第2章 射线检测2016_图文

第二章
(一)射线照相法定义

射线检测

射线检测是工业无损检测的一个重要专业。最主要 的应用是探测试件内部的宏观几何缺陷(探伤)。按照 不同特征可将射线检测分为许多种不同的方法,例如使 用的射线种类、记录的器材、探伤工艺和技术特点等。 射线的种类很多,其中易穿透物质的X射线、γ射线、 中子射线三种。这三种射线都被用于无损检测,其中X射 线和γ射线广泛用于锅炉压力容器压力管道焊缝和其他 工业产品、结构材料的缺陷检测,而中子射线仅用于一 些特殊场合。 通常所说的射线照相法是指X射线或γ射线穿透试件, 以胶片作为记录信息的无损检测方法,是最基本、应用 最广泛的一种射线检测方法。 1

X射线是从X射线管中产生的,X射线管是一种二极电子管, 将阴极灯丝通电,使之白炽,电子就在真空中放出,如果两 极之间加几十千伏以至几百千伏的电压(管电压)时,电子 就从阴极向阳极方向加速飞行,获得很大的动能,(电子的 动能一部分转变为X射线能,其中大部分都转变为热能。 )当 这些高速电子撞击阳极时,放出X射线。X射线管所发出的波 长分布是连续的,能谱为连续谱。

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γ射线是从放射性同位素的原子核中放射出来的。 γ射线的光谱为线状谱。γ射线的能量随着同位素的 种类的不同而不同。 因为同位素时刻不停的衰变并放出射线,所以射 线源的放射强度随着时间的推延而逐渐减弱,强度减 到初始强度一半的时间叫做半衰期。 在无损检测中常用的同位素有Co60(钴60)、 Cs137(铯137)、Ir192(铱192)、Se75(硒75)等。

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问题讨论: X射线与γ 射线有何不同?
1、谱线分布不同:X射线是X射线管所产生的是连续谱,γ射 线是γ源所产生的是线状谱; 2、产生的原理(机理)不同:X 射线是在 X 射线管中,在高 压电场作用下使电子高速撞击阳极靶而激发出来的,γ 射线 是某些放射性元素的原子核自然裂变而辐射出来的。

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3、射线能量的取决因素不同:X射线的最短波长λmin (能量)与管电压千伏值(KVP)有关: λmin=1.24/Kvp,γ射线的波长(能量)只与放射源 本身有关; 4、射线强度的取决因素不同:X射线的强度与射线管 管电压和管电流有关; 5、检测时间(曝光时间)不同:一般情况下,X射线 曝光时间较短、γ射线曝光时间较长。

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(三)射线照相检验法的原理
射线照相法是利用射线透过物质时,会发生吸收和散射 这一特征,通过测量材料中因缺陷存在影响射线的吸收来 探测缺陷的。 X射线和γ射线通过物质时,其强度逐渐减弱。一般认 为是由光电效应引起的吸收、康普顿效应引起的散射和电 子对效应引起的吸收三种原因造成的。 射线还有一个重要性质,就是能使胶片感光,当X射线 或γ射线照射胶片时,与普通光线一样,能使胶片乳剂层 中的卤化银感光,经过显影和定影后就黑化,接收射线越 多的部位黑化程度越高,这个作用叫做射线的照相作用。 因为X射线或γ射线使卤化银感光作用比普通光线小得多, 所以必须使用特殊的X射线胶片,还使用一种能加强感光 作用的增感屏。
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射线照相的探伤原理
厚度为T毫米的物体中有厚 度为ΔT毫米的缺陷时,x射 线透过无缺陷部位的底片 的黑度为D,而x射线透过有 缺陷部位的底片黑度应为 D+ΔD。把这种曝过光的胶 片在暗室中经过显影、定 影、水洗和干燥。再将底 片在观片灯上观察,根据 底片上有缺陷部位与无缺 陷部位的黑度图象不一样, 就可判断出缺陷的种类、 数量、大小等结构内部的 信息。这就是射线照相探 伤的原理。

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(四)射线检测法中几个名词术语 ①公称厚度T nominal thickness:受检工件名义厚度,不考 虑材料偏差和加工减薄; ⑵透照厚度W penetrated thickness :射线照射方向上材料 的公称厚度;多层透照时,透照厚度为通过的各层材料公称厚 度之和; 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; ⑥射线源尺寸d source size:射线源的有效焦点尺寸。 ⑦管子直径D0 external diameter of the pipe:管子外径。
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(四)射线检测法中几个名词术语

⑧圆形缺陷 round flaw:长宽比不大于3的气孔、夹渣和夹钨 等缺陷。 ⑨条形缺陷 stripy flaw:长宽比大于3的气孔、夹渣和夹钨 等缺陷。 ⑩小径管 small diameter tube:外直径D0小于或等于100mm 的管子。

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(五)射线检测法中主要事项

1、射线检测技术 射线检测技术:在JB/T4730-2005《承压设备 无损检测》中分为三级:A级-低灵敏度技术、AB级 -中灵敏度技术、B-高灵敏度技术,A级一般用于特 种设备支撑件对接焊接接头的检测,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,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.
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(五)射线检测法中主要事项

2 、射线源、胶片和增感屏的恰当组合问题

a、射线源选择的基本原则: 在能穿透受检件的前提下,尽量选用能量低 的射线,优先顺序是:X射线—Se75(硒 75)—Ir192(铱192)—Co60(钴60);X 射线照相应尽量选用较低的管电压,在采用 高管电压时,应保证适当的曝光量。

