射線檢測實驗

1、實驗一 曝光曲線的制作一、實驗目的與任務1掌握常用曝光曲線的制作方法；2制作某一型號X射線機的曝光曲線。二、實驗設備與器材1X射線機 一臺2階梯試塊 一套3密度計 一臺4鉛箔增感屏和膠片等 若干5普通坐標紙和對數(shù)坐標紙各 一張三、實驗原理選用任意一臺X射線機，采用相同的增感屏、膠片、顯影液、定影液及顯影、定影時間和顯影溫度的情況下，對同一材料的不同厚度工件的透照時，所用的曝光條件（焦距、管電壓、管電流和曝光時間），是不一樣的，如果我們固定其中的一些因素，使透照厚度僅隨其中某一種因素的變化而改變，那么我們就可以獲得一條相關曲線，這條曲線就是曝光曲線。曝光曲線是檢測的工具。一臺X射線機在不同的工藝

2、和環(huán)境條件下其曝光曲線是不同的。因此，已經(jīng)制成的曝光曲線只適用于與當時特定條件相同的狀態(tài)，否則應制作新的曝光曲線。常用曝光曲線有兩種：1管電壓厚度曝光曲線：在X射線機、膠片、增感屏、焦距、暗室處理條件保持不變的情況下，固定曝光量（mA·min）對階梯試塊進行透照。為了使不同厚度部分的黑度值一樣，就必須隨著厚度的變化而改變曝光強度（管電壓KVP），這就是我們在實際生產(chǎn)運用中最常用的基本曲線。根據(jù)數(shù)學分析可以知道，管電壓與透照厚度之間不存在簡單的線性關系，因而得到的不是直線而是一條曲線，但從實驗中可以看出這條曲線的曲率不大，在某些區(qū)域內(nèi)可以近似的看作直線，在實驗中用階梯試塊實現(xiàn)不同厚度d

3、的透照，在同一焦距和曝光量條件下，用不同的管電壓進行多張膠片曝光，經(jīng)暗室處理可得一組底片，通過這組底片可獲得多條黑度與厚度的曲線（每張底片即是一條黑度厚度的曲線），當我們選取某一黑度值時，不同管電壓對應的不同厚度即有一對應點，將選取的各點標注于普通坐標紙上便可得一條曝光曲線，這一曝光曲線，就是管電壓厚度曝光曲線。2曝光量厚度曝光曲線同制作管電壓厚度曝光曲線一樣，在各種條件不變的情況下，固定管電壓（KVP）改變曝光量（mA·min），對階梯試塊進行分次曝光。在管電壓不變的情況下，d與logIt呈直線關系。在實驗中用階梯試塊實現(xiàn)不同厚度d的透照，在同一管電壓下用不同的曝光量進行多張膠片曝

4、光，經(jīng)暗室處理可得一組底片。通過這組底片可獲得多條黑度厚度的關系曲線（每張底片即是一條黑度厚度的曲線）。我們選取某一黑度值時不同的曝光量對應不同的厚度即有一對應點。將各實驗點標注于對數(shù)坐標紙上便可得一條曝光曲線，這一曝光曲線就是曝光量厚度曝光曲線。曝光量厚度曝光曲線在對數(shù)坐標紙上是一條直線，這是因為： I = I0td （1-1） 通過推論可得： log （1-2）四、實驗方法與步驟1階梯試塊的準備加工階梯試塊，其材質與被檢工件相同或相似。形狀、尺寸如圖1-1所示。階梯厚度梯按極差為2mm的等差數(shù)列變化，從2mm20mm，另外再制備厚度為10mm和20mm的平板試塊各一塊，如加在階梯試塊下面，

5、可擴大制作曲線的厚度范圍。圖1-1 階梯式塊示意圖2制作管電壓厚度曝光曲線（鋼鐵材料）管電壓材料厚度曝光曲線是常用的一種曲線，實驗時要求：（1）按階梯試塊大小切好四張膠片（300×80mm），膠片用0.03毫米的鉛箔增感，放入暗袋中；（2）按表1-1所給定的條件逐張分別進行曝光，曝光時應固定焦距，曝光量及暗室處理條件，放置識別標記等；（3）將曝光后的膠片進行暗室處理；（4）暗室處理后的底片用黑度計測量每一厚度對應的黑度值，并填入表1-1中；（5）根據(jù)表1-1的數(shù)據(jù)，在普通坐標紙上作出不同管電壓時，材料厚度黑度的關系曲線，縱坐標為黑度D，橫坐標為材料厚度d (mm)；（6）選黑度D =

