射線無(wú)損檢測(cè)

射線

無(wú)損檢測(cè)第五組：馬偉向艷張晶劉潔鈺宿瑞元1射線無(wú)損檢測(cè)一、射線的發(fā)現(xiàn)

二、射線的分類

三、射線的應(yīng)用

四、射線的危害及防護(hù)

2射線無(wú)損檢測(cè)一、射線的發(fā)現(xiàn)1800年英國(guó)科學(xué)家赫歇爾發(fā)現(xiàn)紅外線，又稱為紅外熱輻射；1801年德國(guó)物理學(xué)家里特發(fā)現(xiàn)在日光光譜的紫端外側(cè)一段能夠使含有溴化銀的照相底片感光,因而發(fā)現(xiàn)了紫外線的存在；盧瑟福首先發(fā)現(xiàn)具有天然放射性的幾種不同的射線。他把帶正電的射線命名為α射線，帶負(fù)電的射線命名為β射線。1895年德國(guó)物理學(xué)家W.K.倫琴發(fā)現(xiàn)X射線，故又稱倫琴射線；1900年法國(guó)科學(xué)家P.V.維拉德發(fā)現(xiàn)γ射線(伽馬射線)；1932年初，著名物理學(xué)家居里夫人的女婿約里奧·居里，在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)了一種不帶電的中性射線，它的穿透力極強(qiáng)；隨后英國(guó)物理學(xué)家查德威克閱讀了約里奧的報(bào)告后，立刻重復(fù)了他的實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)，終于證明這種不帶電的中性粒子是中子射線。3射線無(wú)損檢測(cè)二、射線的分類定義：射線是由各種放射性核素，或者原子、電子、中子等粒子在能量交換過(guò)程中發(fā)射出的、具有特定能量的粒子或光子束流。分類：γ射線，α射線，β射線，中子射線，X射線，紫外線，紅外線，激光4射線無(wú)損檢測(cè)γ射線本質(zhì)：波長(zhǎng)很短的高能電磁波。產(chǎn)生原理：放射性原子核在發(fā)生α衰變、β衰變后產(chǎn)生的新核往往處于高能量級(jí)，要向低能級(jí)躍遷，輻射出γ光子。特性：不帶電；電離能力弱；穿透能力強(qiáng)。5射線無(wú)損檢測(cè)α射線本質(zhì)：是高速運(yùn)動(dòng)的帶正電的氦原子核。產(chǎn)生原理：放射性元素經(jīng)α衰變放出帶正電的α粒子。特性：電離能力最強(qiáng)，穿透能力最弱。在空氣中的射程只有1-2厘米，通常用一張紙就可以擋住。6射線無(wú)損檢測(cè)β射線本質(zhì)：是高速運(yùn)動(dòng)的電子流。產(chǎn)生原理：放射性元素經(jīng)β衰變放出帶負(fù)電的β粒子。特性：帶負(fù)電荷，質(zhì)量很小，貫穿本領(lǐng)比α粒子強(qiáng)，電離能力比α粒子弱。7射線無(wú)損檢測(cè)中子射線本質(zhì)：由中性粒子組成的粒子流。產(chǎn)生原理：原子核受到外來(lái)粒子的轟擊時(shí)產(chǎn)生核反應(yīng)，中子從原子核里釋放出來(lái)。特性：不帶電，穿透能力強(qiáng)。8射線無(wú)損檢測(cè)X射線本質(zhì)：高能電磁輻射。產(chǎn)生原理：由高速電子轟擊的金屬靶產(chǎn)生。特性：有較強(qiáng)的穿透能力，且只有通過(guò)與物質(zhì)相互作用，才能使物質(zhì)間接地產(chǎn)生電離效應(yīng)。9射線無(wú)損檢測(cè)紫外線：是一種穿透力很弱的非電離輻射。紅外線：波長(zhǎng)介于微波與可見光之間的電磁波，波長(zhǎng)在760nm至1mm之間，比紅光長(zhǎng)的非可見光。激光：二十世紀(jì)六十年代發(fā)展起來(lái)的一種新光源。激光也是一種電磁波，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，能量較低。10射線無(wú)損檢測(cè)三、射線的應(yīng)用（一）射線無(wú)損檢測(cè)（二）射線消毒滅菌（三）射線在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用（四）射線在醫(yī)療上的應(yīng)用（五）射線與環(huán)保11射線無(wú)損檢測(cè)（一）、射線無(wú)損檢測(cè)射線檢測(cè)的基本原理射線在穿過(guò)物質(zhì)的過(guò)程中將發(fā)生衰減而使其強(qiáng)度降低，衰減的程度取決于被檢測(cè)材料的種類，射線種類及被穿透的距離，利用各部位對(duì)入射射線的衰減不同，透射射線的強(qiáng)度分布不均勻。由此，可檢測(cè)出物體表面或內(nèi)部的缺陷，包括缺陷的種類、大小和分布情況。12射線無(wú)損檢測(cè)線源：