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各种主要射线源检测厚度范围JB/T4730-2005 《承压设备无损检测》JB/T3323-2005 和《金属熔化焊焊接接头射线照相》
射线源 透照厚度W(A、 B级mm AB级)mm 射线源 透照厚度W(A、 AB级)mm B级mm

X射线 (300KV)
X射线 (420KV) Se75 Ir192

≤40
≤80 10~40 20~100

≤40
≤80 11~40

Co60

40~200

60~150
50~180 ≥80 ≥100

X射线(1MeV~4 30~200 MeV) X射线(>4MeV~ 50~400 12 MeV

20~90 X射线(>12MeV) ≥80

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JB/T4730.2-2005 允许放宽γ 射线最小透照厚度的 具体内容是什么?A 级和 AB 级时Ir-192、Se-75 源最小透照厚度为多少? 采用源在内中心透照方式,在保证像质计灵敏度要求的情 况下允许放宽γ 射线最小透照厚度取透照厚度下限值的 1/2:采用其它透照方式,在采取有效补偿措施并保证像质 计灵敏度要求的前提下,需要经过同各方同意。A 级和AB 级时Ir-192 源的最小透照厚度可降至10mm,Se-75 源的最 小透照厚度可降至5mm

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b、胶片选择原则
胶片分类: 胶片系统按照GB/T19384.1-2003分为四类,即T1、T2、 T3和T4类。T1为最高类别,T4为最低类别。在工业射线 检测中,一般采用T2和T3胶片,不采用T4胶片,有特殊 要求时可采用T1胶片。 胶片系统是由胶片、增感屏和暗袋组合而成.

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胶片系统的主要特性指标
梯度最小值 Gmin D=2.0 4.3 4.1 3.8 3.5 D=4.0 7.4 6.8 6.4 5.0 颗粒度最大值 σ max D=2.0 0.018 0.032 0.032 0.039 (梯度/颗粒度) 最小值 (G/σ D)min D=2.0 270 150 120 100

胶片 系统 类别

感光 速度

特性曲 线平均 梯度

感光乳 剂粒度

T1 T2 T3 T4

低 较低

高 较高

微粒 细粒

中 高

中 低

中粒 粗粒

注:表中的黑度D均指不包括灰雾度的净黑度。

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胶片选择原则
A级和AB级射线检测技术应采用T3类或更高类别的胶片; B级射线检测技术应采用T2类或更高类别的胶片; 采用高能X射线检测时也应采用T2类或更高类别的胶片, 但采用低能X射线用A级和AB级射线检测技术照相时采用 T3类或更高类别的胶片;

采用?射线对裂纹敏感性大的材料RT时,应采用T2类或 更高类的胶片

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c、增感屏的选择原则:一般应选用金属增感屏或不用增感屏。 在工业射线检测(射线照相)中,一般应 采用金属增感屏或不用增感屏,由于荧光增感屏 会使胶片灰雾度增大,所以工业射线照相检测中 不采用荧光增感屏,只有医学检查中常常采用荧 光增感屏。

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3、焦距F的选择 定义:沿着射线束中心测定的射线源与胶片之间的距离 按JB/T4730-2005《承压设备无损检测》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 AB级射线检测技术:f≥10d· b2/3 F0=f+ b 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 B级射线检测技术:f≥15d· b2/3 F0=f+b 注:d-代表射线源的焦点尺寸;b-工件表面至胶片的距离。 采用射线源在内中心透照方式, F0=f/2+ b;采用射线源在内 偏心透照方式, F0=0.8· f+b 18

4、曝光量 按JB/T4730-2005《承压设备无损检测》规定:F=700mm 时,A级和AB级射线检测技术不小于15mA· min;B级射线 检测技术不小于20mA· min。当焦距改变时可按平方反比 定律对曝光量进行换算。 按GB/T3323-2005《金属熔化焊焊接接头射线照相》规 定:未作强行规定,但应满足底片黑度要求,只要观片 时有适当的遮挡设施,底片上由于射线穿透厚度变化所 引起的黑度值变化的范围,其下限应不低于规定的数值, 上限不得高于观片灯可以观察的最高值。

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5、透照方法

按JB/T4730-2005《承压设备无损检测》规定: 单壁透照和双壁透照,能够采用单壁透照尽量采用单壁 透照,只有不能实施单壁透照时才采用双壁透照, 单壁透照分为:纵缝透照法、中心曝光法、环缝外透照 法、环缝内透照法(也叫偏心法); 双壁透照分为:双壁单影法、双壁双影法(包括垂直透 照、椭圆透照-标准有另行规定:公称直径≤100mm,且 应同时满足a)T(壁厚)≤8mm;b)g(焊缝宽度)≤D0/4 才能选用椭圆法,否则只能采用垂直透照法)。

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6、胶片有效透照长度问题 7、射线照相底片黑度:

8、射线检测的安全防护 射线辐射防护的三种基本方式是距离防护、屏蔽防护、 时间防护;也就是说:采用离射线源尽可能远,有一 定厚度的屏蔽物如铅板、混泥土等作为防护遮挡物, 尽可能短时间操作射线源(人体吸收射线源能量与距 离平方成反比与时间成正比)。

