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1、第一章一、X射线和Y射线的性质： 在真空中以光速直线传播。 本身不带电，不受电场和磁场的影响。 在媒质界面上只能发生漫反射，而不能像可见光那样发生镜面反射；X射线和射线的折射系数特别接近于1,所以折射的方向转变不明显。 可以发生干涉和衍射现象，但只能在特别小的光阑中发生这种现象。 不行见，但能穿透可见光不能穿透的物质。在穿透物质过程中，会与物质发生简单的物理和化学作用，例如，电离作用、荧光作用、热作用以及光化学作用。具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞，破坏生物组织。二、X射线的产生：在阴阳两极之间加有很高的直流电压（管电压），等阴极加热到白热状态时释放出大量电子，这些电子在高压电场中被加速，从
2、阴极飞向阳极（管电流），最终以很大的速度撞击在金属靶上，失去全部的动能，这些动能绝大部分转化为热能，仅有极少一部分转化为X射线向四周辐射。三、炜致辐射：当带电粒子与原子相碰撞（更精确地说是与原子核的库伦场相互作用）发生突然减速时，由此伴随产生的辐射叫炜致辐射。四、丫衰变又称丫跃迁，Y跃迁是核内能级之间的跃迁，核内能级的跃迁放出的丫光子能量在几千电子伏到十几兆电子伏之间。五、半衰期：放射性同位素衰变掉原有核数一半所需时间，称为半衰期。六、射线与物质的相互作用：（一）光电效应：当光子与物质原子的束缚电子作用时，光子把全部能量转移到某个束缚电子，使之放射出去，而光子本身则消逝掉，这一过程称为光电效应
3、。光电效应放射出的电子叫光电子。 光电效应的发生概率与射线能量和物质原子系数有关，它随着光子能量增大而减小，随着原子序数Z的增大而增大。（二）康普顿效应： 康普顿效应产生反冲电子，能量不全部消逝。 康普顿效应产生的概率大致与物质原子序数成正比，与光子能量成反比。（三）电子对效应：当入射光子能量L02MeV时，才会发生电子对效应。（四）瑞利散射： 瑞利散射是相干散射（散射线与入射线具有相同的波长，从而能够发生干涉的散射工程）的一种。 瑞利散射的概率与物质原子序数和入射光子能量有关，大致与物质原子序数Z的平方成正比，并随入射光子能量增大而急剧减小。当入射光子能量在20OkeV以下时，瑞利散射的影响
4、不行忽视。（五）各种相互作用发生的相对概率： 对于低能量射线和原子核序数高的物质，光电效应占优势。 对于中等能量射线和原子核序数低的物质，康普顿效应占优势。 对于高能量射线和原子核序数高的物质，电子对效应占优势。 当光子能量为IOkeV时，光电效应占肯定优势。随着能量的增加，光电效应渐渐减小，而康普顿效应的影响却渐渐增大。梢过IOOkeV,两种效应相等，瑞利效应在此能量四周发生的概率达到最大，但不超过100%。在IMeV左右，射线强度的衰减几乎都是康普顿效应造成的。光子能量连续增大，由电子对效应引起的汲取渐渐增大，在IOMeV左右，电子对效应和康普顿效应作用大致相等，超过IoMeV以后，电子对
5、效应的概率增大。（六）各种效应对射线照相质量产生的影响： 光电效应和电子对效应引起的汲取有利于提高照相对比度。 康普顿效应引起的散射线则会降低对比度。七、半价层：使入射射线强度削减一半的汲取物质的厚度称为半价层。在射线检测中，通常用半价层来评价射线的穿透力量，表示X射线的有效能量，标定X射线标准源。 X射线的汲取系数随穿透厚度的增加而减小，半价层厚度随穿透厚度的增加而增加。八、射线照相法的原理：射线在穿透物体过程中会与物质发生相互作用，因汲取和散射而使强度减弱。强度衰减程度取决于物质的衰减系数和在物体中的穿透厚度。假如被透照物体（试件）的局部存在缺陷，且构成缺陷的物质的衰减系数又不同于试件，该