6、1.5時，作橫坐標的平行線，與每根D d曲線相交，并讀取交點處的管電壓和厚度值并填入表1-2；（7）根據(jù)表1-2的數(shù)據(jù)，在普通坐標紙上繪制管電壓材料厚度的曝光曲線，縱坐標為KVP，橫坐標為d (mm)。3制作曝光量厚度曝光曲線（鋼鐵材料）（1）按鋼鐵階梯試塊的大小切好四張膠片，用0.03毫米鉛屏增感，放入暗袋中；（2）按表1-3所給定的條件逐張分別曝光，曝光時間應固定焦距，管電壓及暗室處理條件，放置識別標記等；（3）將曝光后的膠片進行暗室處理；（4）暗室處理后的底片用黑度計測量每一厚度對應的黑度值，并填入表1-3中；（5）根據(jù)表1-3的數(shù)據(jù)，在普通坐標紙上作出不同曝光量時，材料厚度黑度的關系曲

7、線，縱坐標為黑度D，橫坐標為材料厚度d (mm)；（6）選黑度D =1.5時，作橫坐標的平行線，與每根D - d曲線相交，并讀取交點處的曝光量和厚度值并填入表1-4中；（7）根據(jù)表1- 4的數(shù)據(jù)，在對數(shù)坐標紙上繪制it（或Logit）與d的曝光曲線，縱坐標為mA·t（或Logit），橫坐標為d (mm)。五、數(shù)據(jù)處理1從表1-4得到一組離散數(shù)據(jù)，由于d與Log之間存在線性關系，這是因為： （1-1） （1-2）因此，這些點可以連成一條直線，但是在實驗過程中由于各種因素的影響而產(chǎn)生誤差，這些點都可能偏離直線，利用實驗所取得的數(shù)據(jù)求出直線方程，就是數(shù)據(jù)處理的主要任務，求解直線方程的方法很

8、多，在此我們采用一元回歸方程：y = bx+a （1-3）通過一元回歸方程，求出（1-3）式中系數(shù)a和b?；貧w直線方程也就得到了。設有一組實驗數(shù)據(jù)，自變量為x，應變量為y，在求回歸方程時，首先按表1-5，將xi和yi值填入，并計算出xiyi，xi2以及它們的和，然后按下式計算系數(shù)b和d。 （1-4） （1-5）根據(jù)求得的b和a值即可得一條直線，這條直線稱為y對x的回歸直線，（1-3）式y(tǒng)對 x的回歸方程，b 為回歸系數(shù)，a為一常數(shù)。這個回歸方程所代表的直線，是平面XOY上一切直線中與已知觀測值最靠近的一條直線。曝光量厚度曝光曲線的Logit與d之間已從數(shù)學表達式（1-2）知道具有線性

9、關系，因此可用一元回歸法求此直線方程。2在實際工作中，由散點圖得到的不一定是直線，經(jīng)常遇到曲線。因此選擇適當類型的曲線去擬合各散點，如果各離散實驗點趨近于在一直線的附近時，則可用上面的方法進行擬合。六、實驗報告要求1簡述兩種曝光曲線的作用；2列出實驗數(shù)據(jù)，畫好曝光曲線，并作簡要分析；3用一元回歸方程擬合曝光量厚度曲線，求出方程，畫出直線并與連點法所得直線進行比較；4分析討論管電壓厚度曲線能否用一元回歸法擬合，為什么？5實驗體會（認識、疑問、新的見解等）；6將所有實驗表格附于報告內(nèi)。表1-1機 型透照規(guī)范焦距： mm ，曝光量： mA·t管電壓（KVP）底片黑度測量值dDdDdDdD表