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现场进行X 射线检测对控制区和管理区的划分要求 进行透照检查时、可将被检物体周围的空气比释动能率在 40μ Gy.h-1 以上的范围内划分为控制区,在其边界上必须 悬挂“禁止进入 X 射线区”标牌,检测作业人员应在控制区 边界外操作,否则必须采取防护措施。 控制区边界外空气比 释动能率在4μ Gy.h-1 以上的范围内划分为管理区,在其边 界上必须设警戒标志,并悬挂“无关人员禁止入内”警示牌, 必要时专人警戒。 现场检测的工作条件变动时,必须进行场 所监测,并严整确定控制区和管理区。

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现场进行γ 射线检测对控制区和管理区的划分要求

划出γ射线探伤控制区和监督区( 空气比释动能低于 40μGy· h-1为控制区边界、控制区边界外空气比释动能低 于2`5μGy· h-1以上的范围划为监督区)。在监督区边界上 必须悬挂“禁止进入 γ 射线区”标牌,检测作业人员应 在控制区边界外操作,否则必须采取防护措施。 监督区边 界外空气比释动能率以2`5μGy· h-1作分为监督区边界,在 其边界上必须设警戒标志,并悬挂“无关人员禁止入内” 警示牌,必要时专人警戒。 严禁无关人员进入监督区内, 现场检测的工作条件变动时,必须进行场所监测,并严整 确定控制区和管理区。

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(六)射线检测设备

-概况

射线照相设备可分为: ① x射线探伤机可分为携带式、移动式两类。移动式x射 线探伤机用在曝光室内的射线探伤,它具有较高的管电压 和管电流,管电压可达450Kv,管电流可达20mA,最大穿透 厚度约100mm。携带式x射线探伤机主要用于现场射线照相, 管电压一般小于320Kv,最大穿透厚度约50mm。 ② 高能射线探伤设备为了满足大厚度工件射线探伤的要 求,使对钢件的x射线探伤厚度扩大到500mm。分为直线加 速器、电子回旋加速器。其中直线加速器可产生大剂量射 线,探伤效率高,透照厚度大。 ③ γ射线探伤机因射线源体积小,可在狭窄场地、高 空、水下工作,并可全景曝光等优点,已成为射线探伤 重要组成部分。
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(六)射线检测设备

-重点介绍

X射线机分类
? 按射线束辐射方向分定向和周向辐射X射 线探伤机

? 按结构形式分携带式、移动式和固定式X 射线机 ? 按冷却方式分油循环、水冷却和自冷却X 射线机
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X射线机的基本结构
? ? ? ? ? 控制台 X射线管(核心) 高压发生器 控制系统 冷却装置 机架、电缆等

高压发生器

射线发生器

冷却系统

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X射线管
? 外壳:硬质玻璃管,高真 空 ? 阴极:电子源,发射电子 流(钨丝)。 ? 阳极:靶,受高速电子轰 击而辐射X射线。
金属靶 高能 电子束

阳极 X 射 线

阴极

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X射线管的真空度
? 高真空度原因:
? 防止电极材料氧化 ? 使电子束不电离气体而容易通过 ? 使电极之间绝缘

? 真空度过低将导致X射线管击穿 逸出气体被电离,正离子撞击阴极,引起 阴极金属溅射,烧断灯丝。

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X射线管的靶材及性能
? 常用钨做靶材 ?原子序数高(Z=74) ?熔点高,能承受电子高速撞击产生的 高温而不被熔化

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高压发生器
? 提供X射线管的加速电压——阳极与阴极 之间的电位差和灯丝电压。

? 组成:高压变压器、高压整流电路、灯 丝变压器。

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冷却系统
? 冷却系统的作用 ?影响X射线管的寿命

?保证X射线管连续工作
? 便携式-机壳散射自冷却方式

? 移动式-油循环外冷方式
? 固定式-循环水冷方式
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国内X射线机主要生产商
? 丹东新力探伤机厂 ? 丹东奥龙射线仪器有限公司

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国外X射线机主要生产商
? 德国依科视朗国际射线有限公司 ? 美国GE

? 日本岛津

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γ射线机
优点:

? 探测厚度大,穿透能力强
400KVX射线机最大穿透厚度为100mm钢 60Co射线探伤机最大穿透厚度可达到200mm钢 ? 体积小、重量轻、不用水、电,适合野外作业 ? 效率高,对环缝和球罐可周向曝光和全景曝光 ? 可连续运行 ? 与同等穿透能力的X射线机相比,价格低
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γ射线机
局限性: ? 检测灵敏度低于X射线检测法

? 防护更严格
? 更换源麻烦

? 射线能量固定,无法根据试件厚度进行 调节,强度随时间变化
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γ射线机基本结构
? 源组件(密封?射线源) ? 源容器(主机体)

? 输源(导)管
? 驱动机构

? 附件

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源容器
? 源容器是?射线源的储存装置,是?射线机的主 机。不曝光时?射线源被收回置于源容器中。

1—外壳 2—聚氨酯填料 3—贫化铀屏蔽层 4—?源(源组件) 5—源托 6—安全接插器 7—快速连接器 8—密封盒37

S通道?射线机源容器结构示意图

?射线源的选用
? 选择?射线源时应考虑的主要特性: ?能量 ?放射性 ?半衰期 ?源尺寸 ?被检验工件特性 ?灵敏度要求
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射线探伤机选择
? 射线能穿透的材料厚度 ? 成像质量 ? 曝光时间等

