第二章 射线检测-1 无损检测 教学课件
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无损检测(射线,超声)
3.1.3 射线的产生
射线的性质，有利、有弊，应该科学地加以利 用和防范！射线学就是研究如何利用与防范射线 的科学。下面介绍产生x射线的主要设备: (1）x光管基本组成： • 阴极部件：灯丝（钨丝）——发射电子； 阴极罩——聚焦电子。 • 阳极部件：阳极靶——接收电子； 冷却介质——散热作用。 • 真空管——玻璃或金属陶瓷制作的真空外罩。
2.3.1 常用的无损探伤方法及探伤原理
(2)超声波探伤（Ultrasonic testing）—— 是利用超声波在 物质中传播（Propagation）、反射（Reflection）和 （Decay）等物理性质来发现缺陷的。 该法与射线探伤法形成优势互补. (3)磁力探伤（Magnetic testing）—— 是通过对铁磁材料 进行磁化所产生的漏磁场（Leakage magnetic field） 来发现其表面及近表面缺陷的。 在黑色金属（ ferrous metal ）的表面检测中应用广泛.
3.1.2 射线的性质 (1)不可见，直线传播—具有隐蔽性和指向性； (2)不带电，因而不受电磁场影响—电中性； (3)能穿透物质,但有衰减—具有穿透性和衰减性； 对同1种射线而言，功率越大，穿透性越强，衰减越慢； (4)能与某些物质产生光化作用，使荧光物质发光；可 使胶片感光—可成像； (5)能使某些气体电离—即产生电离辐射； (6)与光波一样，有反射、折射、干涉现象； (7)能产生生物效应，伤害和杀死生物细胞 —对人体有害。（此点非常重要）
2.3 无损检测方法 的种类及其适用性
2.3.1 常用的无损探伤方法及探伤原理
材料或工件未知工艺缺陷的检测中常用的无损 探伤方法有： (1)射线探伤（Ray Testing） —— 是利用射线的穿 透性（Penetrability）和衰减性（Decay）来发现 缺陷，即射线能够穿透物质并且在物质中有衰 减的物理特性来发现缺陷的。 该法是工业生产中最常用的NDT方法!
射线检测的主要方法及原理PPT课件
荧光与闪烁原理
总结词
某些物质在射线作用下会发出荧光或闪烁光，可用于检测和 识别物质。
详细描述
某些物质在射线作用下会发出荧光或闪烁光，这是因为射线 能量激发了物质的电子，使其跃迁至较高能级，当电子返回 低能级时释放出光子。这种荧光或闪烁光可用于检测和识别 物质。
成像与重建原理
总结词
通过测量穿过被检测物体的射线，利用计算机技术重建物体的内部结构。
射线检测的主要方法及原理ppt课 件
目录
• 射线检测概述 • 射线检测的主要方法 • 射线检测的原理 • 射线检测的应用领域
01
射线检测概述
定义与特点
定义
射线检测是一种无损检测技术， 通过利用放射性物质发射的射线 对物体进行穿透，检测物体的内 部结构和缺陷。
特点
射线检测具有非破坏性、高精度 和高可靠性，能够检测各种材料 和复杂结构的内部缺陷和异常。
在焊接过程中，射线检测能够检测出 焊缝中的裂纹、气孔、夹杂等缺陷， 确保焊接质量。
复合材料检测
射线检测能够检测复合材料中的分层、 脱粘、孔洞等缺陷，确保复合材料的 质量和安全性。
石油和天然气管道检测
射线检测能够检测管道焊缝的内部缺 陷，确保管道的安全运行。
医学影像诊断
01
02
03
X射线成像
利用X射线穿透人体组织， 在胶片或数字成像设备上 形成影像，用于诊断骨折、 肺部感染等。
γ射线检测
γ射线检测是利用放射性元素发出的γ 射线对物质进行穿透，通过测量穿透 后的γ射线强度来检测物质内部结构 的一种无损检测方法。
γ射线检测的优点是检测速度快、精 度高、对形状复杂的部件也能进行全 面检测。
γ射线检测具有较高的穿透能力和较 高的分辨率，能够检测出金属、陶瓷、 玻璃等材料中的气孔、裂纹、夹杂物 等缺陷。
无损检测之射线检测ppt课件
的对接接头，AB级在特种设备检测中一般采用AB 级；在GB/T3323-2005《金属熔化焊焊接接头射 线照相》中分为二级：A级普通级；B级优化级，在 一般射线照相检测中采用A级对焊接接头进行照相 检测，B级一般用于重要设备、结构、特殊材料和 特殊焊接工艺制作的对接接头.
