣
某钢板对接焊缝，V型坡口

线状夹渣
某钢板对接焊缝，V型坡口
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(3)孔洞类
密集气孔
某钢板对接焊缝，V型坡口，焊接方式： 手工电弧焊
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伪缺陷
定义：非缺陷影像、人为的瑕疵影像。 胶片本生质量存在问题。 胶片保管、剪切、装取、暗室操作处理不当。 射线检测操作不当。 伪缺陷来源： 机械损伤或表面附着物形成（如指纹、折痕、
（1）管电压：决定X射线的穿透能力，管电压越 高，穿透能力越强，可检测的工件越厚。满足 穿透能力下尽量选用低电压，以减少散射影响， 提高清晰度。管电压越高，缺陷显现的灵敏度 越低。 （2）管电流：影响检测时曝光时间的长短，管 电流越大，曝光时间越短，故管电流应尽可能 大些。 （3）焦点形式及尺寸：形式有点焦点和线焦点； 尺寸指焦点的大小。焦点减小，有利于提高检 测灵敏度和检测分辨率。
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四、射线的危害及防护
射线的生物效应：射线作用于物体时由于电离作用，造成 生物的细胞、组织、器官的损伤，引起病理反应。可以表 现在受照者本身，也可出现在受照者的后代。
辐射损伤：电离辐射产生的各种生物效应对人体造成的损 伤。主要有急性损伤和慢性损伤两种类型。
急性损伤：短时间内全身受到大剂量的照射，造成中枢神 经系统、造血系统、消化系统等急性损伤。 慢性损伤：长时间受到超过允许水平的低剂量的照射，在 受照数年甚至数十年后出现的辐射生物效应。引发白血病， 皮肤癌、肺癌、骨癌等，再生障碍性贫血、白内障、寿命 缩短等。
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γ射线无损检测
检测原理：当γ 射线穿过（照射）物 质时，该物质的密度越大，射线强度减 弱得越多，即射线能穿透过该物质的强 度就越小。此时，若用照相底片接收， 则底片的感光量就小；若用仪器来接收，
获得的信号就弱。因此，用γ 射线来照
射待探伤的零部件时，若其内部有气孔、 夹渣等缺陷，射线穿过有缺陷的路径比 没有缺陷的路径所透过的物质密度要小
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（一）、射线无损检测
射线检测的基本原理

射线在穿过物质的过程中将发生衰减而使其强度降低， 衰减的程度取决于被检测材料的种类，射线种类及被 穿透的距离，利用各部位对入射射线的衰减不同，透 射射线的强度分布不均匀。由此，可检测出物体表面 或内部的缺陷，包括缺陷的种类、大小和分布情况。
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线源：
划伤、水印等）药物玷污等。 化学作用形成（如漏光、感光）。
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（三）、射线在农业上的应用
1、射线治害虫
2、射线刺激生物生长 3、辐射诱变育种
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（四）、射线在医疗上的应用
1、射线治病 （1）射线抗癌。用放射性 同位素60Co、137Cs等的γ射 线加速产生的电子束来杀 死癌细胞; （2）131I不仅可以用于诊 断甲状腺功能病变，也可 以用它对甲状腺组织的抑 制和杀伤作用来减少甲状 腺激素的合成和分泌，治 疗甲状腺功能亢进 ； （3）用32P治疗真性红细胞 增多症。
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红外检测
红外线探伤原理： 只要物体具有一定温度，它就要向外发射红外线， 且红外辐射的强度可由斯蒂芬-玻尔兹曼定律表示 为： M=εσT4 其中ε为灰体发射系数，T为绝对温度，σ为斯蒂 芬-玻尔兹曼常数。
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红外热像仪无损检测原理图
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检测方法
被动式红外检测 所谓被动式系指进行红外 检测时不对被测目标加热， 仅仅利用被测目标的温度 不同于周围环境温度的条 件，在被测目标与环境的 热交换过程中进行红外检 测的方式。被动式红外检 测应用于运行中的设备、 元器件和科学试验中。由 于它不需要附加热源，在 生产现场基本都采用这种 方式。
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射线的防护
防护的基本原则是避免或尽量减少来自体外的各 种射线对人体照射的时间和剂量。
（1）距离防护：尽可能远离射线源，距离越远，受到的射线 照射剂量越小。 （2）时间防护：在不可能采取距离防护的条件下（如一些特 殊的射线工作者），就尽可能减少受到射线照射到时间。 （3）屏蔽防护：在射线源的周围设置能够吸收或阻挡射线的 物体（成为屏蔽物），尽可能减弱射线到达人体时的强度和能 量。


