射線探傷檢測(cè)（radiographic testing） ----

射線探傷檢測(cè)作為五大常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法之一，在工業(yè)上有著非常廣泛的應(yīng)用，它既用于金屬檢查，也用于非金屬檢查。對(duì)金屬內(nèi)部可能產(chǎn)生的缺陷，如氣孔、針孔、夾雜、疏松、裂紋、偏析、未焊透和熔合不足等，都可以用射線檢查。應(yīng)用的行業(yè)有特種設(shè)備、航空航天、船舶、兵器、水工成套設(shè)備和橋梁鋼結(jié)構(gòu)。

射線探傷的基本原理如下：

當(dāng)強(qiáng)度均勻的射線束透照射物體時(shí)，如果物體局部區(qū)域存在缺陷或結(jié)構(gòu)存在差異，它將改變物體對(duì)射線的衰減，使得不同部位透射射線強(qiáng)度不同，這樣，采用一定的檢測(cè)器（例如，射線照相中采用膠片）檢測(cè)透射射線強(qiáng)度，就可以判斷物體內(nèi)部的缺陷和物質(zhì)分布等。

射線探傷常用的方法有X射線探傷、γ射線探傷、高能射線探傷和中子射線探傷。對(duì)于常用的工業(yè)射線探傷來(lái)說(shuō)，一般使用的是X射線探傷、γ射線探傷。

射線對(duì)人體具有輻射生物效應(yīng)，危害人體健康。探傷作業(yè)時(shí)，應(yīng)遵守有關(guān)安全操作規(guī)程，應(yīng)采取必要的防護(hù)措施。

X射線探傷裝置的工作電壓高達(dá)數(shù)萬(wàn)伏乃至數(shù)十萬(wàn)伏，作業(yè)時(shí)應(yīng)注意高壓的危險(xiǎn)。

射線探傷原理：

利用 X射線或γ射線在穿透被檢物各部分時(shí)強(qiáng)度衰減的不同，檢測(cè)被檢物中缺陷的一種無(wú)損檢測(cè)方法。

原理：被測(cè)物體各部分的厚度或密度因缺陷的存在而有所不同。當(dāng)X射線或γ射線在穿透被檢物時(shí),射線被吸收的程度也將不同。若射線的原始強(qiáng)度為 ,通過(guò)線吸收系數(shù)為μ的、厚度為t的材料后，強(qiáng)度因被吸收而衰減為 ，其關(guān)系為 。若將受到不同程度吸收的射線投射在X射線膠片上,經(jīng)顯影后可得到顯示物體厚度變化和內(nèi)部缺陷情況的照片（X射線底片）。這種方法稱為X射線照相法。如用熒光屏代替膠片直接觀察被檢物體，稱為透視法。如用光敏元件逐點(diǎn)測(cè)定透過(guò)后的射線強(qiáng)度而加以記錄或顯示，則稱為儀器測(cè)定法。

探傷方法介紹

工業(yè)上常用的射線探傷方法為X射線探傷和γ射線探傷。指使用電磁波對(duì)金屬工件進(jìn)行檢測(cè)，同X線透視類似。射線穿過(guò)材料到達(dá)底片，會(huì)使底片均勻感光；如果遇到裂縫、洞孔以及夾渣等缺陷，一般將會(huì)在底片上顯示出暗影區(qū)來(lái)。這種方法能檢測(cè)出缺陷的大小和形狀，還能測(cè)定材料的厚度。

X 射線是在高真空狀態(tài)下用高速電子沖擊陽(yáng)極靶而產(chǎn)生的。γ射線是放射性同位素在原子蛻變過(guò)程中放射出來(lái)的。兩者都是具有高穿透力、波長(zhǎng)很短的電磁波。不同厚度的物體需要用不同能量的射線來(lái)穿透，因此要分別采用不同的射線源。例如由X射線管發(fā)出的X射線（當(dāng)電子的加速電壓為400千伏時(shí)），放射性同位素60Co所產(chǎn)生的γ射線和由 20兆電子伏直線加速器所產(chǎn)生的X射線，能穿透的鋼材厚度分別約為90毫米、230毫米和600毫米。