2021精选ppt
10
(五)射线检测法中主要事项
③工件至胶片距离b object-to-film distance：沿射线束中 心测定的工件受检部位射线源侧表面与胶片之间的距离；
④射线源至工件距离f source-to-object distance：沿射线 束中心测定的工件受检部位射线源与受检工件近源侧表面之间 的距离；
⑤焦距F focal distance：沿射线束中心测定的射线源与胶片 之间的距离；
2021精选ppt
14
胶片系统的主要特性指标
胶片 系统 类别
感光 速度
特性曲 线平均
梯度
感光乳 剂粒度
梯度最小值 Gmin
D=2.0 D=4.0
颗粒度最大值 σ
max
D=2.0
(梯度/颗粒度) 最小值
(G/σD)min
D=2.0
T1 低
高
微粒 4.3 7.4
0.018
270
T2 较低 较高 细粒 4.1 6.8
2021精选ppt
22
现场进行γ 射线检测对控制区和管理区的划分要求
B级射线检测技术：f≥15d·b2/3
F0=f+ b
按JB/T3323-2005《金属熔化焊焊接接头射线照相》规定：最
短焦距F0规定如下：
所选用的射线源至工件表面的距离f应满足下述要求：
A级射线检测技术：f≥7.5d·b2/3 F0=f+b
2021精选ppt
10
(五)射线检测法中主要事项
③工件至胶片距离b object-to-film distance：沿射线束中 心测定的工件受检部位射线源侧表面与胶片之间的距离；
④射线源至工件距离f source-to-object distance：沿射线 束中心测定的工件受检部位射线源与受检工件近源侧表面之间 的距离；
⑤焦距F focal distance：沿射线束中心测定的射线源与胶片 之间的距离；
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14
胶片系统的主要特性指标
胶片 系统 类别
感光 速度
特性曲 线平均
梯度
感光乳 剂粒度
梯度最小值 Gmin
D=2.0 D=4.0
颗粒度最大值 σ
max
D=2.0
(梯度/颗粒度) 最小值
(G/σD)min
D=2.0
T1 低
高
微粒 4.3 7.4
0.018
270
T2 较低 较高 细粒 4.1 6.8
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22
现场进行γ 射线检测对控制区和管理区的划分要求
B级射线检测技术：f≥15d·b2/3
F0=f+ b
按JB/T3323-2005《金属熔化焊焊接接头射线照相》规定：最
短焦距F0规定如下：
所选用的射线源至工件表面的距离f应满足下述要求：
A级射线检测技术：f≥7.5d·b2/3 F0=f+b
射线无损检测
40
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。
11
（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。
12
线源：
X射线 γ射线 中子射线 红外线
37
（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
38
（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。
29
工业射线CT结构原理图（以X射线为源例）
工业CT系统组成示意图
30
射线检测的优点
检测结果直观：图像信息。 缺陷定性比较容易(如气孔，夹杂
等)，定量，定位也比较方便。 检测结果可以保存。 适用对象广，对材料的种类（金属，
非金属及复合材料）及工件的形状 几乎没有限制。
射线检测—X射线检测基本原理(无损检测课件)
透照中，焦距的选择大多在600～800mm间。
5. 射线照相规范
♫
（4）曝光量的选择
曝光量E为射线强度I与曝光时间t的乘积，即 E = I·t。曝
光量的大小要能保证足够的底片黑度。如果管电压偏高，
那么小的曝光量也能使底片达到规定黑度，但这样的底
片灵敏度不够好，所以焦距为600mm时X射线照相的曝光
一般规定底片黑度为1.5～4.0D的范围内。
5. 射线照相规范
♫
➢
➢
➢
（7）象质计（透度计）的应用
象质计是用来检查透照技术和胶片处理质量的。我国标准
规定使用线型象质计。
所谓射线照相的灵敏度是射线照相能发现最小缺陷的能力，
射线照相灵敏度分为绝对灵敏度和相对灵敏度。
绝对灵敏度是指射线透照某工件时能发现最小缺陷的尺寸，
第2节 X射线检测的基本原理
2. 物理基础
➢
单色窄束射线在穿过厚度非常小的均匀介质时，其衰减的
基本规律为：
I= 0 −
其中，I0 ——入射射线强度；
I —— 透射射线强度；
T —— 吸收体厚度；
μ —— 线衰减系数。
0.639
➢
半值层厚度： 1Τ =
➢
宽束连续谱射线衰减规律： = 0 1 + −
➢
愈是使用低能量的射线，吸收系数μ值就愈大，从而可以
得到ΔD较大的缺陷图象。
➢
在采用X射线时要尽可能降低管电压，在采用γ射线时，则
要选择能量较低的γ射线源。但是降低管电压会导致射线
穿透力减小，因而不能得到黑度足够的底片。所以降低管
电压也是有一定限度的。
➢
完整的说法是：在能穿透工件的前提下尽可能地降低X射
5. 射线照相规范
♫
（4）曝光量的选择
