射线检测问答题(二)(含答案)

三、问答题

2.1简述X射线管结构和各部分作用。

2.2 金属陶瓷X射线管有哪些优点。

2.3 X射线管的阳极冷却方式有几种？冷却有什么重要性？

2.4 X射线机高压发生线路有几类？它们在X射线输出上有何区别？

2.5 简述影响X射线管使用寿命的因素？

2.6 试述X射线机训练的目的和原理。

2.7 简述X射线机维护、保养的注意事项。

2.8 对探伤用的γ 射线源有哪些要求？

2.9 何谓放射性活度？它与γ 射线源的强度有何联系？

2.10与X射线探伤相比，γ 射线探伤有哪些优点和缺点？

2.11硒75放射性同位素与铱192相比，具有哪些特点？

2.12试述工业X射线胶片的特点和结构。

2.13增感型胶片和非增感型胶片的特性曲线有何区别？两种胶片的黑度与G D值关系有何不同？

2.14射线胶片有哪些特性参数？哪几项可在特性曲线上表示出来？如何表示？

2.15何谓胶片系统？胶片分类所依据的特性参数有哪些？

2.16胶片的选用一般应考虑哪些因素？

2.17工业射线胶片系统分类规定要考虑冲洗条件的影响，那么对冲洗条件应如何控制？

2.18金属增感屏有哪些作用，哪些金属材料可用作增感屏？

2.19像质计有哪几种类型？中国和美国各采用哪种像质计？

像质计如何使用和放置？

问答题答案

2.1答：X射线管构成：

阴极：灯丝，发射电子；

阴极头：灯丝支座，聚焦电子；

阳极：靶，遏制电子，发出X射线；

阳极体：支承靶，传递靶热量；

阳极罩：吸收二次电子，减少管壁电荷，提高工作稳定性；

管壳：连接两极，保持真空度。

2.2答：（1）用钢壳取代玻璃壳，因此抗震性强，不易破碎；

（2）金属外壳接地，管壁不会聚集电荷，工作稳定；

（3）真空度高，用金属和陶瓷取代玻璃后，排气温度可从400℃提高到800℃，真空度大大提高，从而电性能好，使用寿命长；

（4）体积小，重量轻。由于陶瓷电绝缘强度比玻璃高得多，用陶瓷代替玻璃作阴极和阳极的绝缘体后，体积和重量均大幅度减小。

2.3答：X射线管冷却方式有辐射散热，充油（水）冷却以及旋转阳极自然冷却三种。

X射线管如不及时冷却，阳极过热会排出气体，降低管子的真空度，严重时可将靶面熔化，龟裂脱落，使整个管子丧失工作能力。

2.4答：按输出的高压波型，高压发生线路可分为四类：

（1）半波整流线路；（2）全波整流线路；（3）倍压整流线路；（4）全波倍压恒直流线路。

在相同电压下，不同线路的X射线输出是不同的，全波倍压恒直流线路输出的射线强度最大，有效能量最高，倍压整流线路和全波整流线路次之，半波整流线路输出的射线强度最低。

2.5答：影响X射线管使用寿命的因素包括：灯丝老化、发射电子能力下降；阳极靶烧坏，X射线转换效率降低；真空度下降，使X射线管不能正常工作。

为延长X射线管使用寿命，应做到：

（1）在送高压前提前通电预热灯丝，使其活化；

（2）使用负荷一般控制在最高管电压的90%以内；

（3）使用过程中要保证阳极不过热、冷却系统应正常有效，要按照规定保证工作和间歇时间；

（4）严格按照说明书要求训机；

（5）X射线机应轻搬轻放，防止受震。

2.6答：新的或长期不用的X射线机使用前必须进行训练，其目的是为了提高X射线管真空度，保证仪器工作稳定。

X射线管工作时，阳极受到电子撞击温度升高，会排出气体，降低管内真空度；同时管内残余气体电离，其质量较大的正离子会高速冲向阴极，使阴极金属和钨丝溅散，这些溅散金属能吸收气体，提高管内真空度。训练时管电压和管电流逐渐增加，可保证吸收气体过程始终占优势，吸收气体量大于排出气体量，从而提高X射线管的真空度。