10、1-2 （D =1.5時）厚度d (mm)管電壓（KVP）表1-3機 型透照規(guī)范焦距： mm ，管電壓： KVP曝光量（mA·t）底片黑度測量值dDdDdDdD表1-4厚度d (mm)mA·tLogit 注：1機型和透照規(guī)范實驗前由老師提供；2實驗結束后將本頁剪下附于實驗報告內(nèi)。表1-5實驗點xyxy12x實驗數(shù)據(jù)（依據(jù)表1-4）實驗點1234注：本頁附于實驗報告內(nèi)。實驗二 焊縫的射線探傷檢測一、實驗目的：掌握利用X射線機對金屬結構焊縫進行無損檢測的方法。二、實驗器材：1X射線機 一臺2焊縫試板 一件3R16系列像質計 一套4膠片、鉛箔增感屏、暗袋和鉛字 若干5密度計 一臺

11、6觀片燈 一個7JB4730-94壓力容器無損檢測標準 一本三、實驗原理：1X射線和射線具有穿透物質的特性，在穿透物質過程中，會被物質所吸收，使透過的射線強度減弱，我們稱其為衰減作用，這種物質對射線的衰減作用具有一定的衰減規(guī)律，其衰減規(guī)律可用下列公式表示： （2-1）式中：I 通過物體后的射線強度； Io通過物體前的射線強度；物質的衰減系數(shù)； d 物體的厚度。不同的物質對射線的吸收和衰減系數(shù)是不一樣的，測量其變化就可以探測物體內(nèi)部有無缺陷，如圖2-1所示： 設：為射線透過無缺陷部位強度，則： I1 = I0 ed （2-2）設：為射線透過有缺陷部位強度，則： I2 = I0 e （d x） （

12、2-3） 如果缺陷部位含有雜質或夾有其它物質，則： I2 = I0 e （d x）x = I0 e d（ ）x （2-4）圖2-1 射線透照示意圖透過有缺陷部位和無缺陷部位后的射線強度比為： I2 / I1= I0 e （d x）x/ I0 ed= I0 e d（ ）x/ I0 ed= e（ ）x (2-5)由2-5式可知，被透照物質吸收系數(shù)與缺陷部位吸收系數(shù)差越大，則透過有缺陷部位與無缺陷部位的射線強度差越大，從而反映在底片上的黑度差越大。這樣就可以通過X或射線透照，來判斷缺陷的種類，數(shù)量和大小。2X或射線對某些物質可以產(chǎn)生光化學作用，利用光化學作用，可以采用熒光顯示攝像或感光膠片攝像，將上

13、述過程進行顯示和記錄，即我們通常所說的X或射線適時成像和X或射線照像技術。四、實驗步驟：1根據(jù)焊縫試塊厚度及形狀，制定工藝卡，選擇適當?shù)墓に囈?guī)范。2將膠片置于試塊下面，在試塊上放好中心標記、搭接標記、試件編號、檢驗日期、檢驗者代號等標記，垂直于焊縫，距焊縫邊緣5mm以上。在膠片三分之一處外側放置與工件厚度相應的像質計，像質計的金屬絲與焊縫垂直相交跨越放置，細絲朝外。如圖2-2。 圖2-2 識別標記擺放示意圖3按照選擇的工藝規(guī)范進行曝光。4暗室處理及水洗和干燥。5按照JB4730-94壓力容器無損檢測標準進行評片并填寫探傷報告，如表2-1。五、實驗報告要求：按照JB4730-94壓力容器無損檢測

14、標準，對所拍底片進行級別評定。填寫探傷報告應包括以下內(nèi)容：試件名稱、焊縫及底片編號、使用儀器、驗收標準、透照規(guī)范、暗室處理條件、底片質量、缺陷性質及數(shù)量、級別和結論等。將上述內(nèi)容填入表2-1。六、實驗結果分析：1缺陷性質及產(chǎn)生原因。2如何提高射線探傷靈敏度。表2-1 X射線探傷報告試件名稱試件編號探傷日期 年 月 日儀器型號工藝規(guī)范 KVP mA min焦 距 mm顯影時間 分顯影溫度 驗收標準JB4730-94壓力容器無損檢測標準材料厚度 mm結論：底片編號黑度靈敏度缺陷性質、數(shù)量及位置級別操作者： 審核者： 主 管：實驗三 缺陷影像綜合分析與等級評定一、實驗目的與任務1學會識別常見缺陷的影