曝光量E为射线强度I与曝光时间t的乘积，即 E = I·t。曝
光量的大小要能保证足够的底片黑度。如果管电压偏高，
那么小的曝光量也能使底片达到规定黑度，但这样的底
片灵敏度不够好，所以焦距为600mm时X射线照相的曝光
一般规定底片黑度为1.5～4.0D的范围内。
5. 射线照相规范
♫
➢
➢
➢
（7）象质计（透度计）的应用
象质计是用来检查透照技术和胶片处理质量的。我国标准
规定使用线型象质计。
所谓射线照相的灵敏度是射线照相能发现最小缺陷的能力，
射线照相灵敏度分为绝对灵敏度和相对灵敏度。
绝对灵敏度是指射线透照某工件时能发现最小缺陷的尺寸，
第2节 X射线检测的基本原理
2. 物理基础
➢
单色窄束射线在穿过厚度非常小的均匀介质时，其衰减的
基本规律为：
I= 0 −
其中，I0 ——入射射线强度；
I —— 透射射线强度；
T —— 吸收体厚度；
μ —— 线衰减系数。
0.639
➢
半值层厚度： 1Τ =
➢
宽束连续谱射线衰减规律： = 0 1 + −
➢
愈是使用低能量的射线，吸收系数μ值就愈大，从而可以
得到ΔD较大的缺陷图象。
➢
在采用X射线时要尽可能降低管电压，在采用γ射线时，则
要选择能量较低的γ射线源。但是降低管电压会导致射线
穿透力减小，因而不能得到黑度足够的底片。所以降低管
电压也是有一定限度的。
➢
完整的说法是：在能穿透工件的前提下尽可能地降低X射
射线检测—常见缺陷(无损检测课件)
源自第3节 常见缺陷及其影像特征
8. 关于射线照相法特点的概括
射线检测的优点和局限性概括如下：
➢ （1）检测结果有直接记录——底片 底片上记录的信息十分丰富，且可以长期保存——记录最真 实、最直观、最全面、可追踪性最好的检测方法。
➢ （2）可以获得缺陷的投影图象，缺陷定性定量准确。 射线照相对缺陷定性是最准的。在定量方面，对体积型缺陷 （气孔、夹渣类）的长度、宽度尺寸的确定也很准，其误差 大致在零点几毫米。但对面积型缺陷（如裂纹、未熔合类）， 如缺陷端部尺寸（高度和张口宽度）很小，则底片上影像尖 端延伸可能辨别不清，此时定量数据会偏小。
8. 关于射线照相法特点的概括
➢ （9）射线照相检测速度慢 一般情况下定向X射线机一次透照长度不超过300mm， 拍一张片子需10分钟，γ射线源的曝光时间一般更长。 射线照相从透照开始到评定出结果需数小时。
➢ （10）射线对人体有伤害 射线会对人体组织造成多种损伤，因此对职业放射性工 作人员剂量当量规定了限值。
➢ （6）有些试件结构和现场条件不适合射线照相。
8. 关于射线照相法特点的概括
➢ （7）对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的确定 比较困难
• 除了一些根部缺陷可结合焊接知识和规律来确定其在工件中厚度方向的 位置，很多缺陷无法用底片提供的信息定位。
• 缺陷高度可通过黑度对比的方法作出判断，但精确度不高，尤其影像细小 的裂纹类缺陷，其黑度测不准，用黑度对比方法测定缺陷高度的误差较大。
8. 关于射线照相法特点的概括
➢ （5）适宜检测对接焊缝，检测角焊缝效果较差，不适宜 检测板材、棒材、锻件。 检测角焊缝的透照布置比较困难，摄得底片的黑度变化 大，成像质量不够好；不适宜检验板材、棒材、锻件的 原因是板材、锻件中的大部分缺陷与板平行，射线照相 无法检出。此外棒材、锻件厚度较大，射线穿透比较困 难，效果也不好。
8. 关于射线照相法特点的概括
射线检测的优点和局限性概括如下：
➢ （1）检测结果有直接记录——底片 底片上记录的信息十分丰富，且可以长期保存——记录最真 实、最直观、最全面、可追踪性最好的检测方法。
➢ （2）可以获得缺陷的投影图象，缺陷定性定量准确。 射线照相对缺陷定性是最准的。在定量方面，对体积型缺陷 （气孔、夹渣类）的长度、宽度尺寸的确定也很准，其误差 大致在零点几毫米。但对面积型缺陷（如裂纹、未熔合类）， 如缺陷端部尺寸（高度和张口宽度）很小，则底片上影像尖 端延伸可能辨别不清，此时定量数据会偏小。
8. 关于射线照相法特点的概括
➢ （9）射线照相检测速度慢 一般情况下定向X射线机一次透照长度不超过300mm， 拍一张片子需10分钟，γ射线源的曝光时间一般更长。 射线照相从透照开始到评定出结果需数小时。
➢ （10）射线对人体有伤害 射线会对人体组织造成多种损伤，因此对职业放射性工 作人员剂量当量规定了限值。
➢ （6）有些试件结构和现场条件不适合射线照相。
8. 关于射线照相法特点的概括
➢ （7）对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的确定 比较困难
• 除了一些根部缺陷可结合焊接知识和规律来确定其在工件中厚度方向的 位置，很多缺陷无法用底片提供的信息定位。
• 缺陷高度可通过黑度对比的方法作出判断，但精确度不高，尤其影像细小 的裂纹类缺陷，其黑度测不准，用黑度对比方法测定缺陷高度的误差较大。
8. 关于射线照相法特点的概括
➢ （5）适宜检测对接焊缝，检测角焊缝效果较差，不适宜 检测板材、棒材、锻件。 检测角焊缝的透照布置比较困难，摄得底片的黑度变化 大，成像质量不够好；不适宜检验板材、棒材、锻件的 原因是板材、锻件中的大部分缺陷与板平行，射线照相 无法检出。此外棒材、锻件厚度较大，射线穿透比较困 难，效果也不好。
无损检测技术PPT课件
无损检测技术
NDT (Non-destructive Testing)
.
