第04章《焊接质量检测》射线检测3

1第四章射线检测2第四章射线检测§4.3射线检测的工艺§§4.3.14.3.1工艺准备工艺准备§§4.3.24.3.2检测条件的选择检测条件的选择§§4.3.34.3.3焊缝透照方法焊缝透照方法3第四章射线检测zz了解了解被检测工件规格、材质、结构、制造过程、使被检测工件规格、材质、结构、制造过程、使用情况质量要求用情况质量要求zz准备准备射线源（选择设备型号）、胶片、增感屏、象射线源（选择设备型号）、胶片、增感屏、象质计、标记带、暗盒、屏蔽板、对焦对位器具、黑度质计、标记带、暗盒、屏蔽板、对焦对位器具、黑度计、标准黑度片计、标准黑度片zz制备制备曝光曲线、胶片特性曲线曝光曲线、胶片特性曲线zz制定制定工艺卡（参照标准、规程）工艺卡（参照标准、规程）zz确定确定透照方法、程序要领透照方法、程序要领§§4.3.14.3.1工艺准备工艺准备4第四章射线检测11片片基：三醋酸纤维片基，基：三醋酸纤维片基，0.1~0.2mm0.1~0.2mm33感光乳剂层：感光药膜，溴化银颗粒悬浮在明胶中，感光乳剂层：感光药膜，溴化银颗粒悬浮在明胶中，10~20um10~20um22结合层：底膜，明胶、水、有机溶剂、酸结合层：底膜，明胶、水、有机溶剂、酸44保护层：保护膜，胶质或高分子化合物，保护层：保护膜，胶质或高分子化合物，1~2um1~2um11223344zz构造和摄影原理构造和摄影原理一、射线胶片一、射线胶片5第四章射线检测潜影潜影潜影潜影又称潜像，在胶片曝光后，乳剂层中的卤化银起光化又称潜像，在胶片曝光后，乳剂层中的卤化银起光化作用，产生了肉眼看不见的影像，在摄影学上称为潜影。作用，产生了肉眼看不见的影像，在摄影学上称为潜影。1）在射线或可见光照射时，在光子作用下，卤化银微粒吸收光子，激发溴离子产生电子。2）产生的电子移动，到达感光中心。3）带负电荷的感光中心吸引卤化银晶格之间的银离子。4）银离子与电子结合产生银原子，构成潜影中心。Ag++e→Ag照射前：AgBr=Ag++Br―照射后：Br―+hv→Br+e6第四章射线检测潜影衰退潜影随着时间可以变化，通常是减弱，这称为“潜影衰退”。潜影衰退实际是构成潜影中心的银原子被空气氧化后又变成了银离子。在较高的温度和较大的湿度下，氧化作用加剧，将促进潜影衰退。θθθθθθ))(())(())((θθθθθθ))(())(())((θθθθθθ))(())(())(())(())(())(())((θθ))((感光中心感光中心电子电子银离子银离子潜影中心潜影中心aa曝光时产生电子曝光时产生电子bb电子陷入感光中心电子陷入感光中心cc电子吸引银离子电子吸引银离子dd潜影潜影abcdabcd7第四章射线检测zz胶片的分类胶片的分类增感型胶片是指适宜与荧光增感屏配合使用的胶片非增感型胶片适于与金属增感屏一起使用或不用增感屏直接使用。z增感型胶片当不与荧光增感屏配合使用时，其感光度将比使用荧光增感屏时低很多。z增感型胶片也可与金属增感屏一起使用，这时与感光度近似的非增感型胶片相比，它所得到的影像的对比度要低一些。z非增感型胶片不适宜与荧光增感屏配合。8第四章射线检测zz底片的黑度及其测量底片的黑度及其测量底片黑度曝光后的胶片经显影等处理后得到底片。设入射到底片的光强度为L0，透过底片的光强度为L，则底片黑度D定义为D＝lg（L0／L）I0II0IL0L问题：如底片黑度为D＝0.3时，要求底片的透过光强度为30坎德拉（cd），观片灯至少应有多大的照射强度？黑度计（光密度计）、标准阶梯黑度片9第四章射线检测zz射线胶片的感光特性射线胶片的感光特性胶片的感光特性是指胶片曝光后得到的底片黑度与曝光量的关系。主要的感光特性包括感光度（S）、梯度（G）、灰雾度（D0）及宽容度等，感光特性曲线集中反应了这些感光特性。胶片的感光特性曲线，给出的是胶片曝光后得到的底片黑度与曝光量对数的关系。