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(六)射线检测设备

-相关图片

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携带式定向辐射X射线探伤机

携带式波纹陶瓷管X射线探伤机

应用领域:适合对薄铁板、铝、 橡胶、塑料等材质检测,可以 获得极佳的成像质量和清晰度。

应用领域:广泛应用于石油、化工、 航空、船舶、机械、电子、压力容 器等材料和零部件的无损检测。
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移动式工业X射线探伤机

X射线探伤机(油绝缘)

产品型号:XYD—1520/4、 22510/3、 3010/3、 4010/3、 4510/2 应用领域:主要应用于在线产品检测 及实验室。对各种钢铁、轻金属和非 金属等部件进行射线拍片与X射线成 像系统进行实时成像检测。

产品型号:XY~2515 应用领域:广泛应用于石油、化工、航 空、船舶、机械、电子、压力容器等 材料和零部件的无损检测。
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(七)射线照相工艺要点

① 照相操作步骤:把被检的物体安放在离X射线装臵或 γ射线装臵500mm以上的位臵处,将胶片盒紧贴在被检物 体的背后,让射线照射适当的时间进行曝光。把曝光后的 胶片在暗室进行显影、定影、水洗和干燥后得到射线底片, 将底片放在观片灯上进行观察,根据底片的黑度和图象来 判断存在缺陷的种类、大小和数量,按相关标准对缺陷进 行评定和分级。这是射线照相探伤的一般步骤。按射线源、 工件和胶片之间的相互位臵关系,透照方式分为纵缝透照 法、环缝外透法、环缝内透法、双壁单影法和双壁双影法 五种。其中双壁单影法用于小直径的容器或大口径管子焊 缝;双壁双影用于Φ89以下管子对接焊缝。

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②照相规范的确定:要得到好的射线照相底片,除了合 理的选择透照方式外,还必须选择好的透照规范,使小 缺陷能够在底片上尽可能明显地辨别出来,就是说照相 要达到高灵敏度。为了达到这一目的,除了选择质量好 的细颗粒胶片外,还要取得好的射线照相对比度和清晰 度。

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为得到高的缺陷检出率。射线照相规范的选择 应注意以下几点:

A、 透照方式的选择和K值控制。除了管道和无法 进入内部的小直径容器只能采用双壁透照外,大多 数容器壳体的焊缝射线照相都采用单壁透照,既外 透法和内透法。外透法的优点是操作比较方便,内 透法的优点是透照厚度差小,在满足透照厚度比K 值的情况下,一次透照长度较大。

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B、 射线源的选择。应在能穿透检测工件的前提下尽可能地 降低射线的管电压。应选择小尺寸的射线源,可以得到清晰 度好的底片。 C、 透照焦距的选择。焦距愈大,被检物体与胶片贴得愈紧, 半影就愈小,在选择透照焦距时,应将焦距选得大一些。但 是由于射线的强度与焦距的平方成反比,所以不能把焦距选 得过大,不然透照时射线强度将不够,所以焦距的选择应在 满足几何不清晰度要求的前提下合理选择。 D、 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, 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,所以一般情况下X射线照相的曝光量选择 15mA· min以上。
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E、 胶片、增感屏的选择与底片黑度控制。 F、 象质计的应用。用底片上必须显示的最 小钢丝直径与相应的象质指数来表示照相的 灵敏度。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。 G、底片评定。

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专题讨论一:编制射线检测工艺卡有什么作用
1、目的是指导射线检测人员进行正确的检测,以满足图 样,标准规程的要求。此外还可检查委托单填写的准确性, 遍于发现漏检部位,及时补照。 2、 编制射线检测工艺卡的最佳时机为检测任务委托之后, 检测之前进行。 3、 编制时必须注意: a. 检测设备与器材中的设备种类、 型号、试件的规格尺寸、检测附件和检测材料; b. 检测 工艺参数:检测方法、检测比例、检测部位、主要的透照 参数、一次有效透照长度等。

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讨论:射线检测的优点和局限性
1)检测结果有直接记录—底片。

由于底片上记录的信息十分丰富,且可以长期保存, 从而使射线照相法成为各种无损检测方法中记录最真实、 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,缺陷定性准确、定量也不 错。 各种无损检测方法中,射线照相对缺陷定性是最准确 的。在定量方面,对体积型缺陷的长度、宽度尺寸的确定 也很准,其误差大致零点几毫米。但对面积型缺陷,如裂 纹、未熔合等类似缺陷,缺陷端部尺寸很小,则底片上影 象尖端延伸可能辨别不清,定量数据偏小。
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3)体积型缺陷检出率很高,而面积型缺陷的检出 率受到多种因素影响。
体积型缺陷是指气孔、夹渣类缺陷。一般情况 下,射线照相大致可以检出直径在试件厚度1%以上 的体积型缺陷,但人眼分辨率的限制,可检出缺陷 的最小尺寸大致为0.5mm左右。 面积型缺陷是指裂纹、未熔合类缺陷,其检出 率的影响因素包括缺陷形状尺寸,透照厚度、透照 角度、透照几何条件、射线源和胶片种类、像质计 灵敏度等。