1
参考书
❖ （1）无损检测学，[日]石井勇五郎著，吴义译，机械工业出 版社1986年版
❖ （2）无损检测技术及其应用，张俊哲著，科学出版社1993 年版
❖ （3）无损检测基础，刘福顺著，北京航空航天大学出版社 2002年版
❖ （4）无损检测，李喜孟著，机械工业出版社2001年版 ❖ （5）无损检测技术，邵泽波著，化学工业出版社2003年版
.
19
表1-4 适用于不同厚度工件的无损检测技术
被检工件厚度
采用的无损检测方法
表面
目视检测；渗透检测
最薄件（壁厚≤1mm）
磁粉检测；涡流检测
较薄件（壁厚≤3mm）
微波检测；光全息检测；声全息检测
较厚件（壁厚≤100mm） 厚件（壁厚≤250mm） 最厚件（壁厚≤10m）
射线检测 中子照相；γ射线照相
被检件的中子透射或衰减，或用来发现X射线不能检出的内部结构或缺陷。
.
12
❖ 超声法
超声脉冲直接射入被检件，超声回波（透射衰减）能指出缺陷、界面
和不连续性的存在和位置。
.
13
❖ 磁粉法
将被检件或被检区域磁化，施加磁粉使覆盖整个表面区域，当任一处 的表面或近表面缺陷导致磁场畸变而泄漏时，相应的畸变泄漏的磁场便 吸附积聚磁粉。
力、晶粒大小。
❖ NDE（无损评估）：
除了进行上述检验外，还要掌握使用材料的负载条件、环 境条件等，综合评价材料完整性，判断材料及构件的性能和
可靠性。
.
5
3、无损检测的应用领域：
航空航天、石油化工、核发电站、铁道、造船、冶金、建筑、机 械等领域。
NDT (Non-destructive Testing)
.
1
参考书
❖ （1）无损检测学，[日]石井勇五郎著，吴义译，机械工业出 版社1986年版
❖ （2）无损检测技术及其应用，张俊哲著，科学出版社1993 年版
❖ （3）无损检测基础，刘福顺著，北京航空航天大学出版社 2002年版
❖ （4）无损检测，李喜孟著，机械工业出版社2001年版 ❖ （5）无损检测技术，邵泽波著，化学工业出版社2003年版
.
19
表1-4 适用于不同厚度工件的无损检测技术
被检工件厚度
采用的无损检测方法
表面
目视检测；渗透检测
最薄件（壁厚≤1mm）
磁粉检测；涡流检测
较薄件（壁厚≤3mm）
微波检测；光全息检测；声全息检测
较厚件（壁厚≤100mm） 厚件（壁厚≤250mm） 最厚件（壁厚≤10m）
射线检测 中子照相；γ射线照相
被检件的中子透射或衰减，或用来发现X射线不能检出的内部结构或缺陷。
.
12
❖ 超声法
超声脉冲直接射入被检件，超声回波（透射衰减）能指出缺陷、界面
和不连续性的存在和位置。
.
13
❖ 磁粉法
将被检件或被检区域磁化，施加磁粉使覆盖整个表面区域，当任一处 的表面或近表面缺陷导致磁场畸变而泄漏时，相应的畸变泄漏的磁场便 吸附积聚磁粉。
力、晶粒大小。
❖ NDE（无损评估）：
除了进行上述检验外，还要掌握使用材料的负载条件、环 境条件等，综合评价材料完整性，判断材料及构件的性能和
可靠性。
.
