《无损检测》射线检测 (教学课件)
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《射线检测》课件
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动画类型：包括进入、退出、 强调、路径等
动画顺序：合理安排动画出 现的顺序
动画与内容结合：动画要与 内容紧密结合，避免过于花
哨
音视频素材选择
选择与主题相关的 素材，如射线检测 相关的视频、音频 等
素材质量要高，清 晰度、音质等要符 合要求
素材长度要适中， 不宜过长或过短
素材内容要有趣， 能够吸引观众注意 力
课件中包含了射 线检测的实验操 作步骤和注意事 项
课件中提供了射 线检测的常见问 题和解答
注意事项
确保课件在播放过程中不会出现卡顿或闪退现象 课件中的图片和文字应清晰可见，避免模糊或难以辨认的情况 课件中的动画和音效应适当使用，避免过度使用导致观众注意力分散 课件中的内容应与实际检测操作相符合，避免误导观众
图文结合：适当添加图表、图片等元素，使课 件内容更加丰富、生动
《无损检测基础知识介绍》PPT模板课件
0.1 mSv
0.01 mSv
0.001 mSv
对人体健康不至 构成显著的影响
3.6射线安全实例： （1）：2010年发布《职业健康检查中摄胸片取代胸透的探讨》病人病人接受一 次胸部透视和摄胸片检查所受的X射线有效剂量当量分别为0.179mSv、0.015mSv。 （2）：SCT-4800CT扫描机,扫描电压120kV,轴扫电流最小50mA四档,扫描时间分最 短215。 常用工业射线机拍8～10mm的钢板，管电压为120kV,管电流为3mA。 （3）：X安检仪管电流:0.4～1.2mA，管电压:100～160 kV，地铁乘客每年因地铁 安检接受的泄露辐射剂量也不大于0.01mSv。 （射线人员接受辐射剂量限值是公众的10倍，公众一般不会受到过量射线伤害， 日常过安检时不要着急拿行李把手伸到安检仪里，夜间尽量不要在在建钢结构或 锅炉管道企业以及船厂和冶金企业附近长时间逗留，防止其正在射线探伤作业） 3.7射线业务注意事项： （1）:首先需要了解检测标准和验收标准，注意很多标准检测标准和验收标准是 在一个标准里，有些验收标准不分质量等级，直接是符合和不符合。 （2）:其次要了解产品制造工艺、规格、材质，只有了解这些才能选择适合的标 准，选择合适的探伤工艺，正确评定缺陷性质。 （3）:如果现场检测的话一般安排在夜间，周围必须没有人，脚手架等必须有。 （4）:射线检测的成本高，操作风险大，底片合格率难以保证，所以少量现场拍 片最好按天计费。
2.7超声业务注意事项： （1）:首先需要了解检测标准和验收标准，注意很多标准检测标准和验收标准是 在一个标准里，有些验收标准不分质量等级，直接是符合和不符合。 （2）:其次要了解产品制造工艺、规格、材质，只有了解这些才能选择适合的标 准，选择合适的探伤工艺，正确评定缺陷性质。 （3）:检测产品前可能要加工对比试块，制作对比试块前要有工件的图纸或具体 规格，所以预估工期时要考虑加工试块的时间。 （4）:很多常规检测不需要对比试块，如厚钢板、直径大的棒料等。
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对人体健康不至 构成显著的影响
3.6射线安全实例： （1）：2010年发布《职业健康检查中摄胸片取代胸透的探讨》病人病人接受一 次胸部透视和摄胸片检查所受的X射线有效剂量当量分别为0.179mSv、0.015mSv。 （2）：SCT-4800CT扫描机,扫描电压120kV,轴扫电流最小50mA四档,扫描时间分最 短215。 常用工业射线机拍8～10mm的钢板，管电压为120kV,管电流为3mA。 （3）：X安检仪管电流:0.4～1.2mA，管电压:100～160 kV，地铁乘客每年因地铁 安检接受的泄露辐射剂量也不大于0.01mSv。 （射线人员接受辐射剂量限值是公众的10倍，公众一般不会受到过量射线伤害， 日常过安检时不要着急拿行李把手伸到安检仪里，夜间尽量不要在在建钢结构或 锅炉管道企业以及船厂和冶金企业附近长时间逗留，防止其正在射线探伤作业） 3.7射线业务注意事项： （1）:首先需要了解检测标准和验收标准，注意很多标准检测标准和验收标准是 在一个标准里，有些验收标准不分质量等级，直接是符合和不符合。 （2）:其次要了解产品制造工艺、规格、材质，只有了解这些才能选择适合的标 准，选择合适的探伤工艺，正确评定缺陷性质。 （3）:如果现场检测的话一般安排在夜间，周围必须没有人，脚手架等必须有。 （4）:射线检测的成本高，操作风险大，底片合格率难以保证，所以少量现场拍 片最好按天计费。
2.7超声业务注意事项： （1）:首先需要了解检测标准和验收标准，注意很多标准检测标准和验收标准是 在一个标准里，有些验收标准不分质量等级，直接是符合和不符合。 （2）:其次要了解产品制造工艺、规格、材质，只有了解这些才能选择适合的标 准，选择合适的探伤工艺，正确评定缺陷性质。 （3）:检测产品前可能要加工对比试块，制作对比试块前要有工件的图纸或具体 规格，所以预估工期时要考虑加工试块的时间。 （4）:很多常规检测不需要对比试块，如厚钢板、直径大的棒料等。
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!
《无损检测》课件
。
电力工业
无损检测在电力工业中用于发 电机组、变压器等设备的检测
。
02
无损检测技术分类
超声检测
总结词
通过高频声波显示材料内部结构的无损检测方法。
详细描述
超声检测利用高频声波在材料中传播的特性，通过接收和分析反射回来的声波 信号，可以检测出材料内部的缺陷、裂纹、气孔等问题，广泛应用于金属、非 金属、复合材料等多种材料的检测。
案例二：压力容器的射线检测
总结词
射线检测是一种常用的无损检测方法，对于压力容器 的内部结构和材料特性进行全面检测，以确保其安全 可靠。
详细描述
压力容器是一种广泛应用于石油、化工、制药等领域的 设备，其安全性至关重要。由于压力容器的使用环境和 内部介质具有高温、高压、腐蚀等特点，容易产生裂纹 、气孔、夹渣等缺陷。为了确保压力容器的安全运行， 必须对其进行无损检测。射线检测是一种常用的无损检 测方法，通过X射线或γ射线的穿透和成像技术，可以 清晰地显示出容器内部的缺陷和结构，为压力容器的安 全评估和维修提供有力支持。
确定需要检测的物品或部位， 了解其材料、结构和使用情况
。
收集相关信息
收集有关检测物品的历史、制 造工艺、使用环境等方面的信 息。
选择合适的检测方法
根据目标和信息，选择最合适 的无损检测方法。
准备检测设备和器材
确保所需的仪器、探头、试剂 等齐全且性能良好。
检测操作
设置检测参数
根据实际情况，调整仪器参数，确保准确性 和可靠性。
案例三：高铁轮对的磁粉检测
总结词
高铁轮对是高铁列车运行的关键部件，其质量和安全 性至关重要。磁粉检测是一种有效的无损检测方法， 可以对轮对的表面和近表面缺陷进行全面检测。
电力工业
无损检测在电力工业中用于发 电机组、变压器等设备的检测
。
02
无损检测技术分类
超声检测
总结词
通过高频声波显示材料内部结构的无损检测方法。
详细描述
超声检测利用高频声波在材料中传播的特性，通过接收和分析反射回来的声波 信号，可以检测出材料内部的缺陷、裂纹、气孔等问题，广泛应用于金属、非 金属、复合材料等多种材料的检测。
案例二：压力容器的射线检测
总结词
射线检测是一种常用的无损检测方法，对于压力容器 的内部结构和材料特性进行全面检测，以确保其安全 可靠。
详细描述
压力容器是一种广泛应用于石油、化工、制药等领域的 设备，其安全性至关重要。由于压力容器的使用环境和 内部介质具有高温、高压、腐蚀等特点，容易产生裂纹 、气孔、夹渣等缺陷。为了确保压力容器的安全运行， 必须对其进行无损检测。射线检测是一种常用的无损检 测方法，通过X射线或γ射线的穿透和成像技术，可以 清晰地显示出容器内部的缺陷和结构，为压力容器的安 全评估和维修提供有力支持。