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4) 适宜检验厚度较薄的工件而不适宜较厚的工件。 因为检验厚工件需要高能量的射线探伤设备。300Kv便 携式X射线机透照厚度一般小于40mm,420Kv移动式X射线机 和Ir192γ射线机透照厚度均小于100mm,对于厚度大于 100mm的工件射线照相需使用加速器和Co60。此外,板厚增 大,射线照相绝对灵敏度下降。也就是说厚工件采用射线 照相,小尺寸缺陷以及一些面积型缺陷漏检的可能性增大。

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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臵比较困难,摄得底片的黑度 变化大,成像质量不够好;不适宜检测板材、棒材、锻 件的原因是板材、锻件中的大部分缺陷与板面平行,射 线照相无法检出。

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6) 有些试件结构和现场条件不适合射线照相。由于射线检 测是穿透检验,检测时需要接近工件的两面,因此结构和现 场条件有时会限制检测的进行。此外射线照相对射线源至胶 片的距离(焦距)有一定要求,如果焦距太短,则底片清晰 度会很差。 7) 对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸的确定比较困难。 除了一些根部缺陷可结合焊接知识和图象规律来确定其在工 件中厚度方向的位置,大多数缺陷无法用底片提供信息定位; 缺陷高度可通过黑度对比的方法作出判断,但精确度不高。 8)检测成本高。射线照相设备和曝光间的建设投资巨大; 辅料的成本、人工成本也很高。 9)射线照相检测速度慢。 10)射线对人体有伤害。
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射线的危害

rem[英][rem] [美][r?m] n.<核>雷姆(测量吸收辐射程度的单位)

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安全防护

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(一).照相法的灵敏度和透度计
(1)灵敏度 显示缺陷的程度或能发现最小缺陷的能力。 ? 绝对灵敏度 在射线底片上能发现被检试件中与射线平行方向的最小缺 陷尺寸。 与厚度关系:越薄越小,越厚越大 ? 相对灵敏度 在射线底片上能发现被检工件中与射线平行方向的最小缺 陷尺寸占缺陷处试件厚度的百分数。用“k”表示。 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
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? (2)透度计 ? 材料:与被检工件材质相 同或射线吸收性能相似的 材料制作 ? 结构:设有一些人为厚度 差的结构(如孔、槽、金 属丝等),其尺寸与被检 工件的厚度有一定的数值 关系。 ? 用途:作为证据保存,记 录其条件。 ? 说明:指示值不等于被检 工件可以发现的自然缺陷 的实际尺寸。
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(二)增感屏
(1)目的 影像质量主要由被胶片吸收的能量决定的,由于X射线进入 胶片并被吸收的效率又很低,一般只能吸收1%的有效射线来形 成影像。 (2)原理 是由某些特殊物质制造的,这些物质在射线作用下能激发荧 光(或产生次级射线),激发出的荧光(或产生的次级射线) 对胶片有强感光作用,从而增加曝光量。

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(3)种类 通常有三种: 荧光增感屏:靠荧光物质在射线下 发出荧光来增加曝光量,常用钨酸铅做 荧光物质。(清晰度最低) 金属增感屏:在射线作用下产生二 次射线来增加曝光量,如铅/金箔等。 (清晰度最高) 金属荧光增感屏:是二者的结合。
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常见缺陷及其在底片上的影像特征

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(二)铸件

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较深的知识,不讲的

一、评片基础知识 1、评片环境条件和器材要求 1)评片室 —评片室要单独设置,不受外界干扰; —室内光线柔和偏暗,但不全黑,一般与 透过底片的亮度相当(30cd/m2); —室内照明避免直对人射或经底片反射到 人眼; —评片用器材工具如观片灯、黑订计、评 片尺、底片、记录等放置有序。 2)观片灯 —有足够的光强度,能观察黑度最大4.0 的底片;

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—亮度可以调节,以适应观察看不 同黑度需要; —有遮光装置,以适应不同尺寸的 底片; —发出的光线是漫射的; —散热好,噪声小。 3)黑度计 —量程范围0-4.5D; —精度0.05D; —有经校准的标准黑度片。
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4)其它工具用品 评片尺 放大镜 记号笔 手套 有关文件和记录表格 2、观片基本操作 1)底片通览 底片质量总体印象 焊缝质量总体印象 标出可疑影像
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2)对可疑影像分析判断 调节观片灯亮度 移动底片,改变观察距离和角度 用放大镜观察 3、投影基本概念 1)放大 2)畸变 3)重叠 4)相对位置改变