2.7答：X射线机维护、保养的注意事项：

(1)X射线机应摆放在通风干燥处，切忌潮湿、高温、腐蚀等环境，以免降低绝缘性能；

(2)运输时要采取防震措施，避免因剧烈震动而造成接头松动、高压包移位、X射线管破损等；

(3)保持清洁，防止尘土、污物造成短路和接触不良；

(4)保持电缆头接触良好，如因使用时间过长，磨损松动，接触不良，则应及时更换；

(5)经常检查机头是否漏油(窗口处有气泡)、漏气（压力表示值低于0.34Mpa)，应注意及时予以补充，确保绝缘性能满足要求。

2.8答：（1）能辐射出能量符合需要的γ 射线；

（2）有足够长的半衰期，能保证一定的使用时间；

（3）有足够大的放射强度，以保证实际使用曝光时间不致过长；

（4）比活度高，射源尺寸小；

（5）易于制造，成本低；

（6）容易贮藏、安装，不易造成污染。

2.9答：放射性活度是指射线源在单位时间内发生的衰变数；单位是贝可(贝可勒尔)，符号是Bq，lBq表示在1s的时间内有1个原子核发生衰变。

对同一种γ射线源，放射性活度大的源在单位时间内将辐射更多的γ射线；不同的γ射线源，即使放射性活度相同，也并不表示它们在单位时间内辐射的γ射线光量子数目相同，这是因为不同的放射性同位素在一个核的衰变中放出的γ射线光量子数目可以不同。例如，钴-60γ射源的每一个核衰变放出2个能量不同

的光子，而铥-170衰变时，却不是每个核的衰变都放出γ射线光子。只有总衰变数的8％产生γ射线。所以，放射性活度并不等于γ射线源的强度，但两者存在一定的关系。因此同一种放射性同位素源，放射性活度大的源其辐射的γ射线强度也大；但对非同种放射性同位素的源则不一定。

2.10答：主要优点为：

（1）探测厚度大、穿透能力强；对钢工件而言，400kV X光机最大穿透厚度为100mm左右，而Co60γ射线可达200mm；

（2）体积小，重量轻，不用电，不用水，特别适用于野外作业和在用设备的检测；

（3）效率高，对环缝和球罐可进行周向曝光和全景曝光；

（4）可以连续运行，且不受温度、压力、磁场等外界条件的影响。

（5）设备故障率低，无易损部件；

（6）与同等穿透力的X射线机相比，价格低。

主要缺点：

（1）γ射线源都有一定的半衰期，有些半衰期较短的射源，给使用带来不便；

（2）射源能量固定，无法根据试样壁厚进行调节，当穿透厚度与能量不适配时，灵敏度下降较严重；

（3）放射强度随时间减弱，无法进行调节，当源强度较小时，曝光时间过长会不方便；

（4）固有不清晰度一般比X射线机大，用同样的器材及透照技术条件，其灵敏度低于X射线机；

（5）对安全防护要求高，管理严格。

2.11答：与Ir192相比，Se75的半衰期较长（120天），能量较低（平均能量0.22MeV），适用的透照厚度较小（钢5-30mm），源的价格较贵。

2.12答：与其他胶片相比，工业射线胶片的特点是双面涂膜、乳剂层厚、梯度高、黑度大；其乳剂层厚度可达数十微米，反差系数高达

3.5以上，最大黑度一般超过4。

工业射线胶片面一般采用聚脂纤维做片基，双面涂有药膜，药膜共有三层，即：结合层、感光乳剂层、保护层。

2.13答：增感型胶片的特性曲线可分五个区段，即：迟钝区、曝光不足区、曝光正常区、曝光过度区、反转区。非增感型胶片特性曲线上没有曝光过度区和反转区。

增感型胶片的G值与黑度的关系是：在较低黑度范围，G随黑度的增加而增大；但当黑度超过一定数值后，黑度再增大，G值反而减小。非增感型胶片G值与黑度成正比。黑度越大，G值越大。