5
3、无损检测的应用领域：
航空航天、石油化工、核发电站、铁道、造船、冶金、建筑、机 械等领域。
射线检测
根据产品要求、射线能量、胶片特性等来选择合适的增感屏
注意事项：
(1)对于荧光增感屏，要注意荧光物质的粒度大小。 (2)鉴于荧光物质有余辉：故使用者应通过试验掌握其余辉的 持续时间，以免在连续使用时，影响下次透照时射线底片的 影像质量。 (3)严防荧光屏在使用中折裂而在底片上产生假象，故曲率过 大的工件不宜采用。 (4)荧光屏表面要保持清洁、光滑和平整。 (5)荧光屏应避光保存，并尽量远离化学试剂。 (6)金属增感屏的增感因素大小与射线软硬、屏的成分、厚度 以及胶片的特性有关，一般来说，射线愈硬（穿透力强）， 增感因素愈明显。
增感屏分类：
①荧光增感屏：主要靠荧光物质在射线下发出荧光来增加曝光量，常用钨 酸钙(CaWO4)作为荧光增感屏的荧光物质。 ③金属荧光增感屏：荧光增感屏和金属增感屏的结合。
②金属增感屏：(如铅·金箔等)是在射线作用下产生二次射线来增加曝光量的。
荧光增感屏
金属增感屏
清晰度：金属增感屏最高，荧光增感屏最低
K=X/d×100%
X——平行射线方向的最小缺陷尺寸 d——缺陷处工件厚度
射线照相的灵敏度一般都指相对灵敏度
二、透度计
用来估价检测射线照相灵敏度的一种标准工具 内部设有一些认为的有厚度差的结构（孔、槽、金属丝等）， 尺寸与被检工件厚度间存在一定的数值关系；
通常用与被检工件材质相同或射线吸收性能相似的材料制作，
h K= ×100% T +d
式中，h——在底片上显示出来的透度 计最小槽的深度， T——透度计处被检工件厚度， d——透度计厚度。
（2）金属丝透度计 以一套(7-11根)直径不同(0.1—4.0mm)的金 属丝平行的排在粘紧着的两块橡皮板或塑料板 之间而构成的。金属丝可用钢、铁、铜、铝等 制作，其灵敏度为：
注意事项：
(1)对于荧光增感屏，要注意荧光物质的粒度大小。 (2)鉴于荧光物质有余辉：故使用者应通过试验掌握其余辉的 持续时间，以免在连续使用时，影响下次透照时射线底片的 影像质量。 (3)严防荧光屏在使用中折裂而在底片上产生假象，故曲率过 大的工件不宜采用。 (4)荧光屏表面要保持清洁、光滑和平整。 (5)荧光屏应避光保存，并尽量远离化学试剂。 (6)金属增感屏的增感因素大小与射线软硬、屏的成分、厚度 以及胶片的特性有关，一般来说，射线愈硬（穿透力强）， 增感因素愈明显。
增感屏分类：
①荧光增感屏：主要靠荧光物质在射线下发出荧光来增加曝光量，常用钨 酸钙(CaWO4)作为荧光增感屏的荧光物质。 ③金属荧光增感屏：荧光增感屏和金属增感屏的结合。
②金属增感屏：(如铅·金箔等)是在射线作用下产生二次射线来增加曝光量的。
荧光增感屏
金属增感屏
清晰度：金属增感屏最高，荧光增感屏最低
K=X/d×100%
X——平行射线方向的最小缺陷尺寸 d——缺陷处工件厚度
射线照相的灵敏度一般都指相对灵敏度
二、透度计
用来估价检测射线照相灵敏度的一种标准工具 内部设有一些认为的有厚度差的结构（孔、槽、金属丝等）， 尺寸与被检工件厚度间存在一定的数值关系；
通常用与被检工件材质相同或射线吸收性能相似的材料制作，
h K= ×100% T +d
式中，h——在底片上显示出来的透度 计最小槽的深度， T——透度计处被检工件厚度， d——透度计厚度。
（2）金属丝透度计 以一套(7-11根)直径不同(0.1—4.0mm)的金 属丝平行的排在粘紧着的两块橡皮板或塑料板 之间而构成的。金属丝可用钢、铁、铜、铝等 制作，其灵敏度为：
无损检测PPT课件
9
无损检测的应用特点
a.无损检测的最大特点就是能在不损坏试件材 质、结构的前提下进行检测，所以实施无损检测 后，产品的检查率可以达到100%。但是，并不是 所有需要测试的项目和指标都能进行无损检测， 无损检测技术也有自身的局限性。某些试验只能 采用破坏性试验，因此，在目前无损检测还不能 代替破坏性检测。也就是说，对一个工件、材料、 机器设备的评价，必须把无损检测的结果与破坏 性试验的结果互相对比和配合，才能作出准确的 评定。
10
无损检测的应用特点
b.正确选用实施无损检测的时机：在无损检 测时，必须根据无损检测的目的，正确选 择无损检测实施的时机。
11
无损检测的应用特点
