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X射線探傷機檢測知識、原理及應用范圍

作者:宏旭探傷機 發表時間:2015/7/3 11:38:48

 射線探傷機所產生射線的種類很多,其中易于穿透物質的有X射線、γ射線、中子射線三種。這三種射線都被用于無損檢測,其中X射線和γ射線廣泛用于鍋爐壓力容器焊縫和其他工業產品、結構材料的缺陷檢測,而中子射線僅用于一些特殊場合。射線檢測最主要的應用是探側試件內部的宏觀幾何缺陷(探傷)。按照不同特征(例如使用的射線種類、記錄的器材、工藝和技術特點等)可將射線檢測分為許多種不同的方法。射線照相法是指用X射線或γ射線穿透試件,以膠片作為記錄信息的器材的無損的檢測方法。該方法是最基本的,應用最廣泛的一種射線檢測方法。

  一、射線照相法原理

射線探傷機X射線是從X射線管中產生的,X射線管是一種兩極電子管。將陰極燈絲通電使之白熾電子就在真空中放出,如果兩極之間加幾十千伏以至兒百千伏的電壓(叫做管電壓)時,電子就從陰極向陽極方向加速飛行、獲得很大的動能,當這些高速電子撞擊陽極時。與陽極金屬原子的核外庫侖場作用,放出X射線。電子的動能部分轉變為X射線能,其中大部分都轉變為熱能。電子是從陰極移向陽極的,而電流則相反,是從陽極向陰極流動的,這個電流叫做管電流,要調節管電流,只要調節燈絲加熱電流即可,管電壓的調節是靠調整X射線裝置主變壓器的初級電壓來實現的。

利用射線透過物體時,會發生吸收和散射這一特性,通過測量材料中因缺陷存在影響射線的吸收來探測缺陷的。X射線和γ射線通過物質時,其強度逐漸減弱。射線還有個重要性質,就是能使膠片感光,當X射線或γ射線照射膠片時,與普通光線一樣,能使膠片乳劑層中的鹵化銀產生潛象中心,經過顯影和定影后就黑化,接收射線越多的部位黑化程度越高,這個作用叫做射線的照相作用。因為X射線或γ射線的使鹵化銀感光作用比普通光線小得多,所以必須使用特殊的X射線膠片,這種膠片的兩面都涂敷了較厚的乳膠,此外,還使用一種能加強感光作用的增感屏,增感屏通常用鉛箔做成把這種曝過光的膠片在暗室中經過顯影、定影、水洗和干燥,再將干燥的底片放在觀片燈上觀察,根據底片上有缺陷部位與無缺陷部位的黑度圖象不一樣,就可判斷出缺陷的種類、數量、大小等,這就是射線照相探傷的原理。

二、射線檢測設備射線照相設備可分為:X射線探傷機,高能射線探傷設備(包括高能直線加速器、電子回旋加速器);γ射線探傷機三大類。X射線探傷機管電壓在450kV以下。高能加速器的電壓一般在2~24MeV,而γ射線探傷機的射線能量取決于放射性同位素。

 1、X射線探傷機射線機主要由機頭、高壓發生裝置。供電及控制系統,冷卻卻防護設施四部分組成??煞譃閿y帶式,移動式兩類,移動式X射線機用在透照室內的射線探傷,它具有較高的管電壓和管電流,管電壓可達450kv,管電流可達20mA,最大透厚度約100mmm,它的高壓發生裝置、冷卻裝置與X射線機頭都分別獨立安裝,X射線機頭通過高壓電纜與高壓發生裝置連接。機頭可通過帶有輪子的支架在小范圍內移動,也可固定在支架上。攜帶式X射線機主要用于現場射線照相,管電壓一般小于320kV,最大穿透厚度約50mm。其高壓發生裝置和射線管在一起組成機頭,通過低壓電纜與控制箱連接。