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二、射线的分类
定义：射线是由各种放射性核素，或者原子、电 子、中子等粒子在能量交换过程中发射出的、具 有特定能量的粒子或光子束流。 分类：γ 射线，α 射线，β 射线，中子射线，X
射线，紫外线，红外线，激光
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γ 射线
本质：波长很短的高能电磁波。
产生原理：放射性原子核在发生α 衰变、β 衰变 后产生的新核往往处于高能量级，要向低能级跃 迁，辐射出γ 光子。 特性：不带电；电离能力弱；穿透能力强。
电离检测法：
射线穿过气体时会 产生电离效应，产生 电离电流，电离电流 的大小与射线的强度 有关。通过对电流强 度的测量，根据其强 度的分布来判断试件 的完整性。
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荧光屏直接观察法： 将透过试件的射线投 射到涂有荧光物质 （ZnS或CaS）的荧 光屏上，激发出荧 光，成为可见影像， 由此直接辨认被检 测件中是否存在缺 陷。
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红外检测技术的优缺点
优点 1、操作安全：由于红外监测不需要与设备直接接触,所以 操作十分安全。这在带电设备、转动设备、高空设备 的监 测 中表现尤为突出。 2、灵敏度高：现代红外探测器对红外辐射的探测灵敏度很 高,以此类探测器为基础构成的红外监测设备,对温度 的分 辨率很高,可以发现设备不同部位存在 温 度 差别,可 以监 测诊断 出设备热状态 的细微变化。 3、诊断效率高：由于红外探测器的响应速度高达纳秒级, 因此可迅速采集、处理和显示设备的红外辐射,大大提高设 备监测诊断的效率。 缺点 红外监测技术存在的主要问题为一是红外测量主要是表面 的热状态,不能确定物体内部的热状态 二是红外无损监测设 备是高科技产品,更新换代迅速,生产批量不大,因此与其他 检测仪器或常规监测设备相比价格昂贵。
得多，其强度就减弱得少些，即透过的
强度就大些，若用底片接收，则感光量 就大些，就可以从底片上反映出缺陷垂 直于射线方向的平面投影。
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常用γ射线源的特性
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中子射线检测
检测原理： 中子源发生的中子束射 向被检测的物体，由于 物体的吸收和散射，中 子的能量被衰减，衰减 的程度取决于物体的成 分，穿过物体的中子束 被影像记录仪所接收而 形成物体的射线照片。
紫外线：是一种穿透力很弱的非电离辐射。 红外线：波长介于微波与可见光之间的电磁波， 波长在760nm至1mm之间，比红光长的非可见光。 激光：二十世纪六十年代发展起来的一种新光源。 激光也是一种电磁波，波长较长，能量较低。
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三、射线的应用
（一）射线无损检测 （二）射线消毒灭菌 （三）射线在农业上的应用 （四）射线在医疗上的应用 （五）射线与环保
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α 射线
本质：是高速运动的带正电的氦原子核。 产生原理：放射性元素经α 衰变放出带正电的α 粒子。 特性：电离能力最强，穿透能力最弱。在空气中 的射程只有1-2厘米，通常用一张纸就可以挡住。
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β 射线
本质：是高速运动的电子流。
产生原理：放射性元素经β 衰变放出带负电的β 粒子。 特性：带负电荷，质量很小，贯穿本领比α 粒子 强，电离能力比α 粒子弱。
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加热的方式
1、稳态加热：将被测目标加热到其内部温度达到均匀稳定的状 态时，再把它置放于一个低于(或高于)该恒定温度的环境中进行 红外检测。 这种方式多用于材料的质量检测，如被测物内部有裂纹、孔洞或 脱粘等缺陷时，则被测物与环境的热交换中热流将受到缺陷的阻 碍，其相应的外表面就会产生温度的变化，与没有缺陷的表面相 比则会出现温差。 2、非稳态加热：对被测目标加热，不需要使其内部温度达到均 匀稳定状态，而在它的内部温度尚不均匀、具有导热的过程中即 进行红外检测。 3、如将热量均匀地注入被测目标，热流进入内部的速度要由它 的内部状况决定，若内部有缺陷，则会成为阻档热流的热阻，经 一定时间会产生热量堆积，在其相应的表面会产生热的异常。缺 陷造成的热流变化取决于缺陷的位置、走向、几何尺寸和材料的 热物理性能。
检测成本高。 对体积型缺陷检测的灵敏度较高，对 平面型缺陷的检测灵敏度较低。（如 裂纹，射线方向与其垂直时不易检测， 平行时才能。） 需双面法检测。
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射线检测的应用
目前主要应用于： （1）机械，兵器，船舶，电子，石 油化工，土木工程，航空航天等领 域中的铸件和焊缝的检测。 （2）机场，车站，码头，海关等的 安全检查。 （3）也可以用来检测材料的厚度。
X射线 γ射线
中子射线
红外线
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x射线无损检测