c.正确选用最适当的无损检测方法：由于各 种检测方法都具有一定的特点，为提高检 测结果可靠性，应根据设备材质、制造方 法、工作介质、使用条件和失效模式，预 计可能产生的缺陷种类、形状、部位和取 向，选择合适的无损检测方法。
注1：虽然射线照相检测用的记录介质目前仍然是以胶片（底片）为主， 但新的记录介质形式正在不断开发出来，如照片、荧光板、储存板等。
注2：除射线照相检测外，用Ｘ射线作为无损检测方法的还有：射线透视 检测、计算机层析成像检测等。
15
射线照相法（RT）原理
Ｘ射线和伽玛射线都是电磁波。Ｘ射线和 伽玛射线具有众多与众不同的特性，如： 折射系数接近于 1，几乎无折射；穿透能力 强；仅在晶体光栅中才产生干涉和衍射现 象；与某些物质会发生电离作用、荧光作 用、热作用和光化学作用；较易衰减，并 对不同物质和密度，衰减系数明显不同； 易杀伤生物细胞，破坏生物组织等。
无损检测简介
1
整体概述
概况一
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无损检测的应用特点
a.无损检测的最大特点就是能在不损坏试件材 质、结构的前提下进行检测，所以实施无损检测 后，产品的检查率可以达到100%。但是，并不是 所有需要测试的项目和指标都能进行无损检测， 无损检测技术也有自身的局限性。某些试验只能 采用破坏性试验，因此，在目前无损检测还不能 代替破坏性检测。也就是说，对一个工件、材料、 机器设备的评价，必须把无损检测的结果与破坏 性试验的结果互相对比和配合，才能作出准确的 评定。
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无损检测的应用特点
b.正确选用实施无损检测的时机：在无损检 测时，必须根据无损检测的目的，正确选 择无损检测实施的时机。
11
无损检测的应用特点
c.正确选用最适当的无损检测方法：由于各 种检测方法都具有一定的特点，为提高检 测结果可靠性，应根据设备材质、制造方 法、工作介质、使用条件和失效模式，预 计可能产生的缺陷种类、形状、部位和取 向，选择合适的无损检测方法。
注1：虽然射线照相检测用的记录介质目前仍然是以胶片（底片）为主， 但新的记录介质形式正在不断开发出来，如照片、荧光板、储存板等。
注2：除射线照相检测外，用Ｘ射线作为无损检测方法的还有：射线透视 检测、计算机层析成像检测等。
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射线照相法（RT）原理
Ｘ射线和伽玛射线都是电磁波。Ｘ射线和 伽玛射线具有众多与众不同的特性，如： 折射系数接近于 1，几乎无折射；穿透能力 强；仅在晶体光栅中才产生干涉和衍射现 象；与某些物质会发生电离作用、荧光作 用、热作用和光化学作用；较易衰减，并 对不同物质和密度，衰减系数明显不同； 易杀伤生物细胞，破坏生物组织等。
无损检测简介
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整体概述
概况一
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无损检测与射线评片
溶剂：煤油、苯、二甲苯等；
乳化剂（表面活性剂）Oп-7、OP-10、TX-10、乳百灵、MOA等；
附加成份：邻苯二甲酸二丁酯、乙二醉单丁醚、二乙二酸丁醚等。
清洗剂（溶剂去除剂）：丙酮、乙醇、汽油、三氯乙烯等。
显象剂：
干式显象剂：氧化镁、氧化锌、氧化钛、碳酸钠等粉末。
湿式显象剂：水悬浮湿式显象剂：干粉显象剂、水、
声发射ae热像红外tir4无损检测方法的应用特点选择合理的检测方法工件材质加工工艺和缺陷类型质量要求选择合理的检测时机缺陷出现时机工件表面状态综合运用无损检测方法缺陷类型和特征检测方法的特点和适用性二无损检测方法及应用1射线检测rt1射线检测用的射线射线中子射线射线和射线的性质射线和射线与可见光一样属于电磁波
①、纵波：介质质点振动方向与传播方向平行的波。在固、液、气中传播；
②、横波：介质质点振动方向与传播方向垂直的波。只在固体中传播；
③、表面波：沿固体表面传播的波（靠表面的质点椭圆振动）。
④、板波：在板厚与波长相当的薄板中传播的波（两表面质点椭圆振动，中间层平行或垂直振动）。