一、X射線機(jī)

工業(yè)射線照相探傷中使用的低能X射線機(jī)，簡(jiǎn)單地說(shuō)是由四部分組成：射線發(fā)生器（X射線管）、高壓發(fā)生器、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。當(dāng)各部分獨(dú)立時(shí)，高壓發(fā)生器與射線發(fā)生器之間應(yīng)采用高壓電纜連接。

按照X射線機(jī)的結(jié)構(gòu)，X射線機(jī)通常分為三類，便攜式X射線機(jī)、移動(dòng)式X射線機(jī)、固定式X射線機(jī)。

便攜式X射線機(jī)采用組合式射線發(fā)生器，其X射線管、高壓發(fā)生器、冷卻系統(tǒng)共同安裝在一個(gè)機(jī)殼中，也簡(jiǎn)單地稱為射線發(fā)生器，在射線發(fā)生器中充滿絕緣介質(zhì)。整機(jī)由兩個(gè)單元構(gòu)成，即控制器和射線發(fā)生器，它們之間由低壓電纜連接。在射線發(fā)生器中所充的絕緣介質(zhì)，較早時(shí)為高抗電強(qiáng)度的變壓器油，其抗電強(qiáng)度應(yīng)不小于30～50kV/2.5mm。多數(shù)充填的絕緣介質(zhì)是六氟化硫（SF6），以減輕射線發(fā)生器的重量。

X射線機(jī)的核心器件是X射線管，普通X射線管主要由陽(yáng)極、陰極和管殼構(gòu)成。

x射線是由x射線管加高壓電激發(fā)而成，可以通過(guò)所加電壓，電流來(lái)調(diào)節(jié)x射線的強(qiáng)度。

對(duì)低壓X射線機(jī)，輸入X射線管的能量只有很少部分轉(zhuǎn)換為X射線，大部分轉(zhuǎn)換成熱，所以對(duì)于X射線機(jī)來(lái)說(shuō)要保證良好的散熱。

X射線機(jī)的主要技術(shù)性能可歸納為五個(gè)：工作負(fù)載特性、輻射強(qiáng)度、焦點(diǎn)尺寸、輻射角、漏泄輻射劑量。在選取X射線機(jī)時(shí)應(yīng)考慮上述性能是否適應(yīng)所進(jìn)行的工作。

二、γ射線機(jī)

γ射線機(jī)用放射性同位素作為γ射線源輻射γ射線，它與X射線機(jī)的一個(gè)重要不同是γ射線源始終都在不斷地輻射γ射線，而X射線機(jī)僅僅在開機(jī)并加上高壓后才產(chǎn)生X射線，這就使γ射線機(jī)的結(jié)構(gòu)具有了不同于X射線機(jī)的特點(diǎn)。γ射線是由放射性元素激發(fā)，能量不變。強(qiáng)度不能調(diào)節(jié)，只隨時(shí)間成指數(shù)倍減小。

將γ射線探傷機(jī)分為三種類型：手提式、移動(dòng)式、固定式。手提式γ射線機(jī)輕便，體積小、重量小，便于攜帶，使用方便。但從輻射防護(hù)的角度，其不能裝備能量高的γ射線源。

γ射線機(jī)主要由五部分構(gòu)成：源組件（密封γ射線源）、源容器（主機(jī)體）、輸源（導(dǎo)）管、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和附件。

γ射線機(jī)與X射線機(jī)比較具有設(shè)備簡(jiǎn)單、便于操作、不用水電等特點(diǎn)，但γ射線機(jī)操作錯(cuò)誤所引起的后果將是十分嚴(yán)重，因此，必須注意γ射線機(jī)的操作和使用。按照國(guó)家的有關(guān)規(guī)定，使用γ射線機(jī)的單位涉及到放射性同位素，因此，單位必須申領(lǐng)輻射安全許可證，操作人員，應(yīng)經(jīng)過(guò)專門的培訓(xùn)，并應(yīng)培訓(xùn)合格。