确定需要检测的物品或部位， 了解其材料、结构和使用情况
。
收集相关信息
收集有关检测物品的历史、制 造工艺、使用环境等方面的信 息。
选择合适的检测方法
根据目标和信息，选择最合适 的无损检测方法。
准备检测设备和器材
确保所需的仪器、探头、试剂 等齐全且性能良好。
检测操作
设置检测参数
根据实际情况，调整仪器参数，确保准确性 和可靠性。
案例三：高铁轮对的磁粉检测
总结词
高铁轮对是高铁列车运行的关键部件，其质量和安全 性至关重要。磁粉检测是一种有效的无损检测方法， 可以对轮对的表面和近表面缺陷进行全面检测。
无损检测方法射线检测
1. Χ
Χ射线检测是利用Χ射线通过物质衰减程度与被通过部位 的材质、厚度和缺陷的性质有关的特性，使胶片感光成黑度不 同的图像来实现的。当一束强度为I0的Χ射线平行通过被检测 试件(厚度为d)后，其强度Id由式（6-31）表示。 若被测试件表 面有高度为h的凸起时，则Χ射线强度将衰减为
Ih I0e(dh)
15
第6章 常用无损检测方法
图6-39 荧光增感屏构造示意图
16
第6章 常用无损检测方法
2）
金属增感屏在受射线照射时产生β射线和二次标
识X射线对胶片起感光作用。如果射线能量不能使金 属屏的原子电离或激发， 则不起增感作用，相反还 会吸收一部分软射线。如铅增感屏， 当管电压低于 80 kV时，则基本上无增感作用。 在生产实践中，多 采用铅、锡等原子序数较高的材料作金属增感屏，因 为铅的压延性好，吸收散射线的能力强。
7
第6章 常用无损检测方法
图6-35 X射线检测原理
8
第6章 常用无损检测方法 2. Χ
Χ射线检测常用的方法是照相法，即利用射线感光材料 (通常用射线胶片)，放在被透照试件的背面接受透过试件后的 Χ射线， 如图6-36所示。胶片曝光后经暗室处理，就会显示 出物体的结构图像。根据胶片上影像的形状及其黑度的不均匀 程度，就可以评定被检测试件中有无缺陷及缺陷的性质、形状、 大小和位置。此法的优点是灵敏度高、直观可靠、重复性好， 是Χ射线检测法中应用最广泛的一种常规方法。由于生产和科 研的需要，还可用放大照相法和闪光照相法以弥补其不足。 放大照相可以检测出材料中的微小缺陷。
(6-36)
6
第6章 常用无损检测方法
又如在被测试件内，有一个厚度为x、吸收系数为μ′的某 种缺陷， 则射线通过后，强度衰减为
Χ射线检测是利用Χ射线通过物质衰减程度与被通过部位 的材质、厚度和缺陷的性质有关的特性，使胶片感光成黑度不 同的图像来实现的。当一束强度为I0的Χ射线平行通过被检测 试件(厚度为d)后，其强度Id由式（6-31）表示。 若被测试件表 面有高度为h的凸起时，则Χ射线强度将衰减为
Ih I0e(dh)
15
第6章 常用无损检测方法
图6-39 荧光增感屏构造示意图
16
第6章 常用无损检测方法
2）
金属增感屏在受射线照射时产生β射线和二次标
识X射线对胶片起感光作用。如果射线能量不能使金 属屏的原子电离或激发， 则不起增感作用，相反还 会吸收一部分软射线。如铅增感屏， 当管电压低于 80 kV时，则基本上无增感作用。 在生产实践中，多 采用铅、锡等原子序数较高的材料作金属增感屏，因 为铅的压延性好，吸收散射线的能力强。
7
第6章 常用无损检测方法
图6-35 X射线检测原理
8
第6章 常用无损检测方法 2. Χ
Χ射线检测常用的方法是照相法，即利用射线感光材料 (通常用射线胶片)，放在被透照试件的背面接受透过试件后的 Χ射线， 如图6-36所示。胶片曝光后经暗室处理，就会显示 出物体的结构图像。根据胶片上影像的形状及其黑度的不均匀 程度，就可以评定被检测试件中有无缺陷及缺陷的性质、形状、 大小和位置。此法的优点是灵敏度高、直观可靠、重复性好， 是Χ射线检测法中应用最广泛的一种常规方法。由于生产和科 研的需要，还可用放大照相法和闪光照相法以弥补其不足。 放大照相可以检测出材料中的微小缺陷。
(6-36)
6
第6章 常用无损检测方法
又如在被测试件内，有一个厚度为x、吸收系数为μ′的某 种缺陷， 则射线通过后，强度衰减为