超声波检测方法
4）按原理分类：
局限性：
—只能检测表面及近表面缺陷
—只适用于铁磁性材料
—易产生不相关显示
—通电法可能灼伤工件表面
4、渗透检测（PT）
1）渗透检测的原理
在工件表面施加含有固体染料的渗透液，在毛细管原理的作用下，渗透液渗入表面开口的缺陷中；去除表面多余的渗透液，在表面施加一层白色的显象剂；同样在毛细管原理作用下，缺陷中的渗透液被吸出，使显像剂染色，从而使缺陷显现出来。
2）涡流检测的基本方式
涡流检测的方式分为三种类型：
（1）穿过式线圈法：检测线圈套在试件上，其内径与试件外径接近，用于检测如棒材、管材、丝材等。
乳化剂（表面活性剂）Oп-7、OP-10、TX-10、乳百灵、MOA等；
附加成份：邻苯二甲酸二丁酯、乙二醉单丁醚、二乙二酸丁醚等。
清洗剂（溶剂去除剂）：丙酮、乙醇、汽油、三氯乙烯等。
显象剂：
干式显象剂：氧化镁、氧化锌、氧化钛、碳酸钠等粉末。
湿式显象剂：水悬浮湿式显象剂：干粉显象剂、水、
声发射ae热像红外tir4无损检测方法的应用特点选择合理的检测方法工件材质加工工艺和缺陷类型质量要求选择合理的检测时机缺陷出现时机工件表面状态综合运用无损检测方法缺陷类型和特征检测方法的特点和适用性二无损检测方法及应用1射线检测rt1射线检测用的射线射线中子射线射线和射线的性质射线和射线与可见光一样属于电磁波
①、纵波：介质质点振动方向与传播方向平行的波。在固、液、气中传播；
②、横波：介质质点振动方向与传播方向垂直的波。只在固体中传播；
③、表面波：沿固体表面传播的波（靠表面的质点椭圆振动）。
④、板波：在板厚与波长相当的薄板中传播的波（两表面质点椭圆振动，中间层平行或垂直振动）。
超声波检测方法
4）按原理分类：
局限性：
—只能检测表面及近表面缺陷
—只适用于铁磁性材料
—易产生不相关显示
—通电法可能灼伤工件表面
4、渗透检测（PT）
1）渗透检测的原理
在工件表面施加含有固体染料的渗透液，在毛细管原理的作用下，渗透液渗入表面开口的缺陷中；去除表面多余的渗透液，在表面施加一层白色的显象剂；同样在毛细管原理作用下，缺陷中的渗透液被吸出，使显像剂染色，从而使缺陷显现出来。
2）涡流检测的基本方式
涡流检测的方式分为三种类型：
（1）穿过式线圈法：检测线圈套在试件上，其内径与试件外径接近，用于检测如棒材、管材、丝材等。
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(4) X射线管的 管电压愈高，其连续
X射线的强度愈大，
而且其最短波长λmin 愈向短波方向移动， 如图2-3所示。
图2-3 不同管电压下钨靶连续X射线
2） 标识X
根据原子结构理论，原子吸收能量后将处于受激状态， 受 激状态原子是不稳定的，当它回复到原来的状态时，将以发射 谱线的形式放出能量。在X射线管内，高速运动的电子到达阳 极靶时将产生连续X射线。如果电子的动能达到相当的数值， 可足以打出靶原子(通常是重金属原子)内壳层上的一个电子， 该电子或者处于游离状态，或者被打到外壳层的某一个位置上。 于是原子的内壳层上有了一个空位，邻近壳层上的电子便来填 空，这样就发生相邻壳层之间的电子跃迁。这种跃迁将发射出 线状的X射线。显然，这种X射线与靶金属原子的结构有关， 因此称其为标识X射线或特征X射线。标识X射线通常频率很高， 波长很短。
X射线通常是将高速运动的电子作用到金属靶(一般是重
金属)上而产生的,见教材p47。图2-2是在35 kV的电压下操作
时，钨靶与钼靶产生的典型的X射线谱。钨靶发射的是连续光
谱，而钼靶除发射连续光谱之外还叠加了两条特征光谱，称
为标识X射线，即Kα线和Kβ线。若要得到钨的Kα线和Kβ线，
则电压必须加到70 kV以上。
一个具有足够能量的光子释放出它的全部动能而形成具 有同样能量的一个负电子和一个正电子，这样的过程称为电 子对的产生。 产生电子对所需的最小能量为0.51 MeV，所以 光子能量hv必须大于等于1.02 MeV，如图2-6所示。
图2-6 电子对的产生和消失
光子的能量一部分用于产生电子对，一部分传递给电子 和正电子作为动能，另一部分能量传给原子核。在物质中负 电子和正电子都是通过原子的电离而损失动能，在消失过程 中正电子和物质中的负电子相作用成为能量各为0.51 MeV的 两个光子，它们在物质中又可以通过光电效应和康普顿效应 进一步相互作用。