射線探傷要用放射源或射線裝置發(fā)出射線，操作不慎會(huì)導(dǎo)致人員受到輻射傷害。操作人員應(yīng)做好輻射防護(hù)，并注意放射源的妥善保存。

射線探傷的常用器材有膠片、增感屏、像質(zhì)計(jì)等。

一、膠片

射線膠片與普通膠片除了感光乳劑成分有所不同外，其他的主要不同是射線膠片一般是雙面涂布感光乳劑層，普通膠片是單面涂布感光乳劑層；射線膠片的感光乳劑層厚度遠(yuǎn)大于普通膠片的感光乳劑層厚度。這主要是為了能更多地吸收射線的能量。但感光最慢、顆粒最細(xì)的射線膠片也是單面涂布乳劑層。

膠片的感光特性是指膠片曝光后（經(jīng)暗室處理）得到的底片黑度（光學(xué)密度）與曝光量的關(guān)系。主要的感光特性包括感光度（S）、梯度（G）、灰霧度（D0）及寬容度等，感光特性曲線集中反應(yīng)了這些感光特性。

在可見光或射線照射下，膠片感光乳劑層中可以形成眼睛看不見的潛在的影像，稱為“潛影”，經(jīng)過(guò)顯影處理，潛影可轉(zhuǎn)化為可見的影像。

在照相乳劑的制備過(guò)程中，在感光乳劑層中將形成“感光中心”—鹵化銀微粒表面的一些部分，由于存在中性銀原子和硫化銀而提高了對(duì)光的反應(yīng)能力，它是潛影形成的基礎(chǔ)。潛影形成可分為四個(gè)階段。

在工業(yè)射線照相中使用的膠片，從大的方面分為兩種類型：增感型膠片；非增感型膠片（直接型膠片）。增感型膠片是指適宜與熒光增感屏配合使用的膠片，非增感型膠片適于與金屬增感屏一起使用或不用增感屏直接使用。

增感型膠片當(dāng)不與熒光增感屏配合使用時(shí)，其感光度將比使用熒光增感屏?xí)r低很多。增感型膠片也可與金屬增感屏一起使用，這時(shí)與感光度近似的非增感型膠片相比，它所得到的影像的對(duì)比度要低一些。非增感型膠片不適宜與熒光增感屏配合。按照近年來(lái)射線照相技術(shù)發(fā)展的情況，在射線照相中一般不使用增感型膠片 [3]  。

二、增感屏

當(dāng)射線入射到膠片時(shí)，由于射線的穿透能力很強(qiáng)，大部分穿過(guò)膠片，膠片僅吸收入射射線很少的能量。為了更多地吸收射線的能量，縮短曝光時(shí)間，在射線照相檢驗(yàn)中，常使用前、后增感屏貼附在膠片兩側(cè)，與膠片一起進(jìn)行射線照相，利用增感屏吸收一部分射線能量，達(dá)到縮短曝光時(shí)間的目的。

描述增感屏增感性能的主要指標(biāo)是增感系數(shù)。

增感屏主要有三種類型：金屬增感屏、熒光增感屏、復(fù)合增感屏（金屬熒光增感屏）。

增感屏具有增感作用，但必須注意正確使用。使用時(shí)增感屏常分為前屏和后屏。前屏應(yīng)置于膠片朝向射線源一側(cè)，后屏置于另一側(cè)，膠片夾在兩屏之間。前屏應(yīng)采用適于射線能量的厚度，后屏厚度經(jīng)常較大，以便同時(shí)具有吸收背景產(chǎn)生的散射線的作用。為了操作的方便，實(shí)際上經(jīng)常選用同樣厚度的前屏和后屏，而另外在暗袋外面附加一定厚度的鉛板屏蔽環(huán)境產(chǎn)生的散射線。