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
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➢
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➢
（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。
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①象质等级的规定： A 级，AB级，B级。B级为最高级。
• 被加速的电子最终撞击到阳极靶上，将 其高速运动的动能转化为热能和X射线。
(4)几点说明
①高速运动电子的能量，绝大多数转换为热 能，转化为X射线的能量比率仅占1％左右； 因此阳极靶必须散热和冷却；这个问题应 该由X射线管的设计人员解决。
②产生X射线的强度与管电流成正比，与管 电压的平方成正比，与阳极靶材料的原子 序数成正比。因此，恰当选择管电流、管 电压和阳极靶材料至关重要。
1.3 X射线照相法检测技术
1.3.1 x射线照相法检测原理 依据射线检测的基本原理，将射线透
射工件后的潜影以胶片形式接收，再经显 影、定影后，就可从射线底片上得到了工 件内在的质量信息。这就是x射线照相法检 测原理。
胶片
1.3.2 X射线照相法检测技术 (1)合格底片的评价指标（参考GB3323素
半衰期 射线能量 应用条件
钴60 铱192 铯137
5.3年 75±3天 33±2年
高 较弱 较弱
300 mm 以下 钢制件
60mm 以下 钢制件
60mm 以下 钢制件
1.2 射线检测的基本原理
1.2.1 射线在物质中的衰减定律
• 射线在穿透物质的同时也会发生衰减现象。其发 生衰减的根本原因有两点：
显然有：
Ix / Iδ = e－ （μˊ－μ)X
(1-3)
讨论与结论
①当μ’< μ时，Ix >Iδ；比如，钢中的气孔、 夹渣就属于这种； ②当μ’> μ时，Ix < Iδ；比如，钢中的夹铜就 属于这种； ③当μ’＝ μ或x很小时，Ix ≈Iδ；几乎差异， 缺陷则得不到显示！
• 这就是射线检测的基本应用原理!
• 射线检测又称射线探伤。
• 这部分内容也是课程的重点。
1.1 射线检测的物理基础
1.1.1 射线的本质 • 射线本身就是一种波长很短的电磁波。
X,γ射线统称为光子。
• 根据波谱图可查得: X射线的波长为: 0.001~0.1nm; γ射线的波长为: 0.0003~0.1nm.
• γ射线比X射线的波长还短， 因此，其穿透能力更强!
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)X射线管及其工作原理
灯丝
阴极罩
电子流
～u
阳极靶 玻壳管
－ 15～500kv ＋ 高压电源
高压电缆
(3) X射线的产生过程表述
• 首先，对灯丝通电预热,产生电子热发射, 形成电子云；（大约20分钟左右）
• 然后，对阴极和阳极施加高压电（几百 kv）， 形成高压电场，加速电子，并使 其定向运动；
1.1.4 γ射线的产生
• γ射线是由放射性同位素的原子核衰变过程伴随 产生的。
• 常用于射线探伤的放射性同位素主要有： 钴60、铱192、铯137/134等。
• γ射线的特点： ①强度高于X射线，穿透力强，适合厚板透视； ②强度无法直接调节，射线长期存在，防护更要 注意！ ③可实现周向辐射，透视效率高。
散射和吸收。
• 其衰减规律成负指数规律：
Iδ= I0·e－μδ
式中， I0—射线的初始强度；
Iδ—射线的透射强度；
δ— 工件的厚度；
（1-1）
μ—线衰减系数。
线衰减系数μ
• 线衰减系数μ——入射光子在物质中穿行单位距 离时，与物质发生相互作用的几率。
• 不同材料具有不同的衰减系数。 • 一般规律是：
同物质中的衰减情况有差异的特性来发现 构件中的缺陷； • 依据显示缺陷的方法不同，分为以下几种 具体的方法：