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二、底片观察和评定 1、底片质量评定 —黑度符合规定 —灵敏度符合规定(象质计位置正确, 象质指数达到要求) —标记齐全,不掩盖被检焊缝 —有效评定区内不存在妨碍评定的伪 缺陷。 2、常见伪缺陷影像的识别 1)机械类
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—划痕:胶片表面被尖锐物体划伤,形成 黑度较深的黑线,细而光滑,借助反射光容易 辨认。 —折痕:胶片弯折,会在底片上形成月牙 形影象,曝光前弯折,为亮的影象,曝光后弯 折,呈黑的影象,在反射光下可看出弯折痕迹。 —压痕:胶片局部受压,会在受压部位形 成轮廓不太显明的影象,曝光前受压,呈亮的 影象,曝光后受压,呈黑的影象。尖锐的压痕 影象较显明,在反射光下可看到压伤。 —静电感光:从胶片盒、暗袋或增感屏之 间抽胶片时,用力过猛过快,因摩擦生电而使 胶片感光,形成黑色树枝状影象,也有点状或 斑状的,这种影象容易辨认。
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—增感屏引起的伪缺陷: 金属增感屏划伤,在底片上形成黑线,荧 光屏划伤,形成亮线。 l 增感屏之间夹异物或增感屏缺损,形成亮 的线、条或块状影象。 l 铅增感屏表面有麻坑,在底片上形成黑点。 2)化学类 — 水迹:底片干燥不当,会在底片上形成 水迹,呈黑度略大的线条、点或弧线,轮廓线 较黑,在反射光下可看出污物痕迹。
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—显影液沾染:显影开始前胶片沾染 了显影液,形成点、条或块状的黑色影 象。 —定影液沾染:胶片显影前沾染了定 影液,开成点、条或块状的亮的影象。 —显影条纹:显影时搅动不够,黑度 较高部位产生的显影反应物沿拉片向下 流动,使流经部位的显影受到影响,形 成亮的或亮黑相间的条纹,一般不会与 缺陷相混。
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—二向色雾翳:由于定影液老化、显影液 被定影液污染或定影时胶片粘在一起等引起显 定影同时作用而产生的影象,在透射光下呈桃 红色,在反射光下呈黄绿色。 —指印:手沾显影液或定影液与胶片接触 形成的黑的或亮的指纹影像。 —胶片暗盒或暗室漏光产生的局部黑影或 大面积灰雾。 3)胶片质量及处理条件引起的 —霉点:胶片保管不当受潮引起的无机分 布的黑点。
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—亮的条纹:胶片乳剂中溴化银条 不匀引起的纹。 —脱膜:胶片质量不良或显影温度 过高引起。 —网纹:胶片处理药液温差引起。 3、焊缝影像识别 1)焊接方法识别 —手工电弧焊:焊缝较窄,焊波较 密,边缘不太规则。
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—埋弧自动焊:焊缝较宽,表面平滑,波 纹较大或无波纹,边缘整齐。

—手工焊+埋弧焊:手工焊封底埋弧焊盖面 或埋弧焊手工焊返修的焊缝,两种影像重叠。

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—氩弧焊:一般用于小管环焊缝打底焊和 有色金属薄件的焊接,不易识别,最主要特征 是钨极氩弧焊可能出现钨夹渣,依此判定。 2)焊接位置识别: —平焊:焊接波纹较稀,分布较均匀,成 形较好。

—立焊:焊接波纹较密较深,成形较差。

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—横焊:表面多道焊,形成与焊缝平行的 沟槽,成形较差。

—仰焊:表面焊波较粗,背面存在内凹。

小管焊接位置判定:有三种—转动焊(平 焊)、垂直固定焊(横焊)、水平固定焊(全 99 位置焊)

—平焊:椭圆两侧焊缝焊波方向相 反。

—横焊:沿焊缝有纵向沟槽。

—全位置:椭圆两侧焊缝焊波方向 相同。
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3)焊接坡口型式识别: —单面焊:正面焊缝宽,背面焊缝窄 (一般4-5 mm)而高(影象亮)。

—双面焊:两侧焊缝较宽,边缘重合 或不重合。

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—带垫板单面焊:与单面焊相同,注 意识别垫板影像。

4)焊缝外观缺陷影像识别 —咬边:沿焊缝边缘断续或连续的黑 线。

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—未填满:沿焊缝边缘断续或连续的 黑线,有一定宽度,外侧边缘很直。

—弧坑:收弧处形成的凹坑,椭圆形 黑色影像,有时伴有气孔或裂纹。

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—内凹:仰焊时背面焊缝低于母材, 位于焊缝中心,连续或断续的黑带。

—错边:沿焊缝纵向有一明显分界线, 两侧黑度不同。

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—收缩沟:单面焊带垫板焊缝沿根部焊缝边 缘分布的连续或断续的黑线。

—焊瘤:多余的焊接金属,呈现为亮的影像。

—工件表面划痕、压痕等引起的伪缺陷影像。
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—烧穿:电流过大烧的孔洞。较大的圆形黑 色影像。

—表面气孔:埋弧自动焊表面常出现的黑度 很淡的圆形影像。

—飞溅:在焊缝及邻近区域溅的焊接金属, 无规律分布的亮点。

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5)焊接缺陷及影像识别 —裂纹:裂纹是材料局部断裂形成的缺陷。 按成因:热裂纹、冷裂纹和再热裂纹; 按形态:纵向裂纹、横向裂纹和放射状裂纹; 按位置:焊缝裂纹、热影响区裂纹和熔合区裂 纹等。 裂纹的影像特征是: ? 黑色直线,有的带锯齿,中间稍宽,两 端尖细。

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? 细小的裂纹,有直线状,有丝状,容易 忽略。

? 弧坑裂纹(放射状)

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—未熔合:是指母材与焊缝金属或焊缝金 属与焊缝金属之间未完全熔化结合形成的缺陷。 按其位置,有根部未熔合,坡口未熔合和 层间未熔合。 ? 根部未熔合 :沿根部纯边分布的黑条, 有一定宽度,沿纯边一侧较直,另一侧不规则。

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? 坡口未熔合:偏离焊缝中心线,与 焊缝平行的黑条,有一定宽度,靠外侧 边缘很直,内侧不规则。