13X射線γ射線中子射線紅外線射線無(wú)損檢測(cè)x射線無(wú)損檢測(cè)檢測(cè)原理：X射線損探傷機(jī)原理：利用X射線穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中有衰減的特性來(lái)發(fā)現(xiàn)其中缺陷的一種無(wú)損探傷方法。X射線可以檢查金屬與非金屬材料及其制品的內(nèi)部缺陷。例如焊縫中的氣孔、夾渣。未焊透等體積性缺陷。

14射線無(wú)損檢測(cè)X射線探傷機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)（1）管電壓：決定X射線的穿透能力，管電壓越高，穿透能力越強(qiáng)，可檢測(cè)的工件越厚。滿足穿透能力下盡量選用低電壓，以減少散射影響，提高清晰度。管電壓越高，缺陷顯現(xiàn)的靈敏度越低。（2）管電流：影響檢測(cè)時(shí)曝光時(shí)間的長(zhǎng)短，管電流越大，曝光時(shí)間越短，故管電流應(yīng)盡可能大些。（3）焦點(diǎn)形式及尺寸：形式有點(diǎn)焦點(diǎn)和線焦點(diǎn)；尺寸指焦點(diǎn)的大小。焦點(diǎn)減小，有利于提高檢測(cè)靈敏度和檢測(cè)分辨率。15射線無(wú)損檢測(cè)γ射線無(wú)損檢測(cè)檢測(cè)原理：當(dāng)γ射線穿過(guò)（照射）物質(zhì)時(shí)，該物質(zhì)的密度越大，射線強(qiáng)度減弱得越多，即射線能穿透過(guò)該物質(zhì)的強(qiáng)度就越小。此時(shí)，若用照相底片接收，則底片的感光量就??；若用儀器來(lái)接收，獲得的信號(hào)就弱。因此，用γ射線來(lái)照射待探傷的零部件時(shí)，若其內(nèi)部有氣孔、夾渣等缺陷，射線穿過(guò)有缺陷的路徑比沒有缺陷的路徑所透過(guò)的物質(zhì)密度要小得多，其強(qiáng)度就減弱得少些，即透過(guò)的強(qiáng)度就大些，若用底片接收，則感光量就大些，就可以從底片上反映出缺陷垂直于射線方向的平面投影。16射線無(wú)損檢測(cè)常用γ射線源的特性17射線無(wú)損檢測(cè)中子射線檢測(cè)檢測(cè)原理：中子源發(fā)生的中子束射向被檢測(cè)的物體，由于物體的吸收和散射，中子的能量被衰減，衰減的程度取決于物體的成分，穿過(guò)物體的中子束被影像記錄儀所接收而形成物體的射線照片。18射線無(wú)損檢測(cè)描述中子射線的參數(shù)強(qiáng)度：中子源單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出來(lái)的中子數(shù)目，對(duì)于每次核反應(yīng)釋放一個(gè)中子的過(guò)程，中子強(qiáng)度等于單位時(shí)間內(nèi)靶物質(zhì)中發(fā)生的核反應(yīng)數(shù)。能量：和中子的速度有關(guān)，0.1MeV以上稱為快中子，1keV以下稱慢中子，之間的為中能中子。10^-2eV左右的中子相當(dāng)于分子原子晶格處于熱運(yùn)動(dòng)平衡的能量，所以又叫熱中子。19射線無(wú)損檢測(cè)紅外檢測(cè)紅外線探傷原理：只要物體具有一定溫度，它就要向外發(fā)射紅外線，且紅外輻射的強(qiáng)度可由斯蒂芬-玻爾茲曼定律表示為：M=εσT4其中ε為灰體發(fā)射系數(shù)，T為絕對(duì)溫度，σ為斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)。20射線無(wú)損檢測(cè)紅外熱像儀無(wú)損檢測(cè)原理圖21射線無(wú)損檢測(cè)22射線無(wú)損檢測(cè)主動(dòng)式紅外檢測(cè)1、單面法：對(duì)被測(cè)目標(biāo)的加熱和紅外檢測(cè)在被測(cè)目標(biāo)的同一側(cè)面進(jìn)行。2、雙面法：相對(duì)于上述的單面法而言，雙面法是把對(duì)被測(cè)目標(biāo)的加熱和紅外檢測(cè)分別在目標(biāo)的正、反兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行。23射線無(wú)損檢測(cè)加熱的方式1、穩(wěn)態(tài)加熱：將被測(cè)目標(biāo)加熱到其內(nèi)部溫度達(dá)到均勻穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)，再把它置放于一個(gè)低于(或高于)該恒定溫度的環(huán)境中進(jìn)行紅外檢測(cè)。這種方式多用于材料的質(zhì)量檢測(cè)，如被測(cè)物內(nèi)部有裂紋、孔洞或脫粘等缺陷時(shí)，則被測(cè)物與環(huán)境的熱交換中熱流將受到缺陷的阻礙，其相應(yīng)的外表面就會(huì)產(chǎn)生溫度的變化，與沒有缺陷的表面相比則會(huì)出現(xiàn)溫差。