射线检测方法

目前一般所说的X射线照相灵敏度，都是指相对灵敏度。
但在射线照相前，被透照工件中所能发现的最小缺陷尺寸是无 法知道的，一般采用带有人工缺陷的象质计来确定透照灵敏度。
象质计的材质应与被透照工件相同，目前国内外采用的主要有 3种象质计即槽状象质计、孔型象质计和金属丝象质计。
金属丝象质计是以一系列直径不同的金属丝所组成，利用在底 片上显示金属丝的粗细来评价透照质量。
射线源 像质计
工件 暗合
增Байду номын сангаас屏
胶片
像质计 底片
采用金属丝象质计时，透照灵敏度按下式计算
底片灵敏度
底片上观察到最细金属 丝直径
一般大型X射线管(如1400kV)常常采用大小不同的两个焦点， 即所谓双焦点X射线管。
这样对一般射线检测可用大焦点，要求灵敏度高时可用小焦点， 提供了选择余地。
普通X射线管的射线束一般为40o圆锥角，透照范围比较小。为 了提高透射效率，可采用360o辐射的周向X射线管。
金属-陶瓷X射线管是X射线管制造上的一次重大变革，这种管子 结构简单，如图所示。
被透照物质的原子序数和密度愈大，则对射线的吸收也愈大， 因此需选用较高的管电压。
X射线机发展的趋势是继续向小型化、轻型化发展，以及随着 微机应用的普及一般X射线机的操纵箱采用微机控制。
3-2-2 象质计与几何不清晰度
(1) 灵敏度与象质计
射线照相灵敏度是指在射线透照的底片上所能发现的工件中沿 射线穿透方向上最小缺陷的尺寸，称为绝对灵敏度。
射线源
像质计
工件 暗合 增感屏
胶片
像质计 底片
由于射线照相时，不同厚度工件所能发现缺陷的最小尺寸不同， 比较薄的工件容易发现细小缺陷，厚工件则只能发现尺寸稍大一 些的缺陷。
射线源 像质计
工件 暗合 增感屏
胶片
像质计 底片
因此，采用绝对灵敏度往往不能反映不同厚度工件的透照质量。
用所能发观的最小缺陷尺寸占被透照工件厚度的百分比表示， 则更能反映不同厚度工件的透照质量，这称为相对灵敏度或百分 比灵敏度。
X射线管焦点是决定X射线管光学特性好坏的重要标志，焦点大小 直接影响探伤灵敏度。由于多数X射线管的阴极形状是线焦点， 在阳极靶面上呈长方形，X射线从这个长方形射线源发出。
这就是实际焦点。当靶面与X射线管轴线的垂直线之间倾斜20o时， 其有效焦点面积约为实际焦点面积的三分之一。
X射线照相灵敏度与有效焦点直接有关，实际焦点面积大对散 热有利，有效焦点面积小对透照灵敏度有利。一般所说的是指有 效焦点。
(2) 携带式X射线机
X射线管和高压发生器放在一起，没有高压电缆和整流装置。 因此体积小、重量轻，适用于流动性检验或对大型设备的现场 探伤。
同时X射线机也可按射线束辐射方向分为定向辐射和周向辐射 两种。
其中周向X射线机特别适用于管道、锅炉和压力容器的环形焊 缝检测，由于一次曝光可以检测整条焊缝，工作效率显著提高。
此外，还有一些特殊用途的X射线机，如软X射线机，管电压 60kV以下，可用于检测金属薄件、非金属材料等低原子序数物质 的内部缺陷。
微焦点X射线机，焦点尺寸0.01～0.1mm，最小可达0.005mm， 适用于检测半导体器件、集成电路，陶瓷等内部结构和焊接质量。
X射线管是X射线探伤装置的核心，一台X射线探伤机的优劣主 要是看其X射线管的技术性能。
发射X射线过程中90%以上能量转换成热，因此在阳极构造上特 别要考虑耐高温和散热。
一般阳极靶与管轴垂直方 向 约 成 20o 倾 斜 角 ， X 射 线 束则形成一个约40o圆锥向
外辐射，其强度与均匀度 如图所示。
X射线窗口中心部位的射线 强度为100%时，靠近阴极侧 的射线强度比阳极侧偏高。
因此一般透照焊缝时，尽量 使焊缝垂直于X射线管轴线， 以获得曝光均匀的底片。
如穿透能力，透照清晰度，使用寿命等，这些都与X射线管的 质量直接有关。
X射线管的阴极起着发射电子和聚焦电子的作用，由发射电子 钨丝和聚焦电子的凹面组成。
阳极焦点的形成取决于阴极的形状，阴极头的形状、大小、凹 面直径、深度、灯丝直径和位置都对X射线焦点的形状和大小有 直接影响。
钨丝的温度决定于加热电流强度，当达到一定管电压而管电流 不再增加时，称为饱和电流。
3-2 X射线检测方法
X射线照相能够得到工件内部状况的二维图象，但是由于几何 关系二维投影像不可能完全真实地反映工件内部真实的缺陷形状 和大小。
这是由于焦点、焦距和缺陷位置等因素的影响，有可能产生放 大、畸变、重叠、半影等情况，必须根据实际情况作出恰当的判 断。
3-2-1 X射线机
X射线机按其结构形式大致可分为两大类：移动式X射线机和携 带式X射线机。
移动式X射线机的管电压可达420kV，携带式X射线机的管电压 一般可达300kV。
两者在结构上和应用上都有些不同。
(1) 移动式X射线机
X射线管放在充满冷却、绝缘油的管头内，高压发生器用油浸 在高压柜内，X射线管用强制循环油冷却。
移动式X射线机的体积和重量一般都比较大，适用于实验室、 车间等固定场所，可用于透照比较厚的工件。
金属-陶瓷组件被熔接在金属管内以形成真空密封，并且为阴极 和阳极提供机械支承，起到两极绝缘，提供高压电缆联接插座。 这种射线管的优点是尺寸小、重量轻、耐机械振动。
选择X射线机要考虑其透过力、可搬动性、焦点尺寸、管电流大 小、X射线束形状等。穿透能力取决于X射线的能量或波长，管电 压愈高则射线透过能力愈强。
金属丝象质计制作简单、使用方便，在国内外得到广泛采用。
射线源 像质计
工件 暗合
增感屏
胶片
像质计 底片
1号象质计钢丝(0.1～0.4mm)，用于透照厚度20mm以下钢件； 2号象质计(0.25～1.0mm)，用于透照厚度5～60mm钢件；3号象 质计(0.8～3.2mm)，用于透照厚度50～100mm钢件。
常用有效焦点2.3×2.3、3×3、4×4 (mm)等尺寸，采用特殊的 磁聚焦方法可以使有效焦点尺寸达到0.1～0.2mm
新出厂或存放一段时间的X线管必须经过训练试验，将管内 气体吸收掉才能正常使用。
小焦点X射线管虽然具有探伤灵敏度高，透照清晰的优点，但 是由于焦点面积小，阳极靶很容易因局部过热而被烧坏。