? 层间未熔合:黑色块状或条状影像。

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—未焊透:有单面焊未焊透和双面焊未焊 透。其影像特征比较明显,是沿焊缝中心线分 布的连续或断续的直线,其宽度依对口间隙大 小面不同,有时伴的气孔。

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—夹渣:夹渣是凝固到焊缝金属中的外来 固体和熔渣。其主要成份是硅酸盐、氧化物和 硫化物,钨极氩弧焊中可能产钨夹渣。按形态 夹渣分为点状、块状和条状夹渣。 夹渣的影像特征是分布无规则的点状、块 状或条状黑色影像,黑度较均匀,形状不规则, 边缘有梭角。

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—气孔:气孔是凝固在焊缝金属中的气体 形成的孔洞。有氢气孔和一氧化碳气孔。按形 状可分为圆形气孔、条形气孔,按分布可分为 单个气孔、密集气孔和链状气孔。 气孔的影像特征主要是外形圆滑,中心黑 度大,边缘黑度小。

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4、焊缝质量等级评定
1)评定标准: JB/T4730-2005 2)底片有效评定范围

底片上两搭接标记之间的焊缝加两 侧热影响区宽度(5-8mm)。

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3)焊缝质量分级及各级焊缝不允许的缺 陷

JB4730和GB3323根据缺陷的性质和数量 将缺陷分为四级。 Ⅰ级:裂纹、未熔合、未焊透、条状夹渣 Ⅱ级:裂纹、未熔合、未焊透 Ⅲ级:裂纹、未熔合、未焊透(只在不带 垫板的单面焊焊缝中允许) Ⅳ级:超过Ⅲ级者。 4)圆形缺陷的评级 —圆形缺陷定义:L(长)/W(宽)≤3的 缺陷。包括气孔、夹渣、夹钨,形状可以为圆 形、椭圆形、锥形或带尾巴的。 115

—圆形缺陷评定方法可归纳为: 用评定区按缺陷点数和板厚评定。 ? 评定区尺寸: 母材厚度T ≤25 >25-100 >100 30×30

评定区尺寸 10×10 20×20

首先用评定区框住缺陷,使用时注意: 评定区边框与焊缝平行 评定区应选在缺陷最严重部位 与评定区边框相割的缺陷均应记入
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? 测量评定区内每一缺陷的尺寸,按缺陷 点数换算表把每一缺陷尺寸换为点数,计算评 定区内缺陷总点数。
缺陷点数换算表 缺陷 长径 点数 ≤1 1 >1-2 >2-3 >3-4 >4-6 >6-8 2 3 6 10 15 >8 25

不计点数缺陷尺寸
母材厚度T ≤25 > > 缺陷长径 ≤0.5 ≤0.7 ≤1.4%T
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? 根据评定区缺陷总点数按圆形缺陷分级表 确定缺陷等级。
圆形缺陷分级表 评定区尺 母材厚度T 等 I II III 级 IV ≤10 1 3 6 10×10 >10-15 2 6 12 10×20 10×3 0 5 15 30 6 18 36

>15-25 >25-50 >50-100 >100 3 9 18 4 12 24

对于不计点数的缺陷数量的限制: I级焊缝和母材厚度≤5mm的II级焊缝不计点数的缺 陷数量在评定区内不得超过10个,超过则降一级。
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点数大于III级者或缺陷长径大于1/2T者。

5)条形缺陷的评级: —条形缺陷的定义:L(长)/W(宽)>3 的缺陷定义为条形缺陷,包括条形气孔和条状 夹渣。 —条形缺陷的评级方法可概括为按单个条 形缺陷的长度和条形缺陷的总长评级。 ? 首先评单个条形缺陷的级别 测量各条形缺陷长度 取最长条形缺陷,与条形缺陷分级表规 定的II级允许的单个条形缺陷长度比较,若不 超过则为II级;若超过,与III级规定的单个条 渣长度比较,若不超过,则为III级;若超过, 则为IV级。此时评定已结束,焊缝级别为IV级。
119

? 按总长评级: 若单渣不到IV级,需再按总长评级。 设单渣为II级,把12T长度(T为母材厚度) 内相邻一组夹渣中间距≤6L(L为该组夹渣中最 长夹渣的长度)的条渣的长度相加,其总长若 ≤T,则焊缝为II级;若超过T,把6T长度内相 邻夹渣中间距≤3L的条渣的长度相加,其总长 若≤T,则为III级,若超过T,则为IV级。 若单个条渣为III级,把6T长度内相邻夹渣 中间距≤3L的条渣的长度相加,其总长若≤T, 则为III级,若超过T,则为IV级。
120

条形缺陷分级表 等级 母材厚度 单个条渣长度
T≤12 II 12<T≤60 T>60 T≤9 III 9<T≤45 T>45 4 1/3T 20 6 2/3T 30

条状夹渣总长
在12T焊缝长度内,间距不 超过6L的任意一组夹渣的 总长不超过T 在6T焊缝长度内,间距不 超过3L的任意一组夹渣的 总长不超过T

IV

大于III级者

* 若焊缝长度不足12T或6T,则允许的总长按比例折算, 若折算长度小于单个条形缺陷长度,则按单个长度为允许总长。 *若两个或两个以上条条形缺陷相邻间距小于其中小缺陷 长度,则按单个条形缺陷计算,其间距也应计入条形缺陷长度。
121