6、局部区域的透过射线强度就会与四周产生差异。把胶片放在适当的位置使其在透过射线的作用下感光，经暗室处理后得究竟片。底片上各点的黑化程度取决于射线的透照量，由于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同，底片上相应部位就会消失黑度差异。底片上相邻区域的黑度差定义为“对比度”。把底片放在观片灯光屏上借助透过光线观看，可以看到有对比度构成的不同外形的影像，评片人员据此推断缺陷状况并评价试件质量。九、射线照相法的特点： 射线照相法在锅炉、压力容器的制造检测和在用检测中得到广泛运用，它的检测对象是各种熔化焊接方法（电弧焊、气体爱护焊、电渣焊、气焊等）的对接接头。也能检测铸钢件，在特殊的状况下也能用于检测角焊缝或
7、其他一些特殊结构试件。它一般不相宜钢板、钢管、锻件的检测，也较少用于钎焊、摩擦焊等焊接方法的检测。 该方法对试件的外形、表面粗糙度没有严格要求，材料晶粒度对其不产生影响。十、留意点： 连续X射线的波长与管电压有关，与管电流无关，管电压越大，波长越小。 射线的能量是由放射性同位素的种类打算的。 X、丫射线是电磁辐射，中子射线不是，三者都是电离辐射。 通常所说的200KVX射线是指最大能量为0.2MeV的“白色”X射线。 在一般的工业探伤中，射线与物质的相互作用时，主要产生的两个效应是光电效应和康普顿效应。 X射线的穿透力量取决于千伏值。其次章一、X射线机的种类和特点： 便携式X射线机：体积小、质
8、量轻、便于携带、适用于野外和高空作业的X射线机。 移动式X射线机一般采纳强制油循环冷却。定向X射线机：其机头产生的X射线辐射方向为40左右的圆锥角，一般用于定向单张摄片。周向X射线机：这种X射线机产生的X射线束向360方向辐射，主要用于大口径管道和容器环焊缝摄片。二、X射线管：（一）X射线的强度与阳极靶材的原子序数有关，所以一般工业用X射线管的阳极靶常选用原子序数大、耐高温的鸨来制造，软X射线管则选用铝靶；阳极体导热率大的无氧铜制成。（二）X射线管的冷却方式： 辐射散热式 冲油冷却式 旋转阳极自然冷却（三）金属陶瓷管的优点： 抗震性强，一般不易破裂。 管内真空度高，各项电性能好，管子寿命长。
9、简单焊装被窗口。 对250kV以上的管子，尺寸比玻璃管小得多。（四）X射线管的技术性能1 .阳极特征： 阳极特征即X射线管的管电压与管电流的关系 在管电压较低时（1020kV）,X射线管的电流随电压增加而增大，当管电压增大到肯定程度后，管电流趋于饱和从而不再增加。这说明在某一恒定的灯丝加热电流下，阴极放射的热电子已经全部到达了阳极，再增加电压亦不行能再增加管电流，也就是说，工业检测用的X射线管工作在电流饱和区。由此可知，对工作在饱和区的X射线管，要转变管电流，就只有转变灯丝的加热电流（即转变灯丝的温度）。2 .X射线管的焦点 焦点是X射线管的重要技术指标之一，其数值大小直接影响照相灵敏度。 X
10、射线管的焦点的尺寸取决于X射线管阴极灯丝的外形和大小、阴极头聚焦槽的外形以及灯丝在槽中安装的位置。此外管电流与管电压对焦点的大小也有肯定影响。 阳极靶被电子撞击的部分叫做实际焦点。 焦点大，有利于散热，可承受较大的管电流；焦点小，照相清楚度好,底片灵敏度高。 实际焦点垂直于管轴线上的正投影叫做有效焦点，它有三种外形：圆焦点（用直径表示）、长方形焦点用（长+宽）/2表示和正方形焦点（用边长表示）。三、X射线机的灯丝变压器是降压变压器。四、丫射线探伤设施的特点：（一）丫射线探伤设施的优点： 探测厚度大，穿透力量强。对钢工件而言，400kVX光机最大穿透厚度仅为IOOmm左右，而Co60Y射线探伤机