三種類型增感屏具有不同的特點(diǎn)，適應(yīng)不同的要求。對(duì)一般技術(shù)和較高技術(shù)都應(yīng)采用金屬增感屏，只有在特殊的情況下，當(dāng)采用熒光增感屏或金屬熒光增感屏也能達(dá)到檢驗(yàn)質(zhì)量要求時(shí)，才能使用熒光增感屏或金屬熒光增感屏。

三、像質(zhì)計(jì)

像質(zhì)計(jì)（像質(zhì)指示器，透度計(jì)）是測(cè)定射線照片的射線照相靈敏度的器件，根據(jù)在底片上顯示的像質(zhì)計(jì)的影像，可以判斷底片影像的質(zhì)量，并可評(píng)定透照技術(shù)、膠片暗室處理情況、缺陷檢驗(yàn)?zāi)芰Φ取７菏褂玫南褓|(zhì)計(jì)主要是三種：絲型像質(zhì)計(jì)、階梯孔型像質(zhì)計(jì)、平板孔型像質(zhì)計(jì)，此外還有槽型像質(zhì)計(jì)和雙絲像質(zhì)計(jì)等。像質(zhì)計(jì)應(yīng)用與被檢驗(yàn)工件相同或?qū)ι渚€吸收性能相似的材料制做。

關(guān)于絲的直徑，各個(gè)國(guó)家一般都采用公比為 （近似為1.25）的等比數(shù)列決定的一個(gè)優(yōu)選數(shù)列（ISO/R10化整值系列），并對(duì)絲徑給以編號(hào)。

使用時(shí)，絲型像質(zhì)計(jì)放置的數(shù)量、位置和具體的安放方法等應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。一般的規(guī)定主要是，原則上每張底片上都應(yīng)有像質(zhì)計(jì)的影像，像質(zhì)計(jì)應(yīng)放置在工件射線源側(cè)的表面上，且應(yīng)放置在透照區(qū)中靈敏度度差的部位。當(dāng)像質(zhì)計(jì)放置在工件膠片側(cè)表面時(shí)，應(yīng)附加標(biāo)記（一般是字母“F”）。多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)絲型像質(zhì)計(jì)的識(shí)別性都是規(guī)定，在底片上至少可清晰看到連續(xù)10mm長(zhǎng)的絲狀影像時(shí)，則該絲認(rèn)為是可識(shí)別的。

四、其他設(shè)備和器材

為完成射線照相檢驗(yàn)，除需要上面敘述的設(shè)備器材外，還需要其他的一些設(shè)備和器材，下面列出了另外一些常用的小型設(shè)備和器材，但這并不是全部的器材，如暗盒、藥品等均未在此列出。

觀片燈  觀片燈是識(shí)別底片缺陷影像所需要的基本設(shè)備。對(duì)觀片燈的主要要求包括三個(gè)方面，即光的顏色、光源亮度、照明方式與范圍。光的顏色一般應(yīng)為日光色；光源應(yīng)具有足夠的亮度且應(yīng)可調(diào)整，其亮度應(yīng)能達(dá)到與底片黑度相適應(yīng)的值。

黑度計(jì)  底片黑度是底片質(zhì)量的基本指標(biāo)之一，黑度計(jì)是測(cè)量底片黑度的設(shè)備。

在工業(yè)射線照相檢驗(yàn)中，作為底片質(zhì)量指標(biāo)的黑度，并不要求測(cè)量非常準(zhǔn)確，現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)一般規(guī)定，測(cè)量誤差應(yīng)不大于±0.1。因此，所使用的黑度計(jì)最基本的要求是滿足這一要求。為了滿足這個(gè)要求，一般應(yīng)要求黑度計(jì)的測(cè)量值的不確定度為0.05。