射线检测第三、四、五、六、七章

射线检测培训
第三章 射线照相灵敏度 影响因素
武玉林
1
第一节 射线照相灵敏度影响因素
1、灵敏度概念： 灵敏度是评价射线照相质量的重要指标。 1）.灵敏度:是指射线底片上识别小缺陷或 小细节影象的难易程度或者说是指射线底片上可 识别出的最小缺陷或最小细节的尺寸。 2）.绝对灵敏度和相对灵敏度 ①.绝对灵敏度:是指射线底片上可以发现 的沿射线穿透方向上最小缺陷尺寸； ②.相对灵敏度:是指射线底片上可以发现 的沿射线穿透方向上的最小缺陷尺寸与射线透 照度之比。
28
2）、焦距的选择
选择焦距的原则是满足规定的几何不清 晰度的要求: 由于：
Ug df b f b
Fmin b df Ug
L2 L1
如几何不清晰度以U g d f
L1 min
表示，
L2 df L1
29
JB/T4730.2-2004标准规定： a.所选用的射线源至工件表面的距离f应 满足下式的要求： A 级：f ≥ 7.5d· 2/3 b AB级：f ≥ 10d· 2/3 b B 级：f ≥ 15d· 2/3 b b.采用源在内中心透照方式周向曝光时， 只要得到的底片质量符合要求，f值可以减小， 但减小值最多不应超过规定值的50%。 c.采用源在内单壁透照方式时，只要得到 的底片质量要求，f值可以减小，但减小值最 多不应超过规定值的20%。
db 3 30 Ug 0.15mm F b 600 30
16
c.若以L1表示源到 缺陷距离 ，L2表 示缺陷到胶片距离， 几不清晰度也可表 示为： L2 Ug d f L1
17
b.固有不清晰度Ui 固有不清晰度是由于照射到胶片上的射 线在乳剂层中激发出的电子的散射产生的。 当光子穿过乳剂层时，与乳剂相互作用 发生光电效应、康吴效应以及电子对效应， 在乳剂中激发出电子。这些电子向各向散射， 使乳剂中的卤化银晶粒感光，形成潜影。胶 片显影后，使影象轮廓模糊 固有不清晰度的大小主要取决于 射线的能量有不清晰度增大， 特别是屏—片接触不良时更为显著。
25
JB/T4730.2-2005标准规定： ①.X射线照相应尽量选用较低的管电压。 在采用较高管电压时，应保证适当的曝光量。 图1规定了不同材料、不同透照厚度允许采用 的最高Ｘ射线管电压。 对截面厚度变化大的工件，在保证灵敏度 要求的前提下，允许采用超过图1规定的Ｘ射 线管电压。对钢、铜及铜合金管电压增量不 应超过50kV；对钛及钛合金管电压增量不应 超过40kV；对铝及铝合金管电压增量不应超 过30kV。
2
2、灵敏度的评价方法： 射线照相灵敏度用象质计评价。 1)、象质计（IQI）:与被检试件厚度有 一定百分比关系的结构，如丝、孔、槽等组 成的试件。我国主要使用丝型象质计。 2) 、 评 价 灵 敏 度 的 方 法 有 相 对 灵 敏 度 法和绝对灵敏度法。 ①.相对灵敏度法：是指底片上可识别的 最小金属丝直径与射线透照厚度百分比，即 S=d/T(%)。其中d--丝径，T--射线穿透厚度。 ②.绝对灵敏度法:是用底片上可识别的 最小金属丝编号来表示灵敏度。
20
②.颗粒度的大小受下列因素的影响
胶片类型： 胶片感光速度越快、颗粒度就越大。 射线能量： 射线能量越高，颗粒度越大 显影条件： 包括显影时间、显影温度、显影配方。 增感屏影响： 使用荧光屏会增大颗粒度
21
4)、影响射线照相灵敏度的因素归纳
22
第四章 射线透照工艺 （参照JB/T4730.2-2005)
14
几何不清晰度Ug可从图中的三角形关 系推出： df b Ug F b 几何不清晰度大小取决于： 射源尺寸、 焦距F 缺陷至胶片距离b。 焦点尺寸越小、焦距越大、缺陷至胶 片距离越小，几何不清晰度越小。
15
例题：用焦点3mm的X射线机透照厚度为 30 mm的平板对接焊缝，焦距600mm , 求几何 不清晰度。 解：已知 d=3mm,b=30mm,F=600mm 代入公式：
3
3)、需要注意的是： ﹡象质计是用来评价底片影像质量的， 并不代表射线照相可检出的最小缺陷尺寸。 ﹡例如2%灵敏度并不意味着工件中尺 寸为工件厚度2%的缺陷一定能检测出来。 特别是对裂纹之类方向性很强的缺陷,由于 其取向和密闭程度的不同，即使底片上显 示的象质计灵敏度很高，有时也有难于检 出甚至完全不能检出的情况。
30
3）、曝光量的选择和修正
①.曝光量定义：射线强度与曝光时间的乘积 X射线： E=it γ射线：E=ct. 曝光量的大小决定底片的黑度。 由胶片特性曲线知道，底片黑度与曝光 量有着很好的对应关系，在一定的条件下， 为了得到合适的黑度、对比度、颗粒度和信 噪比，必须有足够的曝光量。许多射线探伤 标准都规定了允许的最小曝光量，其目的在 于防止采用过高的管电压而降低射线照相对 比度。
18