11、最大穿透厚度可达200mm。 体积小，质量轻，不用水、电，特殊适用于野外作业和在用设施的检测。 效率高，对环缝和球罐可进行周向曝光和全景曝光。同X射线机相比大大提高效率。 可以连续运行，且不受温度、压力、磁场等外界条件的影响。 设施故障率低，无易损部件。 与同等穿透力量的X射线机相比，价格低。（二）丫射线探伤设施的缺点： Y射线源都有肯定的半衰期，有些半衰期较短的射源更换频繁，给使用带来不便。 辐射能量固定，无法依据试件厚度进行调整，当穿透厚度与能量不适配时，灵敏度下降较严峻。 放射强度随时间减弱，无法进行调整，当源强度较小时，曝光时间长会感到不便利。 固有不清楚度比X射线大，用同样的器材及透
12、照技术条件，其灵敏度低于X射线机。对平安爱护要求高，管理严格。五、射线照相胶片：（一）胶片的结构： 片基 结合层（又称黏合层或底膜）：其作用是使感光乳剂层利片基坚固地黏合在一起，防止感光乳剂层在冲洗时从片基上脱落，结合层是由明胶、水、表面活性剂（润湿剂）、树脂（防静电剂）组成。 感光乳剂层（又称感光药膜） 爱护层（爱护膜）：防止感光剂层受到污损和摩擦，其主要成分是明胶、坚膜齐IJ、防腐剂和防静电剂。（二）潜影： 胶片受到可见光或X射线、丫射线的照耀时，在感光乳剂层中会产生人眼看不见的影像即所谓潜影。 潜影形成后，如相隔很长时间才显影，得到的影像比准时冲洗得到的影像淡,此现象称为潜影衰退。（三）
13、底片黑度：照耀光强与穿过底片的透射光强之比的常用对数值。（四）射线胶片的特性：1 .感光度（S）：把射线底片上产生肯定黑度曝光量的倒数定义为感光度。2 .灰雾度（DQ：未经曝光的胶片经显影和定影处理后也会有肯定的黑度，此黑度称为灰雾度，又称本底灰雾度。3 .梯度（G）：胶片的梯度是指胶片对不同曝光量在底片上显示不同黑度差的固有力量。可用胶片特性曲线上某一点切线的斜率表示。此斜率称为胶片梯度或胶片反差系数Y。4 .宽容度（L）：宽容度指胶片有效黑度范围相对应的曝光范围。5 .胶片的梯度越大，宽容度越小。（五）胶片系统： 胶片系统是包括射线胶片、增感屏（材质、厚度）和冲洗条件（方法、温度、配方、时
14、间）的组合。 胶片分类所依据的成像特性，是指胶片四个特性参数，即D=2.0及D=4.0时的最小梯度，D=ZO是的最大颗粒度，及D=2.0时的最大梯度噪声比。（六）胶片的使用与保管：1 .胶片的选用，应依据射线照相技术要求及射线的线质、工件厚度、材料种类等条件综合考虑，一般来说： 可按像质要求凹凸选用，如需较高的射线照相质量，则需使用梯噪比较大的胶片。 在满意像质要求的前提下，如需缩短曝光时间，可使用梯噪比较小的胶片。 工件厚度较小、工件材料等系数较低或射线源线质较硬是，可选用梯噪比较大的胶片。 在工作环境温度较高时，宜选用抗潮性能较好的胶片，在工作环境较干燥时，宜选用抗静电感光性能较好的胶片。
15、2 .射线胶片使用和保管留意事项如下： 胶片不行接近氨、硫化氢、煤气、乙块和酸等有害气体，否则会产生灰雾。 裁片时不行把胶片上的衬纸拿掉裁切，以防止裁切过程中将胶片划伤。不要多层胶片同时裁切，防止轧刀，擦伤胶片。 装片和取片时，胶片与增感屏应避开摩擦，否则会擦伤，显影后底片上会产生黑线。操作时还应避开胶片受压受曲受折，否则会在底片上消失新月形影像的折痕。 开封后的胶片和装入暗袋的胶片应尽快使用，如工作量较小，一时用不完，则要实行干燥措施。 胶片宜保存在低湿低温环境中，温度通常在1015最好；湿度应保持在55%65%,温度高会使胶片和衬纸或增感屏粘在一起，但空气过于干燥，简单是胶片产生静电感光。