2.14答：射线胶片的特性参数主要有：感光度（S）、灰雾度（D o）、梯度（G）、宽容度（L）、颗粒度（σ0），其中前四项可以特性曲线上定量表示出来。

感光度S=1/E

梯度G=tgα（平均梯度）

灰雾度 Do：曲线与纵坐标交点值

宽容度L=lgE2－lgE1

2.15答：射线胶片系统包括射线胶片、增感屏(材质、厚度)和冲洗条件(方式、配方、温度、时间)的组合，这是工业射线照相除射线源以外的第二大要素，其性能、质量极大地影响射线检测结果的有效性和可靠性。

胶片分类所依据的胶片四个特性参数为：

D=2.0和D=4.0时的最小梯度Gmin，D=2.0时的最大颗粒度（σ0）max及D＝2.0时的最大梯度噪声比（G ／σ0）max（以上黑度均指净黑度，即在本底灰雾度Do以上的光学密度）。

2.16答：胶片的选用应根据射线照相技术要求及射线的质、工件厚度、材料种类等条件综合考虑，一般来说：

(1)可按像质要求高低选用，如需要较高的射线照相质量，则需使用号数较小的胶片；

（2)在能满足像质要求的前提下，如需缩短曝光时间，可使用号数较大的胶片；

（3)工件厚度较小、工件材料等效系数较低或射源线质较硬时，可选用号数较小的胶片；

（4)在工件环境温度较高时，宜选用抗潮性能较好的胶片；在工件环境比较干燥时，宜选用抗静电感光性能较好的胶片。

2.17答：新的分类方法提出了冲洗条件的控制方法：由胶片制造商提供预先曝光胶片测试片，用户以本单位的处理设备、化学处理剂和方法冲洗测试片，测出3个特性数据：灰雾限值D0、速度系数S X、对比度系数C X，与胶片制造商提供的鉴定证书的数据指标进行比较，据此判断冲洗条件是否符合要求。

2.18答：金属增感屏除了具有增加感光的作用外，还具有减小散射线的作用。

金属增感屏最常用的材料是铅，在高能射线照相中还采用铅、钽、钨等材料制作的增感屏。

2.19答：像质计的主要类型有：丝型、平板孔型、阶梯孔型，其中丝型使用最广泛，平板孔型主要在美国应用，阶梯孔型主要在欧洲地区应用。中国使用的像质计是丝型像质计，美国则同时使用丝型像质计和平板孔型像质计。

2.20答：像质计一般应放置在工件源侧表面焊接接头的一端（在被检区长度的1/4左右位置）,金属丝应横跨焊缝，细丝置于外侧。当一张胶片上同时透照多条焊接接头时,像质计应放置在透照区最边缘的焊缝处。

像质计放置原则：

(1) 单壁透照规定像质计放置在源侧。双壁单影透照规定像质计放置在胶片侧。双壁双影透照像质计可放置在源侧，也可放置在胶片侧。

(2) 单壁透照中，如果像质计无法放置在源侧，允许放置在胶片侧。

(3) 单壁透照中像质计放置在胶片侧时，应进行对比试验。对比试验方法是在射源侧和胶片侧各放一个像质计，用与工件相同的条件透照，测定出像质计放置在源侧和胶片侧的灵敏度差异，以此修正像质指数规定，以保证实际透照的底片灵敏度符合要求。

(4) 当像质计放置在胶片侧时，应在像质计上适当位置放置铅字“F”作为标记，F标记的影像应与像质计的标记同时出现在底片上，且应在检测报告中注明。

原则上每张底片上都应有像质计的影像。当一次曝光完成多张胶片照相时，使用的像质计数量允许减少但应符合以下要求：

(1) 环形对接焊接接头采用源置于中心周向曝光时，至少在圆周上等间隔地放置3个像质计;

(2) 球罐对接焊接接头采用源置于球心的全景曝光时，至少在北极区、赤道区、南极区附近的焊缝上沿纬度等间隔地各放置3个像质计，在南、北极的极板拼缝上各放置1个像质计;

(3) 一次曝光连续排列的多张胶片时，至少在第一张、中间一张和最后一张胶片处各放置一个像质计。