X射线探伤

国家 射线的种类很多，其中易于穿透物质的有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。射线检测最主要的应用是探侧试件内部的宏观几何缺陷(探伤)。按照不同特征(例如使用的射线种类、记录的器材、工艺和技术特点等)可将射线检测分为许多种不同的方法。射线照相法是指用X射线或γ射线穿透试件，以胶片作为记录信息的器材的无损的检测方法。该方法是

最基本的，应用最广泛的一种射线检测方法。

一、射线照相法原理

X射线是从X射线管中产生的，X射线管是一种两极电子管。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(叫做管电压)时，电子就从阴极向阳极方向加速飞行、获得很大的动能，当这些高速电子撞击阳极时。与阳极金属原子的核外库仑场作用，放出X射线。电子的动能部分转变为X射线能，其中大部分都转变为热能。电子是从阴极移向阳极的，而电流则相反，是从阳极向阴极流动的，这个电流叫做管电流，要调节管电流，只要调节灯丝加热电流即可，管电压的调节是靠调整X射线装置主变压器的初级电压来实现的。利用射线透过物体时，会发生吸收和散射这一特性，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。射线还有个重要性质，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产生潜象中心，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射线的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，这种胶片的两面都涂敷了较厚的乳胶，此外，还使用一种能加强感光作用的增感屏，增感屏通常用铅箔做成。

把这种曝过光的胶片在暗室中经过显影、定影、水洗和干燥，再将干燥的底片放在观片灯上观察，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，这就是射线照相探伤的原理。

二、射线检测设备射线照相设备可分为：X射线探伤机，高能射线探伤设备(包括高能直线加速器、电子回旋加速器)；γ射线探伤机三大类。X射线探伤机管电压在450kV以下。高能加速器的电压一般在2~24MeV，而γ射线探伤机的射线能量取决于放射性同位素。

1、X射线探伤机射线机主要由机头、高压发生装置。供电及控制系统，冷却却防护设施四部分组成。可分为携带式，移动式两类，移动式X射线机用在透照室内的射线探伤，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，最大透厚度约100mmm，它的高压发生装置、冷却装置与X射线机头都分别独立安装，X射线机头通过高压电缆与高压发生装置连接。机头可通过带有轮子的支架在小范围内移动，也可固定在支架上。携带式X射线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。其高压发生装置和射线管在一起组成机头，通过低压电缆与控制箱连接。

X射线无损检测的典型应用

X射线无损检测应用领域非常广泛，在材料测试、食品检测、制造业、电器、仪器仪表、电子、汽车零部件、医学、生物学、军工、考古、地质等领域都有不俗的表现。

应用领域 典型案例 可能检测的内容

材料测试 合金铸件 收缩孔、缺料、多孔砂眼、裂缝、异型、夹杂物

可塑型材 呼吸孔、缺料、多孔砂眼、裂缝、异型、夹杂物

涡轮、百叶 损坏、夹杂物、裂缝、阻塞

管道 壁厚测量、裂缝、夹杂物、收缩孔、多孔砂眼、腐蚀状态

焊缝 裂缝、孔、虚焊、结构缺陷、纵向缺陷、夹杂物

电磨刀片 缺料、裂缝、多孔砂眼、异型、夹杂物

制造业 玩具 异物、组装缺陷、缺少零件

鞋 异物（铁钉）、脱线、脱胶、皮革断裂 热水器 电线断裂、电缆断裂、零部件位置、缺少零件、连接件缺陷

电吹风机 电缆断裂、连接件或接点缺陷、缺少零件、加热元件破裂、零部件位置 加热元件 电缆断裂、加热螺旋线断裂、接点缺陷、加热螺旋线位置错误

电缆接头 电缆断裂、短路、焊点脱落失效

节能灯 灯丝缺陷、电线断裂、连接件缺陷、玻璃灯罩缺陷、缺少零件、组装缺陷、组装不完整

电池 连接件或接点缺陷、缺少零件、零部件位置

电子 信用卡电子芯片 黏结缺陷、连接线撕裂、小片断裂、焊点缺陷

印刷电路板 焊点脱落失效、组装不完整、印刷电路板导线和焊盘位置错误

汽车零部件 轮胎 骨架和护带的位置和方向、钢丝状况、橡胶中夹杂异物或空气

轮毂 断裂、结构缺陷

材料铝铸件：在无损检测领域（NDT），铸件检测是一个最典型的应用。铝铸件的市场在稳步增长，特别是一些关键的安全部件（例如汽车制造业中的一些铸件）生产厂商必须对他的客户保证其产品的质量是信得过的，而铝铸件的砂眼或其他内部隐蔽缺陷可能会对其最终用户造成剧烈的伤害。下面的数字X射线图像很清晰的展示了铝铸件的多孔渗水砂眼。一张简单的X射线图像，使得许多造成次品的原因一目了然。使用自动化数字X射线无损检测系统可以实现在线100%的检查，从而实现0故障率。

可塑型材：型材上的通气孔是不受欢迎的，因为这些通气孔可能会造成交接部分的脆弱或者降低型材的坚固性。X射线检测以其高效的无损探伤能力使得保证其质量成为可能。

涡轮叶片：涡轮叶片通常都安装在一些通道（系统）内，在工作时，冷空气从它们中间流过。因为其弯曲的几何结构，采用超声波等其他无损探伤技术变得非常困难。而X射线无损检测系统就可以检测制冷系统中的涡轮叶片的破损或故障。