16、 胶片应远离热源和射线的影响，在暗室红光灯下操作不宜距离太近，曝光时间不宜过长。 胶片应竖放，避开受压。六、增感屏： 增感屏的增感性能用增感系数表示，亦称增感率或增感因子。 金属增感屏的两个基本效应：增感效应和汲取效应。 荧光增感屏的感光速度最快，金属增感屏最慢；金属增感屏的底片质量最好，荧光增感屏最差。七、像质剂：（一）像质剂的作用于分类 像质剂是用来检查和定量评价底片影像质量的工具。 工业射线照相用的像质剂有金属丝型、孔型和槽型。（二）金属像质剂 金属像质剂分为等差数列、等比数列、等径、单丝等几种类型。（三）像质剂的摆放 金属丝垂直于缝走向； 细丝朝外； 像质剂放在灵敏度较低的位置上; 不
17、能把标记压在焊缝上。第三章一、射线照相灵敏度是射线照相对比度（缺陷影像与其四周背景的黑度差）、不清楚度（影像轮廓边缘黑度过渡区的宽度）和颗粒度（影像黑度的不匀称程度）三大要素的综合结果，而此三大要素又分别受到不同工艺因素的影响。二、影像胶片对比度的因素有胶片种类、底片黑度和显影条件（都与胶片梯度有关）。三、增感屏的材料种类、厚度，以及使用状况都会影响固有不清楚度。在中低能量射线照相中，使用铅增感屏的胶片不必使用铅增感屏的胶片的固有不清楚度有所增大；随着铅增感屏厚度的变化，固有不清楚度也将有所转变。在y射线和高能X射线照相中，使用铜、留、铝制作的增感屏可得到比铅增感屏更小的的固有不清楚度；在使用
18、增感屏山谷，假如增感屏与胶片贴合不紧，留有间隙，也将使固有不清楚度明显增大。射线照相机固有不清楚度可采集用伯一鹤双丝像质计测定。四、射线照相颗粒度颗粒的随机性是多种因素造成的：胶片乳剂层中感光银盐粒度大小，分布匀称度具有随机性；射线源发出的光量子到达胶片的空间分布是随机的；胶片乳剂汲取光量子，使乳剂中一个或多个漠化银晶粒感光也是随机的。颗粒性产生的缘由有两点：一是胶片噪声，相关于银盐颗粒度和感光速度；二是量子噪声，即光子随机分布的统计涨落，相关于射线能量、曝光量和底片黑度。一般来说，颗粒性随胶片粒度和感光速度的增大而增大，随射线能量的增大而增大，随曝光量和底片黑度的增大而减小。第四章一、射线源
19、和能量的选择（一）射线源的选择1 .对X射线来说，穿透力取决于管电压。管电压越高则射线的质越硬，在试件中的衰减系数越小，穿透厚度越大。2 .X射线机的特点： 体积较大，以便携式、移动式、固定式依次增大。 基本费用和修理费均较大。 能检测40mm以上钢厚度的大型X射线机成本很高，其进展偏向于移动式而非便携式。 X射线能量可转变，因此，对各种厚度的试件均可使用最相宜的能量。 X射线机可用开关切断，故较易实施射线防护。 曝光时间一般为几分钟。 全部X射线机均需电源，有些还需要水源。3 .Y射线源的特点： 射源曝光头尺寸小，可用于X射线机管头无法接近的现场。 不需电源和水源。 运行费用低。 曝光时间长
20、，通常需要几特别钟，甚至几小时。 对薄钢试件（如5mm以下），只有选择合适的放射性同位素（如Ybl69,Tml70）才能获得较高的探伤灵敏度。4 .选择射线源的原则： 对低质合金与低密材料，国内使用Ybl69,TmI70射线源很少，最常用的射线源实际上是X射线。 同样，要透照厚度小于5mm的钢（铁素体钢或高合金钢），除非允许较低的灵敏度，也要选用X射线。 如要对大批量的工件实施射线照相,还是用X射线为好，由于曝光时间短。 对于厚度大于150mm的钢，即使使用最大的Y射源，曝光时间也是很长，如工件批量大，宜用兆伏级高能X射线。 对厚度为50150mm的钢，假如使用正确的方法，用X射线和Y射线都能