H＝It曝光量曝光期间胶片所接收的光能量，记光（射线）强度为I，曝光时间为t，曝光量为H，则曝光量可以用下式定义10第四章射线检测胶片的特性曲线1）迟钝区未经曝光条件下显影得到微小黑度（灰雾度）2）曝光不足区不能正确表现被透照物体厚度或密度差3）曝光正常区工业射线照相检验中的规定范围4）曝光过度区5）反转部分常称为负感区11第四章射线检测对特性曲线的曝光正常部分，黑度与曝光量对数之间近似满足下面的关系：D＝GlgH+k式中D——底片黑度；G——特性曲线的斜率，也即梯度；H——曝光量；k——常数。12第四章射线检测胶片的感光特性曲线感光度（S）感光度也称为感光速度，它表示胶片感光的快慢。通常定义，使底片产生一定黑度所需的曝光量的倒数为感光度S＝1/ＨSz不同胶片得到同样的黑度所需的曝光量不同z所需曝光量少的感光度高，或说感光速度快zHS为产生片基加上灰雾黑度再加上2.0的黑度所需要的曝光量13第四章射线检测梯度（G）胶片特性曲线上任一点的切线的斜率称为梯度，常称为反差系数。z特性曲线上不同点的梯度是不同的z对可见光，胶片特性曲线的正常曝光部分，梯度可以认为是常数z对非增感型射线胶片，在一定黑度范围内（12～16），梯度随着黑度的增加连续增大，近似地认为梯度是常数14第四章射线检测121212lglg0.2lglgHHHHDDG−=−−=式中D1——片基加灰雾度再加1.50的黑度；D2——片基加灰雾度再加3.50的黑度；H1——产生黑度D1所需的曝光量；H2——产生黑度D2所需的曝光量。梯度与胶片的类型、增感方式、显影过程等相关。特性曲线的平均斜率：15第四章射线检测胶片的梯度与黑度关系胶片的梯度与黑度关系z增感型胶片在黑度为1.5左右可以得到最大的梯度值，所以对增感型胶片在使用时才规定黑度应为1.5左右z非增感型胶片的梯度随黑度的增加持续增加，至少可以延续到黑度为12～16左右，特别是对细颗粒的胶片A为细颗粒非增感型胶片B为中等感光度的非增感型胶片C为增感型胶片与荧光增感屏一起使用的结果。16第四章射线检测bclglgHHL−=z黑度与曝光量对数近似成正比关系z不同黑度记录不同厚度或厚度差宽容度（L）宽容度定义为特性曲线上直线部分对应的曝光量对数之差，即灰雾度（D0）它表示胶片即使不经曝光在显影后也能得到的黑度。在胶片感光特性曲线上是曲线起点对应的黑度。老化胶片的感光度、梯度（或说平均斜率）、灰雾度与存放时间和显影条件都相关，随着时间的延长，胶片的感光性能将要衰退，这称为感光材料的“老化”。17第四章射线检测颗粒度就是描述在均匀的曝光下底片黑度的不均匀性的概念，即将射线照片放大到一定程度，眼睛就可以看到影像的黑度存在起伏的状况注意区分感光乳剂的粒度是感光乳剂颗粒的尺寸大小（1μm），显影后的金属银颗粒远小于眼睛可分辨的尺寸。颗粒度是卤化银颗粒的尺寸和颗粒在乳剂中分布的随机性、射线光子被吸收的随机性的反映。18第四章射线检测颗粒度成因z在胶片的感光乳剂中，溴化银晶体分布具有随机性z同样面积的微小区域中，溴化银晶体的数目，并不完全相同z溴化银晶体的尺寸也具有一定的分布z不同的溴化银晶体的尺寸与平均尺寸会存在差异z曝光过程中，射线光子吸收也存在随机性z在均匀的曝光条件下，感光乳剂的不同微小区域，吸收的射线光子数会不同19第四章射线检测颗粒度的影响因素z胶片本身的性质不同类别的胶片在射线照相中形成的影像具有不同的颗粒度，感光度高的胶片颗粒度大，感光度低的胶片颗粒度小。感光乳剂的粒度小的胶片，得到的影像的颗粒度也小。z射线能量和曝光量对于某种类型的胶片，在较低能量的射线和较大的曝光量下透照，可以得到较小的颗粒度，反之，将增大颗粒度z显影条件和显影过程显影条件与胶片特性不符合，显影过程不足或过度，也将引起颗粒度增大20第四章射线检测颗粒度的危害z颗粒度限制了影像能够记录和显示细节的最小尺寸z小的细节，在颗粒度较大的影像中，或者不能形成自己的影像，或者其影像将被黑度的起伏所掩盖，无法识别出来z为了检验细小的缺陷或者裂纹缺陷，应优先选用感光乳剂粒度细小的胶片，这是保证检验结果的基本条件21第四章射线检测二、增感屏二、增感屏增感当射线入射到胶片时，由于射线的穿透能力很强，大部分穿过胶片，胶片仅吸收入射射线很少的能量。