2、非穩(wěn)態(tài)加熱：對(duì)被測(cè)目標(biāo)加熱，不需要使其內(nèi)部溫度達(dá)到均勻穩(wěn)定狀態(tài)，而在它的內(nèi)部溫度尚不均勻、具有導(dǎo)熱的過(guò)程中即進(jìn)行紅外檢測(cè)。3、如將熱量均勻地注入被測(cè)目標(biāo)，熱流進(jìn)入內(nèi)部的速度要由它的內(nèi)部狀況決定，若內(nèi)部有缺陷，則會(huì)成為阻檔熱流的熱阻，經(jīng)一定時(shí)間會(huì)產(chǎn)生熱量堆積，在其相應(yīng)的表面會(huì)產(chǎn)生熱的異常。缺陷造成的熱流變化取決于缺陷的位置、走向、幾何尺寸和材料的熱物理性能。24射線無(wú)損檢測(cè)紅外檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1、操作安全：由于紅外監(jiān)測(cè)不需要與設(shè)備直接接觸,所以操作十分安全。這在帶電設(shè)備、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備、高空設(shè)備的監(jiān)測(cè)中表現(xiàn)尤為突出。2、靈敏度高：現(xiàn)代紅外探測(cè)器對(duì)紅外輻射的探測(cè)靈敏度很高,以此類探測(cè)器為基礎(chǔ)構(gòu)成的紅外監(jiān)測(cè)設(shè)備,對(duì)溫度的分辨率很高,可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備不同部位存在溫度差別,可以監(jiān)測(cè)診斷出設(shè)備熱狀態(tài)的細(xì)微變化。3、診斷效率高：由于紅外探測(cè)器的響應(yīng)速度高達(dá)納秒級(jí),因此可迅速采集、處理和顯示設(shè)備的紅外輻射,大大提高設(shè)備監(jiān)測(cè)診斷的效率。缺點(diǎn)紅外監(jiān)測(cè)技術(shù)存在的主要問(wèn)題為一是紅外測(cè)量主要是表面的熱狀態(tài),不能確定物體內(nèi)部的熱狀態(tài)二是紅外無(wú)損監(jiān)測(cè)設(shè)備是高科技產(chǎn)品,更新?lián)Q代迅速,生產(chǎn)批量不大,因此與其他檢測(cè)儀器或常規(guī)監(jiān)測(cè)設(shè)備相比價(jià)格昂貴。25射線無(wú)損檢測(cè)射線檢測(cè)方法傳統(tǒng)方法：照相法電離檢測(cè)法熒光屏直接觀察法新進(jìn)展：射線ＣＴ26射線無(wú)損檢測(cè)照相法膠片照相檢測(cè)法的原理：將感光材料（膠片）置于備件試件后面，用來(lái)接收透過(guò)試件后的射線，因?yàn)槟z片如光機(jī)的攝影作用與感受到的射線強(qiáng)度有直接的關(guān)系，經(jīng)過(guò)暗室處理后，就會(huì)得到被檢物的結(jié)構(gòu)影像。27射線無(wú)損檢測(cè)電離檢測(cè)法：射線穿過(guò)氣體時(shí)會(huì)產(chǎn)生電離效應(yīng)，產(chǎn)生電離電流，電離電流的大小與射線的強(qiáng)度有關(guān)。通過(guò)對(duì)電流強(qiáng)度的測(cè)量，根據(jù)其強(qiáng)度的分布來(lái)判斷試件的完整性。28射線無(wú)損檢測(cè)熒光屏直接觀察法：將透過(guò)試件的射線投射到涂有熒光物質(zhì)（ZnS或CaS）的熒光屏上，激發(fā)出熒光，成為可見影像，由此直接辨認(rèn)被檢測(cè)件中是否存在缺陷。29射線無(wú)損檢測(cè)工業(yè)射線CT結(jié)構(gòu)原理圖（以X射線為源例）工業(yè)CT系統(tǒng)組成示意圖30射線無(wú)損檢測(cè)檢測(cè)結(jié)果直觀：圖像信息。缺陷定性比較容易(如氣孔，夾雜等)，定量，定位也比較方便。檢測(cè)結(jié)果可以保存。適用對(duì)象廣，對(duì)材料的種類（金屬，非金屬及復(fù)合材料）及工件的形狀幾乎沒有限制。射線檢測(cè)的局限性射線檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)檢測(cè)成本高。對(duì)體積型缺陷檢測(cè)的靈敏度較高，對(duì)平面型缺陷的檢測(cè)靈敏度較低。（如裂紋，射線方向與其垂直時(shí)不易檢測(cè)，平行時(shí)才能。）需雙面法檢測(cè)。31射線無(wú)損檢測(cè)射線檢測(cè)的應(yīng)用目前主要應(yīng)用于：（1）機(jī)械，兵器，船舶，電子，石油化工，土木工程，航空航天等領(lǐng)域中的鑄件和焊縫的檢測(cè)。（2）機(jī)場(chǎng)，車站，碼頭，海關(guān)等的安全檢查。（3）也可以用來(lái)檢測(cè)材料的厚度。32射線無(wú)損檢測(cè)常見焊接缺陷