① 电离法 ② 荧光屏观察法——工业电视法 ③ 照相法 ④ 计算机断层扫描法CT
本章概要
• 根据射线源不同，又分为：
•
X射线检测；
•
γ射线检测；
•
高能射线检测。
• 本章将以X射线照相法检测技术为核心， 讲授射线检测技术。
《无损检测技术》 讲课
第1章 射线检测
• 本章重点内容：
• （1）射线的产生及性质 ——更好地利用它；
• （2）射线检测的基本原理 ——更好地理解各种缺陷的显像状况；
• （3）重点掌握射线照相法检测技术 ——学以致用；
• （4）了解射线的防护知识 ——保护环境和注意人身安全。
本章概要
• 射线检测的英文缩写— RT ray testing • 基本原理——利用射线能穿透物质且在不
1.1.2 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；
(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；
μ＝f (λ,ρ,z ) ，且与三者成正比。
其中: λ— 射线的波长； ρ — 材料密度； z — 原子序数；
1.2.2 射线检测的基本原理
射线检测主要是利用它的指向性、穿透性、衰 减性等几个基本性质。具体分析（参考下图）：
δ=A+X+B
I0
X — 缺陷厚度；
A
A — 缺陷上部厚度；
μ
μx
X
δ
B —缺陷下部厚度；
换言之，X射线的强度可由管电流和管 电压灵活调节！
③常用的阳极靶材料为钨。
它具有高原子序 数和高熔点。
④X射线的强度的分布规律： 在垂直电子束的方向上最强；在平行电
子束的方向上最弱。这就是说，X射线的强 度在空间的分布是不均匀的，而且具有一 定的扩散角，并不是平行光！
了解这一点，对应用也很重要（后面在 象质计的布置时将提到）。
(7)能产生生物效应，伤害和杀死生物细胞 —对人体有害。
1.1.3 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；
B
Iδ
Ix
（1）无缺陷区的射线透射强度：
Iδ=I0·e－μδ
衰减定律
（2）有缺陷区的射线透射强度：
Ix = I0·e－μA ·e－μˊX ·e－μB
= I0·e－μA·e－μB ·e－ μX ·eμX ·e－ μˊX
= I0·e－μδ ·e－ （μˊ－μ)X
= Iδ ·e－ （μˊ－μ)X
(1-2)
• 被加速的电子最终撞击到阳极靶上，将 其高速运动的动能转化为热能和X射线。
(4)几点说明
①高速运动电子的能量，绝大多数转换为热 能，转化为X射线的能量比率仅占1％左右； 因此阳极靶必须散热和冷却；这个问题应 该由X射线管的设计人员解决。
②产生X射线的强度与管电流成正比，与管 电压的平方成正比，与阳极靶材料的原子 序数成正比。因此，恰当选择管电流、管 电压和阳极靶材料至关重要。
1.3 X射线照相法检测技术
1.3.1 x射线照相法检测原理 依据射线检测的基本原理，将射线透
射工件后的潜影以胶片形式接收，再经显 影、定影后，就可从射线底片上得到了工 件内在的质量信息。这就是x射线照相法检 测原理。
胶片
1.3.2 X射线照相法检测技术 (1)合格底片的评价指标（参考GB3323素
半衰期 射线能量 应用条件
钴60 铱192 铯137
5.3年 75±3天 33±2年
高 较弱 较弱
300 mm 以下 钢制件
60mm 以下 钢制件
60mm 以下 钢制件
1.2 射线检测的基本原理
1.2.1 射线在物质中的衰减定律
• 射线在穿透物质的同时也会发生衰减现象。其发 生衰减的根本原因有两点：
显然有：
Ix / Iδ = e－ （μˊ－μ)X
(1-3)
讨论与结论
①当μ’< μ时，Ix >Iδ；比如，钢中的气孔、 夹渣就属于这种； ②当μ’> μ时，Ix < Iδ；比如，钢中的夹铜就 属于这种； ③当μ’＝ μ或x很小时，Ix ≈Iδ；几乎差异， 缺陷则得不到显示！
• 这就是射线检测的基本应用原理!