为了更多地吸收射线的能量，缩短曝光时间，在射线照相检验中，常使用前、后增感屏贴附在胶片两侧，与胶片一起进行射线照相，利用增感屏吸收一部分射线能量，达到缩短曝光时间的目的。描述增感屏增感性能的主要指标是增感系数，它定义为EEk0=式中E0——底片达到一定黑度不用增感屏时所需的曝光量；E——底片达到一定黑度使用增感屏时所需的曝光量；k——增感系数。zz增感的概念增感的概念22第四章射线检测zz增感屏的类型与特点增感屏的类型与特点金属增感屏构成：厚度均匀、平整的金属箔粘接在一定的支持物（如纸片、胶片片基等）上，金属箔目前主要是采用铅合金箔。使用：金属箔增感屏主要与非增感型胶片一起使用原理：金属箔增感屏在射线照射下可以发射电子，这些电子被胶片吸收也产生照相作用，从而增加了射线的照相效应，产生增感作用。23第四章射线检测作用：它还具有滤波作用，能够吸收散射线。一次射线能量较高，能够穿透金属箔并激发金属箔发射电子，实现增感，但工件中产生的散射线能量较低，大部分被金属箔吸收，这将降低散射比，提高底片的影像质量影响金属增感屏的增感系数的因素：金属箔的原子序数、金属箔厚度、使用的射线能量增感系数与射线能量、原子序数、屏的厚度的关系24第四章射线检测铅箔增感屏25第四章射线检测构成：在支持物上均匀涂布一层荧光物质，上面再涂布一薄层保护物质层构成的。荧光增感屏荧光增感屏构造示意图26第四章射线检测使用：荧光增感屏与增感型胶片一起使用原理：当受到射线照射时，荧光物质被激发，辐射荧光，胶片吸收荧光实现增感作用。优点：增感系数较大，通常可达10～60或更高，在一定的范围内，颗粒越大发射的荧光越强，增感系数也越大。增感系数与射线能量相关，也与增感屏的厚度相关。缺点：荧光物质的颗粒性将产生一个新的不清晰度—屏不清晰度，其值常常都大于其他不清晰度；荧光增感屏本身还将产生较强的散射线，这些将严重损害射线照相的影像质量。27第四章射线检测复合增感屏结构：在金属增感屏的金属箔外再附加一层荧光物质原理：金属箔的作用是吸收散射线，荧光物质发射荧光产生增感作用。因此，金属荧光增感屏除了能够吸收工件中产生的散射线外缺点：并不能克服荧光增感屏的其他缺点28第四章射线检测zz增感屏的增感屏的使用使用需注意以下几点：1）正确选取增感屏的类型和规格；2）增感物质表面（金属箔、荧光物质）应朝向胶片；3）增感物质表面与胶片表面之间应直接接触，不能放置其他物品，如纸张；4）射线照相过程中应保证增感屏与胶片紧密接触，但不能过分弯曲和挤压；5）在向前后屏之间装入胶片或从它们之间取出胶片时应尽量避免摩擦，以免因摩擦产生荧光或静电，使胶片感光；6）使用前应检查增感屏表面是否受到污染或损坏，存在这些问题的增感屏不能使用。29第四章射线检测三、像质计三、像质计像质计（像质指示器，透度计）是测定射线照片的射线照相灵敏度的器件作用：根据在底片上显示的像质计的影像，可以判断底片影像的质量，并可评定透照技术、胶片暗室处理情况、缺陷检验能力等。分类：丝型像质计、阶梯孔型像质计、平板孔型像质计，槽型像质计和双丝像质计30第四章射线检测zz丝型像质计丝型像质计丝型像质计样式结构：采用金属丝，按照直径大小的顺序、以规定的间距平行排列、封装，或直接安装在一定的框架上，并配备一定的标志说明相对灵敏度规定：在射线照片上可识别的金属丝最小直径与工件的透照厚度的百分比，即WS＝（d/T）×100%d——射线照片上可识别的金属丝最小直径；T——工件的透照厚度。31第四章射线检测国内标准像质计32第四章射线检测zz阶梯孔型像质计阶梯孔型像质计结构：在阶梯块上钻上直径等于阶梯厚度的通孔，孔应垂直于阶梯表面、不做倒角。常用的阶梯形状是矩形和正六边形照相灵敏度规定：在射线照片上可识别的最小孔所在的阶梯的阶梯厚度与工件的透照厚度的百分比