6)综合评级 当圆形缺陷评定区内同时存在圆形缺陷和 条形缺陷或未焊透缺陷时,应各自评级,将级 别之和减1作为最终级别。 例如:圆形缺陷II级 条形缺陷III级 则焊缝级别为:II+III-I=IV级 7)钢管环焊缝未焊透和内凹的分级 钢管环焊缝允许未焊透和内凹存在,其焊 缝级别按未焊透分级表和内凹分级表规定的深 度和长度进行评定。
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钢管环焊缝未焊透分级表
等 连续或断续未焊透总长占 极限深度 级 占壁厚的 焊缝缝总长的百分比(%) 百分比 (mm)
II III IV ≤10 ≤15 ≤1.5 ≤2.0 大于III级者 ≤10 ≤15 未焊透深度

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钢管环焊缝根部内凹分级表
等 极限深度 级 占壁厚的 百分比 (mm)
I II III IV ≤10 ≤15 ≤20 ≤1 ≤2 ≤3 大于III级者 ≤30 内凹深度

内凹总长占焊缝缝总长的 百分比(%)

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8)条形缺陷评级举例
例1:对下图所示底片进行评级。

? 评单渣:其长度为5+2+3=10>6 故为IV级

125

例2:对下图所示底片进行评定

? 先评单个条形缺陷:最长为8<1/3T=10 故为II级; ? 再评总长:II级允许总长为320÷360×30=26.6 条渣总长为 8+5+3+8+7=31>T=30,故不够II级; III级焊缝允许总长为T=30mm 条渣总长为 5+3+8+7=23<T=30 焊缝总评结果为III级。
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纵、环焊缝源在外单壁透照方式
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纵、环焊缝源在内单壁透照方式
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环焊缝源在中心周向透照方式
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环焊缝源在外双壁单影透照方式(1)

134

环焊缝源在外双壁单影透照方式(2)
135

纵缝源在外双壁单影透照方式

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小径管环焊缝倾斜透照方式(椭圆成像)
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小径管环焊缝垂直透照方式(重叠成像)
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典型考题

1、工业射线照相检测中常用的射线有( a.X 射线 b.α 射线 c.γ 射线 d..a 和 c 2、射线检测法适用于检验的缺陷是( )

)

a.锻钢件中的折叠 b.铸件金属中的气孔 c.金属 焊缝中的夹渣 d.b 和 c

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典型考题

1、X 射线照相检测工艺参数主要是(

)

a.焦距 b.管电压 c.管电流 d.以上都是
2、X 射线照相的主要目的是( ):

a. 检验晶粒度 ;b. 检验表面质量 ;c. 检验内部质 量;d.以上全是 3、工件中缺陷的取向与 X 射线入射方向 ( )时,在底片上能获得最清晰的缺陷影像: a.垂直 b. 平行 c.倾斜 45°d.都可以
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典型考题

1、 编制射线检测工艺卡的目的是什么?本工艺卡在什么 时机编制?编制时应注意哪些重点参数? 答:1、编制射线检测工艺卡的目的是指导射线检测人员 进行正确的检测,以满足图样,标准规程的要求。(1 分) 此外还可检查委托单填写的准确性,遍于发现漏检部位, 及时补照。(1 分) 2、 编制射线检测工艺卡的最佳时机 为检测任务委托之后,检测之前进行。(1 分) 3、 编制 时必须注意: a. 检测设备与器材中的设备种类、型号、试 件的规格尺寸、检测附件和检测材料:(1 分) b. 检测工 艺参数:检测方法、检测比例、检测部位、主要的透照参 数、一次有效透照长度等。(1 分)

141

典型考题

2、 依据JB/T4730-2005 标准规定,说明采用源在中心内透 照环缝时,比源在外单壁透照的优点? 答:标准这样规定,源在内单壁透照和源在外单壁透照之 间选择时,能尽可能多采用源在内单壁透照方式。(1 分) 比较源在内中心单壁透照方式和源在外单壁透照方式,前 者比后者有更小的横向裂纹检出角或更大的一次透照长度, (2 分)底片上的黑度也更均匀。(1 分)因此,选择源 在内中心单壁透照方式对照相灵敏度和缺陷检出是有利的。 (1 分)

142

典型考题

1、X 射线是利用(高速运动的电子撞击金属靶)的方法产生 的; 2、射线照相灵敏度是射线照相 (清晰度 )和(对比度 )两大因 素的综合结果;
3、射线辐射防护的三种基本方式是(距离防护),( 屏蔽 防护),( 时间防护)。 4、工业射线照相检测中常用的射线有( a.X 射线 b.α 射线 c.γ 射线 d..a 和 c 5、发射电路输出的电脉冲其电压通常可达( a.几百伏到上千伏 b.几十伏 c.几伏 d.1伏 ):

)
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典型考题

3、简述射线照相检验法的原理。 答 : 射线在透照工件时 , 由于射线能量衰减程度与材料密度 和厚度有关,所以有缺陷部位与无缺陷部位对射线能量的吸 收不同,因而透过有缺陷部位与无缺陷部位的射线强度不同, 在底片上形成的黑度不同,则可通过底片上不同黑度的影像 来显示缺陷. 4、简单解释 X 射线与 γ 射线在来源上有什么不同? 答:X 射线是在 X 射线管中,在高压电场作用下使电子高速 撞击阳极靶而激发出来的,γ 射线是某些放射性元素的原子 核自然裂变而辐射出来的

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