15、像特征；2掌握缺陷定性評片技術；3基本掌握常見缺陷的定量評級技術。二、實驗器材與資料1觀片燈 一臺2焊縫射線照相典型缺陷圖譜 一冊3實際焊縫檢測底片 若干4定級缺陷模擬底片 若干5直尺、計算器 各一件三、評片基本依據(jù)及要點1 JB4730-94壓力容器無損檢測標準有關底片評定的規(guī)定 （1）焊縫質量分級：射線檢測的焊縫質量分為級。級焊縫內(nèi)缺陷最少，質量最高。、級焊縫內(nèi)缺陷增多，質量依次降低。缺陷數(shù)量超過級者作為級。（2）缺陷數(shù)量的規(guī)定：級焊縫內(nèi)允許有圓形缺陷（長寬31的氣孔和夾渣），不允許有裂紋、未熔合、未焊透、條形缺陷（長寬31的氣孔和夾渣）。、級縫內(nèi)允許有圓形缺陷、條形缺陷和不加墊板的單面焊

16、未焊透，不允許有任何裂紋、未熔合、雙面焊或加墊板單面焊的未焊透。（3）按照JB4730-94壓力容器無損檢測標準，射線評片分為“計點法”、“計長法”和“綜合評定法”?！坝嬮L法”中還分為“單個缺陷長度”、“多個缺陷連續(xù)長度”的計算?！熬C合評定法”就是將“計點法”評級與“計長法”評級之和減一級為最終評級。2常見焊縫接缺陷分類及特征（見圖3-1所示）3評片工作的基本要求焊縫缺陷的產(chǎn)生與材料的可焊性、焊接材料、焊接設備、焊接工藝、焊接方法和焊工技術等因素有關。在評定底片時應根據(jù)缺陷性質、缺陷影像，分析缺陷產(chǎn)生的原因。照像底片是用來檢測焊縫缺陷的，因此對底片本身也有一定的質量要求，底片上不得有藥跡、水跡

17、、指紋、劃傷、劃痕、壓力感光、靜電感光、霉斑、污跡等偽缺陷。所以評片人員應持認真的工作態(tài)度，科學分析的方法。進行評片工作，其基本要求如下：（1）評片人員應對工件母材的可焊性，焊接材料性能、焊接工藝、坡口情況、焊接方法、探傷工藝、暗室處理等各方面都有所了解，對焊縫可能產(chǎn)生的缺陷有所估計。（2）評片工作應在可調的強光觀片燈上進行。觀片燈附近不應有其他眩目的光源，以免影響視覺。評片室工作條件必須符合規(guī)定要求。（3）評片之前，應檢查底片本身質量情況，是否符合標準、規(guī)范的要求。如果底片沒有達到標準要求，應予復照。如果因為焊縫表面不規(guī)則影像而造成底片上缺陷影像的辯認，應對焊縫表面進行修整，重新復照后再予評定。（4）評片人員應具備對底片的各種影像進行綜合分析的能力。要能夠鑒別真假缺陷，分清是表面缺陷還是內(nèi)部缺陷。（5）評片時應使用放大鏡、評片尺、便于對底片的各種影像進行正確定性及定量。（6）必須熟練掌握標準，正確評定焊縫質量的等級。 焊接缺陷焊接表面缺陷焊接內(nèi)部缺陷面積型缺陷體積型缺陷裂 紋未熔合未焊透夾鎢夾渣氣孔雙面焊單面焊弧坑裂紋橫向裂紋縱向裂紋坡口未熔合層間未熔合根部未熔合圓形夾渣條形夾渣條形氣孔圓形氣孔根部未焊透中間未焊透管狀氣孔柱狀氣孔密集氣孔鏈狀氣孔單個氣孔弧坑內(nèi)凹焊瘤焊穿塌陷咬邊圖3-1 常見焊接缺陷