 X射線無損檢測的典型應用

X射線無損檢測應用領域非常廣泛,在材料測試、食品檢測、制造業、電器、儀器儀表、電子、汽車零部件、醫學、生物學、軍工、考古、地質等領域都有不俗的表現。

應用領域 典型案例 可能檢測的內容

材料測試 合金鑄件 收縮孔、缺料、多孔砂眼、裂縫、異型、夾雜物

可塑型材 呼吸孔、缺料、多孔砂眼、裂縫、異型、夾雜物

渦輪、百葉 損壞、夾雜物、裂縫、阻塞

管道 壁厚測量、裂縫、夾雜物、收縮孔、多孔砂眼、腐蝕狀態

焊縫 裂縫、孔、虛焊、結構缺陷、縱向缺陷、夾雜物

電磨刀片 缺料、裂縫、多孔砂眼、異型、夾雜物

制造業 玩具 異物、組裝缺陷、缺少零件

鞋 異物(鐵釘)、脫線、脫膠、皮革斷裂

電器儀器儀表 自動開關 電纜斷裂、連接件缺陷、缺少零件、組裝缺陷、彈簧斷裂、焊點脫落失效

 熱水器 電線斷裂、電纜斷裂、零部件位置、缺少零件、連接件缺陷

 電吹風機 電纜斷裂、連接件或接點缺陷、缺少零件、加熱元件破裂、零部件位置

 加熱元件 電纜斷裂、加熱螺旋線斷裂、接點缺陷、加熱螺旋線位置錯誤

 電纜接頭 電纜斷裂、短路、焊點脫落失效

 節能燈 燈絲缺陷、電線斷裂、連接件缺陷、玻璃燈罩缺陷、缺少零件、組裝缺陷、組裝不完整 電池 連接件或接點缺陷、缺少零件、零部件位置電子 信用卡電子芯片 黏結缺陷、連接線撕裂、小片斷裂、焊點缺陷 印刷電路板 焊點脫落失效、組裝不完整、印刷電路板導線和焊盤位置錯誤

汽車零部件 輪胎 骨架和護帶的位置和方向、鋼絲狀況、橡膠中夾雜異物或空氣

輪轂 斷裂、結構缺陷

材料測試

鋁鑄件:在無損檢測領域(NDT),鑄件檢測是一個最典型的應用。鋁鑄件的市場在穩步增長,特別是一些關鍵的安全部件(例如汽車制造業中的一些鑄件)生產廠商必須對他的客戶保證其產品的質量是信得過的,而鋁鑄件的砂眼或其他內部隱蔽缺陷可能會對其最終用戶造成劇烈的傷害。下面的數字X射線圖像很清晰的展示了鋁鑄件的多孔滲水砂眼。一張簡單的X射線圖像,使得許多造成次品的原因一目了然。使用自動化數字X射線無損檢測系統可以實現在線100%的檢查,從而實現0故障率。

可塑型材:型材上的通氣孔是不受歡迎的,因為這些通氣孔可能會造成交接部分的脆弱或者降低型材的堅固性。X射線檢測以其高效的無損探傷能力使得保證其質量成為可能。

渦輪葉片:渦輪葉片通常都安裝在一些通道(系統)內,在工作時,冷空氣從它們中間流過。因為其彎曲的幾何結構,采用超聲波等其他無損探傷技術變得非常困難。而X射線無損檢測系統就可以檢測制冷系統中的渦輪葉片的破損或故障。

丹管道:化工廠、石油煉化廠或核電站等為了保證安全,所使用的管線管道不僅僅在生產過程中需要檢查,在日常使用過程中也需要經常檢查。特別是對于一些包裹了絕熱層或外殼的管道,X射線檢測往往成為唯一可行的無損檢測手段,并且X射線無損檢測方法使得管線的檢查費用降到最低。

焊縫:在許多工廠企業中,焊縫質量是其質量保證的重中之重。傳統的方法往往不能快速有效地控制其質量,而X射線檢測技術卻能夠對砂眼、裂縫以及結構缺陷提供快而可信的檢測結果。電磨刀片:電動磨具的刀片是一個對安全性能要求很高的部件。往往一些從表面上看上去沒有破損的刀片,在X射線圖像下卻能清晰地看到一些脆弱的致命缺陷,這些缺陷可能導致砂輪刀片在操作中破裂甚至嚴重的傷害到操作工人。采用X射線檢測可以100%的排除這些壞刀片。

電子

信用卡電子芯片:高分辨率的X射線圖像能夠看見微小的電路連線、焊點以及斷點等。

印刷電路板:隨著印刷電路板生產裝配過程自動化的發展,自動化的質量保證也變得越來越重要。在這個領域,數字化X射線技術以及自動化機器視覺系統成為一種最適宜的自動化質量保證方法。X射線可以找到印刷電路板的各種故障,例如多層PCB板層錯位、焊點脫落、導線斷裂等。

汽車零部件

輪胎:輪胎是一個高安全標準的產品。因此,在一個輪胎完成生產的過程中,必須經過嚴格的質量檢查。X射線檢測技術速度快,檢查全面,成為生產和質量控制的一個重要部分。

輪轂:輪轂也是一個高安全標準的產品。其內部一點點裂縫或隱藏缺陷將可能造成嚴重的交通事故,危害生命財產安全。因此,在輪轂生產的過程中,必須經過嚴格檢查。X射線檢測技術能深入其內部,發現任何蛛絲馬跡,100%的排除安全隱患。

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