21、得到几乎相同的像质剂灵敏度，但裂纹检出率还是有差异的。 对厚度为550mm的钢，用X射线总可获得较高的灵敏度，Y射线源的选用则应依据详细厚度和所要求的探伤灵敏度，选择lrl92或Se75,并应考虑协作适当的胶片类型。 对某些条件苦难的现场透照工作,体积浩大的X射线机使用不便利可能成为主要问题。 只要与容器直径有关的焦距能满意几何不清楚度要求，环焊缝的透照应尽量选用圆锥靶周向X射线机作内透中心法垂直全周向曝光，以提高工效和影像质量。对直径较小的锅炉联箱管或其他管道焊缝，也可选用小焦点（0.5mm）的棒阳极X射线管或小焦点（0.5-lmm）丫射线源作3600周向曝光。 选用平面靶周向X射线机对环焊
22、缝作内透中心法倾斜全周曝光时,必需考虑射线倾斜角度对焊缝中纵向面状缺陷的检出影响.（二）X射线能量的选择 选择X射线能量的首要条件应是具有肯定的穿透力。 过高的射线能量对射线照相灵敏度有不利的影响，随着管电压的上升，衰减系数减小，对比度降低，固有不清楚度增大，底片颗粒度也增大，其结果是射线照相灵敏度降低。因此，从灵敏度角度考虑X射线能量的选择的原则是：在保证穿透力的前提下，选择能量较低的X射线。 选择能量较低的射线可以获得较高的对比度，但是透照厚度宽容度较低，底片黑度差较大。因此，在有透照厚度差的状况下，选择射线能量还必需考虑能得到合适的透照厚度宽容度。 在底片黑度不变的状况下，提高管电压便可
23、以缩短曝光时间，从而可以提高工作效率，但其代价是灵敏度降低。二、焦距的选择为保证射线照相的清楚度，标准对透照距离的最小值有限制。三、曝光量的选择与修正 可以通过转变曝光量来掌握底片黑度。 应尽量选择较大的曝光量。四、曝光曲线的制作与应用（一）曝光曲线是表示工件（材质、厚度）与工艺法律规范（管电压、管电流、曝光时间、暗室处理条件等）之间相关性的曲线图示。通常只选择管电压、管电流和曝光量作为可变参数，其他条件必需相对固定。（二）每台X射线机的曝光曲线各不相同，不能通用。由于即使管电压、管电流相同，不是同一台X射线机，其线质和透照率是不同的。缘由有： 加在X射线管两端的电压波形不同（半波整流、全波整
24、流、倍压整流和直流恒压等），会影响管内电子飞向阳极的速度和数量。 X射线管本身的结构、材质不同，会影响射线从窗口射出时的固有汲取。 管电压与管电流的测定有误差。 即使是同一台X射线机，随着使用时间的增加，管子的灯丝和靶也有可能老化，从而引起射线照耀率的变化。因此每台X射线机都应有曝光曲线，并且在实际使用中还要依据详细状况作适当修正。（三）曝光曲线的使用条件 所使用的X射线机（相关条件：高压发生线路及施加波形、射源焦点尺寸及固有流波）。 肯定的焦距（常取600800mm）0 肯定的胶片类型（通常T3或T2胶片）。 肯定的增感方式（屏型及前后屏厚度）。 所使用的冲洗条件（显影配方、温度、时间）。
25、基准黑度（通常取3.0）。 上述条件必需在曝光曲线图上予以标注。 实际拍片所使用的条件与制作曝光曲线的条件不全都是，必需对曝光量做适当修正。（四）曝光曲线的制作与应用（见书P.117P.120）五、散射线的掌握（了解内容，见书P.121P.123）六、焊缝透照的基本操作 试件检查与清理； 划线； 像质剂和标记摆放； 贴片； 对焦； 散射线防护； 曝光。七、射线透照技术和工艺讨论（一）大厚度比试件的透照技术1 .射线透照常规工艺允许试件有肯定的厚度差异，在射线底片上所能显示的符合标准规定的黑度上下限值范围的厚度，就称为射线照相厚度宽容度。2 .大厚度比对射线照相质量的不利影响主要表现在两个方面：