c.散射线的影响 散射线对射线照相清晰度有显著 影响。来自工件中的散射线（即“前 散射”）使工件中的结构和缺陷以及 工件轮廓影象模糊； 来自侧面的散射线（即“侧散 射”）使工件轮廓影象发生“边蚀” 而模糊不清； 来自胶片后面的散射线（即“背 散射”）使整个底片影象模糊不清。
19
3）、射线照相颗粒度 ①.颗粒度概念 颗粒性是指均匀曝光的底片上，影象黑 度分布不均匀的视觉印象。而颗粒度则是用 测微光度计测出的数据，按一定方法求出的 所谓底片黑度涨落值。 颗粒性印象并非由单个显影的感光银粒 所形成，而是由许多银粒交互重叠组成的银 团产生的。 颗粒度限制了影象能记录的细节的最小 尺寸。一个尺寸很小的细节，在颗粒度较大 的影象中，或者不能形成自己的影象，或者 其影象将被黑度的起伏所淹没而无法识别。
8
I I 0 (1 n)e t .........( 1) I p I 0 e t .......... .......( 2) I p ' I 0 e (T T ) .........( 3) I I P ' I P I 0 [e (T T ) e t ] I 0 e t (e T 1)........( 4) (4) (1)得 I e t 1 .......... ......( 5) I 1 n 由近似公式e x 1 x, (5)式变为 : I T .......... .......( 6) I 1 n
13
②.射线照相清晰度影响因素 a.几何不清晰度Ug： 几何不清晰度也称半影，是由射源尺寸、 缺陷位臵和射源、工件和胶片相对位臵等几 何尺寸造成的。 由于射源都有一定的 几何尺寸，源上每一点都 在缺陷边缘形成自己的影 象，因而在缺陷影象轮廓 处形成了一个影象重叠的 模糊区域，称为半影或叫 几何不清晰度。
26
27
②.对钢、铜、镍合金γ射线源和能量1MeV以上 Ｘ射线设备的透照厚度范围
采用源在内中心透照方式，在保证像质计灵 敏度要求的前提下，允许γ射线最小透照厚度取 表中下限值的二分之一。 采用其他透照方式，在采取有效补偿措施并 保证像质计灵敏度要求的前提下，经合同各方同 意，Ir-192源的最小透照厚度可降至10mm， Se75源的最小透照厚度可降至5mm。
31
JB/T4730.2-2005标准规定： a.Ｘ射线照相 当焦距为700mm时，曝光量的推荐 值为：A级和AB级不小于15mA· min； B级不小于20mA· min。当焦距改变 时可按平方反比定律对曝光量进 行换算。 b.γ射线源透照 总的曝光时间至少应不小于输送 源往返所需时间的10倍。
11
③.射线照相对比度影响因素
a.主因对比度 T /(1 n) 工件材料吸收系数μ ＊射线能量ε ＊试件密度ρ ＊工件材料原子系数Z 透照厚度差 散射比n b.胶片对比度γ 胶片类型（梯度G）； 显影条件（配方、时间、温度、活度）； 底片黑度D。
12
2）、射线照相清晰度及影响因素 ①.射线照相清晰度概念 射线照相清晰度是指射线底片上影象边 缘轮廓的鲜明程度。 当一束射线穿过厚度不均匀的试件而在底 片上形成影象时，厚度变化处的黑度不是突变 的，而是存在一个黑度过渡区，因而影象轮廓 不很鲜明，存在一定程度的模糊，这种情况称 作“不清晰度”。 不清晰度由两个因素构成，即几何不清晰 度和固有不清晰度。
1、透照工艺条件的选择 设备器材条件 透照几何条件 工艺参数条件 工艺措施条件
23
1）、射线源和射线能量 （1）、射线源选择（根据被检工件的情况） a.工件材质和厚度：射线源有足够的穿透力。 b. 检测场合：选择射线源的种类，如工件 能进入透照间，可选择移动式X射线机，对于大 型工件或现场检测，需选用携带式X射线机或γ 射线源。 c.工件射线照相质量要求：T＜40mm薄件， 使用X射线机可获得较高的灵敏度，T-40～150mm 的工件，使用γ射线源可获得与X射线相同的灵 敏度。 d. 检测效率：环焊缝可使用周向X射线机曝 光，对于球形容器可使用γ射线源进行全景曝光。
10
c.射线照相对比度： 由胶片对比度公式得：
D Lg I2 I I Lg I1 I I ) I I Ln (1 ) I Ln10 Ln (1 x) x Lg (1 I / I I D 0.434 2 .3 I T 又 I / I 1 n D 0.434 T /(1 n)
7
a.主因对比度 设有一束强度为I0的射线穿过 含有缺陷的试件，试件厚度为T，吸 收系数为μ，缺陷厚度为ΔT，吸收 系数为μ′，(μ′相比可忽略不 计)。 设穿过试件完好部位的一次射 线强度为IP，穿过有缺陷部位的射 线强度为IP′,穿过试件的射线总强 度为I,试件散射比为n。则由射线衰 减律可知：
4
3、灵敏度的影响因素
影响射线照相灵敏度的因素主要有 三种: 1).射线照相对比度 2).射线照相清晰度 3).颗粒度。 射线照相灵敏度是这三种因素的综 合结果。