射线照相法探伤

基础知识

射线照相法具有灵敏度较高﹑射线底片能长期保存等优点，目前在国内外射线探伤中，应用最为广泛，如图4-8 (a)、(b)所示。射线照相法探伤法是通过底片上缺陷影像，对照有关标准来评定工件内部质量的。对于焊接射线探伤而言，我国已经制订了国家标准。以下介绍射线照相探伤技术。

图4-8  射线照相法应用

一、探伤系统

根据被检工件及其内部缺陷介质对射线能量衰减程度的不同而引起透过后射线强度分布差异，被射线照相胶片记录下来经暗室处理后，再由其底片上较大的黑化程度对应较大的透射射线强度，根据射线照相底片上这种黑化程度变化的图像来发现被检工件中存在的缺陷。

主要标准为：GB 3323–2005《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》

探伤系统基本组成如图4-9所示。

图4-9  射线照相法系统

1.射线源

常用的射线源有X射线机、γ射线机。

2.射线胶片

（1）结构 射线胶片的结构如图4-10所示。

图4-10  射线胶片

1-保护层  2-乳剂层  3-结合层  4-片基

①片基起支持全部涂层的作用；

②乳剂层具有增感作用，能使卤化银颗粒均匀悬浮并固定其中；

③结合层的主要成分为树脂，其作用是使乳剂层牢固地黏附在片基上；

④保护层的保护乳剂层不受损伤。

（2）底片的黑度 是描述照相底片上某一点黑化程度的参量，其定义为强度为L0的可见光沿法向入射到照相底片上的某点，设定透过底片的可见光强度为L，则该点的黑度为：

D＝lg（L0/L）

式中  D—底片黑度；

L0—照射光强；

L—透过光强。

图4-11表示底片黑度投射光强与照射光强的关系。

图4-11  底片黑度透射光强与照射光强的关系

底片上某点的黑度与它的含银量的多少有关，含银量越多，越难于透光，即黑度较大。

（3）胶片的类型 按银盐粒度由小到大的顺序J1、J2、J3。

3.增感屏

增感屏的示意图如图4-12所示。

（1）金属增感屏 是由金属箔黏合在纸基或胶片片基上制成的，其原子核被射线电离后放出的二次电子加速了胶片上银盐的还原。

（2）荧光增感屏和金属荧光增感屏 是把能发出荧光的盐类涂敷在不同的基底上制成的增感器材料。

 图4-12  增感屏

4.像质计

像质计是一种用来评价底片影像质量优劣的工具。有槽型、金属线型及孔型等几种。

规定焊缝射线照相使用GB 5618–85《线型像质计》的R′10系列线型像质计

R′10系列线型像质计如图4-13所示。

线型像质计的使用如图4-14所示。

图4-13  像质计

图4-14  线型像质计的使用

射线源一侧，被检区一端的焊缝上（1/4处），细线位于远离被检区中心的外侧。

5.暗盒

作用：保护胶片不受机械损伤和不受光失效。

材料应对射线的吸收不明显。如不透明橡胶或塑料，黑纸或薄铝片等。

6.标记带

其上的铅质标记有：定位标记、识别标记、B标记等。

二、射线探伤条件的选择

1.选择原则

（1）像质等级选择 像质等级就是射线照相质量等级，是对射线探伤技术本身的质量要求。GB/T 3323–2005对钢熔化焊缝对接接头的射线照相方法的底片影像质量分为三级：

A级—成像质量一般，适用于承受负载较小的产品和部件。

AB级—成像质量较高，适用于锅炉和压力容器产品及部件。

B级—成像质量最高，适用于航天和核设备等极为重要的产品和部件。

不同的像质等级对射线底片的黑度﹑灵敏度均有不同的规定。为达到其要求，需从探伤方法﹑条件﹑器材和程序等方面预先进行选择，全面合理布置，对给定工件进行射线照相法探伤时，应根据有关规定和标准要求选择适当的像质等级。

（2）黑度（D） 如图4-15所示。

图4-15  黑度

灰雾度（D0）是指未经曝光的胶片经显影处理后获得的微小黑度。

（3）灵敏度 灵敏度是评价射线照相质量的最重要指标，它是以在工件中能发现的最小缺陷尺寸或其在工件厚度上所占百分比来表示。

2.射线源的选择

（1）射线能量 指射线源的ke V、Me V值或γ源的种类。

（2）射线强度。

（3）焦点尺寸。

（4）辐射角。

3.几何参数的选择

（1）焦点尺寸。

（2）透照距离 焦点至胶片的距离F。

（3）缺陷至胶片的距离 如图4-16所示。

图4-16  缺陷至胶片的距离

（4）几何不清晰度（Ug） 如图4-17所示。

图4-17  几何不清晰度

L1：胶片至工件上表面的距离；L2：射线源至工件上表面的距离

利用三角关系可得：

Ug=δd/（F-δ）

由公式可看出：d/L1越小，则Ug越小。

因此

①首先考虑小焦点的射线源，并适当增加射线源至工件上表面的距离（L1）。

②d/L1一定时，Ug随工件厚度增加而增加。

注意：埋藏缺陷的位置越靠近胶片，其影像就越清晰。

这也是像质计摆放在靠近射线源一侧的原因，目的就是为了保证在整个透照厚度范围内都能达到像质计所显示的透照灵敏度。

4.几何不清晰度的控制

（1）将Ug值看成是变量，随透照厚度的增加而增加，随底片级别改变而改变。

（2）区别不同的底片级别或对不同的透照厚度范围分别规定允许的Ug值。

5. 散射线的控制

限制辐射场，选择适当的射线能量。

6. 曝光条件的选择

用曝光曲线对曝光规范进行选择。

（1）X射线探伤 规范：管电压（k V）、管电流（m A）、曝光时间（min）、焦距（mm）

曝光量＝管电流×曝光时间。

从提高灵敏度的角度考虑，应从中选取较低的管电压和较大的曝光量作为曝光规范。

（2）γ射线探伤 曝光量＝（射源）放射性活度×时间。

任务实施

透照方式的选择

透照方式的选择决定于射线源、工件和胶片之间的相互位置关系

GB/T 3323–2005规定，透照方式分为下列五种：

（1）纵缝透照法 如图4-18所示。

适用于Ⅰ型、单边Ⅴ型和双Ⅴ型作一次垂直于焊缝的透视。

图4-18  纵缝透照法

（2）环缝外透法 如图4-19所示。

图4-19  环缝外透法

（3）环缝内透法 如图4-20所示。

①射线源为定向照射时，采用偏心透照法。

图4-20  环缝内透法

②射线源为周向辐射时，采用环缝中心内透法，如图4-21所示。

图4-21  环缝中心内透法

（4）双壁单影法 如图4-22所示。

双壁单影法适合外径大于89 mm的管道焊缝。

图4-22  双壁单影法

（5）双壁双影法 如图4-23所示。

双壁双影法适于外径小于89 mm的管道焊缝检测。

如图4-24所示，透照方式确定后注意事项：

①射线入射方向的选择。

②透照厚度差的控制。

图4-23  双壁双影法

图4-24  射线入射方向及透照厚度差的控制

具体到实际，可对一条焊缝划分等分数。对角接接头、T型接头加补偿块。