26、一是因试件厚度差较大导致底片黑度差较大，而黑度过低或过高都会影响射线照相灵敏度。二是因试件厚度差变化导致散射比增大，产生边蚀效应。3 .对大厚度比试件透照的特殊技术措施包括适当提高管电压技术、双胶片技术和补偿技术。（二）小径管的透照技术与工艺1 .外径D。Wloomm的管子称为小径管，一般采纳双壁双影法透照其对接环缝。2 .依据被检焊缝在底片上的影响特征，又分为椭圆成像和重叠成像两种方法。3 .同时满意以下两个条件，即壁厚TW8mm;焊缝宽度gWD。/4时，采纳倾斜透照方式椭圆成像。不满意上述条件，或椭圆成像有困难，或为适应特殊需要（如特意要检出焊缝根部的面状缺陷）时，可采纳垂直透照方式重叠成
27、像。4 .采纳倾斜透照椭圆成像时，当TD.W0.12时，相隔90透照两次。当T/D。0.12时，相隔120或60透照3次。垂直透照重叠成像时，一般应相隔120或60透照3次。5 .规定T/D。W0.12透照两次，T/D。0.12时透照三次，主要是为了限制透照厚度比。6 .像质要求（见书P.135）第五章一、胶片处理程序和操作要点1.胶片处理的标准条件和操作要点步骤温度/时间/min药液操作要点显影20246显影液（标准配方）预先水浸，过程中适当搅动停影16-24约0.5停影液充分搅动定影16-245-15定影液适当搅动水洗一30-60水流淌水漂洗干燥40一去除表面水滴后干燥2.有关说明 显影温
28、度对底片质量影响很大，必需严格掌握。 胶片放入显影液前应在清水里预浸一下，使胶片表面润湿，避开进入显影液后胶片表面附有气泡造成显影不匀称。 显影时正确的搅动方法：在最初30s内不间断地搅动，以后每隔30s搅动一次。 停影阶段应不间断地充分搅动。 停影温度最好和显影温度接近，停影温度过高可能会造成“网纹”“褶皱”等缺陷。 定影总的时间为“通透时间”的2倍，所谓“通透时间”是指胶片放入定影液开头到乳剂的乳白色消逝为止的时间。 水洗应使用清洁的流水漂洗，水洗不充分的底片长期保存后会发生变色的现象。 水洗水温应适当掌握，水温高时水洗效率也高，但药膜高度膨胀易产生“划伤”“药膜脱落”等缺陷。 底片干燥应
29、选择没有灰尘的地方进行，由于湿底片极易吸附空气中的尘埃。 热风干燥能缩短干燥时间，但如温度过高易产生干燥不均的条纹。 水洗后的底片表面附有很多水滴，如不除去会因干燥不均产生水迹，可用湿海绵擦去水滴，或浸入脱水剂溶液，使水尽快从底片表面快速流尽。二、暗室处理技术（一）显影1 .显影液的组成及作用 显影剂显影剂的作用是将己感光的乳化银还原成金属银，常用的显影剂有米吐尔、菲尼酮、对苯二酚。 爱护剂爱护剂的作用是阻挡显影剂与进入显影液的氧发生作用，使其不被氧化。最常用的爱护剂是亚硫酸钠。 促进剂促进剂的作用是增加显影机的显影力量和速度。 抑制剂抑制剂的作用是抑制灰雾，常用的抑制剂有浪化钾、苯丙三氮噗等
30、。2 .影响显影的因素：时间、温度、搅动和显影液活性。3 .为保证显影效果，可在活性减弱的显影液中加入补充液。每次添加的补充液最好不超过槽中显影液总体积的2%或3%,当加入的补充液达到原显影液体积2倍时，药液必需废弃。（二）定影1 .定影液的组成和作用 定影剂作用和成分见书P149 爱护剂作用和成分见书P149 坚膜剂作用和成分见书P.149 酸性剂作用和成分见书P.1502 .影响定影的因素：时间、温度、搅动和定影液的老化。（三）水洗冲洗的目的是将胶片表面和乳剂膜中吸附的硫代硫酸钠以及银盐络合物清除掉。否则会产生硫化银，底片发黄，影响影像质量。（四）干燥干燥的目的是去除膨胀的乳剂层中的水分。