图2-2 钨与钼的X射线谱
1） 连续X
根据电动力学理论，具有加速度的带电粒子将产生电磁辐
射。在X射线管中，高压电场加速了阴极电子，当具有很大动
能的电子达到阳极表面时，由于猝然停止，它所具有的动能必 定转变为电磁波辐射出去。由于电子被停止的时间和条件不同， 所以辐射的电磁波具有连续变化的波长。
在任何X射线管中，只要电压达到一定数值，连续X射线总 是存在的。连续X射线具有以下特点：
(1) 连续X射线的波长与阳极的材料无关。
(2) 连续X射线的波长在长波方向，
λ=∞；而在短波方向，实验证明具有最短波长λmin(见图2-2)， 且有
min1U.24 (nm)
（2-1）
式中：U为X射线管的管电压，单位为kV。
（3） X射线管的效率为
PZIU2 ZU
P0 IU
（2-2）
பைடு நூலகம்
式中：P=αZIU2为连续X射线的总功率；P0=IU为输入功率；Z 为阳极的原子序数；U为管电压，单位为kV；α为常数，约等 于1.5×10-6。
第二章 射线检测
2.1 射线检测的物理基础
一、 射线的种类和频谱
在射线检测中应用的射线主要是X射线、γ射线和中子射线。 X射线和γ射线属于电磁辐射，而中子射线是中子束流。
1) X X射线又称伦琴射线，是射线检测领域中应用最广泛的一 种射线，波长范围约为0.0006～100 nm(见图2-1)。 在X射线检 测中常用的波长范围为0.001～0.1 nm。X射线的频率范围约为 3×109～5×1014 MHz。
在绝大多数的轻金属中，射线的能量大约在0.2～3 MeV 范围时，康普顿效应是极为重要的效应。 康普顿效应随着射 线能量的增加而减小，其大小也取决于物质中原子的电子数。 在中等原子序数的物质中，射线的衰减主要是由康普顿效应引 起， 在射线防护时主要侧重于康普顿效应。
图2-5 康普顿效应
（3） 电子对的产生。
图2-4 光电效应
（2） 康普顿效应。在康普顿效应(见图2-5)中，一个光子撞 击一个电子时只释放出它的一部分能量，结果光子的能量减弱 并在和射线初始方向成θ角的方向上散射，而电子则在和初始 方向成φ角的方向上散射。这一过程同样服从能量守恒定律， 即电子所具有的动能为入射光子和散射光子的能量之差， 最 后电子在物质中因电离原子而损失其能量。
三、 射线的特性
1 具有穿透物质的能力 2 不带电荷、不受电磁场的作用 3 具有波动性、粒子性，即所谓的二象性 4 能使某些物质起光化学作用 5 能使气体电离和杀死有生命的细胞
四、 射线通过物质的衰减定律
1）
射线与物质的相互作用主要有三种过程：光电效应、康普 顿效应和电子对的产生。 这三种过程的共同点是都产生电子， 然后电离或激发物质中的其他原子；此外，还有少量的汤姆森 效应。光电效应和康普顿效应随射线能量的增加而减少，电子 对的产生则随射线能量的增加而增加，四种效应的共同结果是 使射线在透过物质时能量产生衰减。
3）
中子是构成原子核的基本粒子。中子射线是由某些物质 的原子在裂变过程中逸出高速中子所产生的。工业上常用人 工同位素、加速器、反应堆来产生中子射线。在无损检测中 中子射线常被用来对某些特殊部件(如放射性核燃料元件)进行 射线照相。
二、 X
X射线是一种波长比紫外线还短的电磁波，它具有光的特
性，例如具有反射、折射、干涉、衍射、散射和偏振等现象。 它能使一些结晶物体发生荧光、气体电离和胶片感光。
由于产生电子对的能量条件要求不小于1.02 MeV， 所以 电子对的产生只有在高能射线中才是重要的过程。 该过程正 比于吸收体的原子序数的平方，所以高原子序数的物质电子 对的产生也是重要的过程。
（1） 光电效应。
在普朗克概念中每束射线都具有能量为E=hv的光子。光
子运动时保持着它的全部动能。 光子能够撞击物质中原子轨 道上的电子，若撞击时光子释放出全部能量，并将原子电离， 则称为光电效应(见图2-4)。光子的一部分能量把电子从原子 中逐出去，剩余的能量则作为电子的动能被带走，于是该电子 可能又在物质中引起新的电离。 当光子的能量低于1 MeV时， 光电效应是极为重要的过程。另外，光电效应更容易在原子序 数高的物质中产生，如在铅(Z＝82)中产生光电效应的程度比 在铜(Z=29)中大得多。