• 射线检测又称射线探伤。
• 这部分内容也是课程的重点。
1.1 射线检测的物理基础
1.1.1 射线的本质 • 射线本身就是一种波长很短的电磁波。
X,γ射线统称为光子。
• 根据波谱图可查得: X射线的波长为: 0.001~0.1nm; γ射线的波长为: 0.0003~0.1nm.
• γ射线比X射线的波长还短， 因此，其穿透能力更强!
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)X射线管及其工作原理
灯丝
阴极罩
电子流
～u
阳极靶 玻壳管
－ 15～500kv ＋ 高压电源
高压电缆
(3) X射线的产生过程表述
• 首先，对灯丝通电预热,产生电子热发射, 形成电子云；（大约20分钟左右）
• 然后，对阴极和阳极施加高压电（几百 kv）， 形成高压电场，加速电子，并使 其定向运动；
1.1.4 γ射线的产生
• γ射线是由放射性同位素的原子核衰变过程伴随 产生的。
• 常用于射线探伤的放射性同位素主要有： 钴60、铱192、铯137/134等。
• γ射线的特点： ①强度高于X射线，穿透力强，适合厚板透视； ②强度无法直接调节，射线长期存在，防护更要 注意！ ③可实现周向辐射，透视效率高。
散射和吸收。
• 其衰减规律成负指数规律：
Iδ= I0·e－μδ
式中， I0—射线的初始强度；
Iδ—射线的透射强度；
δ— 工件的厚度；
（1-1）
μ—线衰减系数。
线衰减系数μ
• 线衰减系数μ——入射光子在物质中穿行单位距 离时，与物质发生相互作用的几率。
• 不同材料具有不同的衰减系数。 • 一般规律是：
同物质中的衰减情况有差异的特性来发现 构件中的缺陷； • 依据显示缺陷的方法不同，分为以下几种 具体的方法：
① 电离法 ② 荧光屏观察法——工业电视法 ③ 照相法 ④ 计算机断层扫描法CT
本章概要
• 根据射线源不同，又分为：
•
X射线检测；
•
γ射线检测；
•
高能射线检测。
• 本章将以X射线照相法检测技术为核心， 讲授射线检测技术。
《无损检测技术》 讲课
第1章 射线检测
• 本章重点内容：
• （1）射线的产生及性质 ——更好地利用它；
• （2）射线检测的基本原理 ——更好地理解各种缺陷的显像状况；
• （3）重点掌握射线照相法检测技术 ——学以致用；
• （4）了解射线的防护知识 ——保护环境和注意人身安全。
本章概要
• 射线检测的英文缩写— RT ray testing • 基本原理——利用射线能穿透物质且在不
1.1.2 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；
(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；
μ＝f (λ,ρ,z ) ，且与三者成正比。
其中: λ— 射线的波长； ρ — 材料密度； z — 原子序数；
1.2.2 射线检测的基本原理
射线检测主要是利用它的指向性、穿透性、衰 减性等几个基本性质。具体分析（参考下图）：
δ=A+X+B
I0
X — 缺陷厚度；
A
A — 缺陷上部厚度；
μ
μx
X
δ
B —缺陷下部厚度；
换言之，X射线的强度可由管电流和管 电压灵活调节！
③常用的阳极靶材料为钨。
它具有高原子序 数和高熔点。
④X射线的强度的分布规律： 在垂直电子束的方向上最强；在平行电
子束的方向上最弱。这就是说，X射线的强 度在空间的分布是不均匀的，而且具有一 定的扩散角，并不是平行光！
了解这一点，对应用也很重要（后面在 象质计的布置时将提到）。
(7)能产生生物效应，伤害和杀死生物细胞 —对人体有害。
1.1.3 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；
B
Iδ
Ix
（1）无缺陷区的射线透射强度：
Iδ=I0·e－μδ
衰减定律
（2）有缺陷区的射线透射强度：
Ix = I0·e－μA ·e－μˊX ·e－μB
= I0·e－μA·e－μB ·e－ μX ·eμX ·e－ μˊX
= I0·e－μδ ·e－ （μˊ－μ)X
= Iδ ·e－ （μˊ－μ)X
(1-2)