(1)熔合不良類未焊透（熔入不足）

某鋼板對(duì)接焊縫，V型坡口，焊接方式：手工電弧焊33射線無(wú)損檢測(cè)(2)裂紋類橫裂紋合金鋼板對(duì)接焊縫，V型坡口，焊接方式：氣體保護(hù)焊-鎢極氬弧焊縱向裂紋某厚度14mm低合金鋼板對(duì)接焊縫，X型坡口，焊接方式：自動(dòng)焊34射線無(wú)損檢測(cè)（3）夾渣物類夾鎢某鈦合金板對(duì)接焊縫，V型局部夾渣某鋼板對(duì)接焊縫，V型坡口線狀?yuàn)A渣某鋼板對(duì)接焊縫，V型坡口35射線無(wú)損檢測(cè)(3)孔洞類密集氣孔某鋼板對(duì)接焊縫，V型坡口，焊接方式：手工電弧焊36射線無(wú)損檢測(cè)偽缺陷定義：非缺陷影像、人為的瑕疵影像。膠片本生質(zhì)量存在問(wèn)題。膠片保管、剪切、裝取、暗室操作處理不當(dāng)。射線檢測(cè)操作不當(dāng)。偽缺陷來(lái)源：機(jī)械損傷或表面附著物形成（如指紋、折痕、劃傷、水印等）藥物玷污等?；瘜W(xué)作用形成（如漏光、感光）。37射線無(wú)損檢測(cè)（三）、射線在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用1、射線治害蟲2、射線刺激生物生長(zhǎng)3、輻射誘變育種38射線無(wú)損檢測(cè)（四）、射線在醫(yī)療上的應(yīng)用

1、射線治?。?）射線抗癌。用放射性同位素60Co、137Cs等的γ射線加速產(chǎn)生的電子束來(lái)殺死癌細(xì)胞;（2）131I不僅可以用于診斷甲狀腺功能病變，也可以用它對(duì)甲狀腺組織的抑制和殺傷作用來(lái)減少甲狀腺激素的合成和分泌，治療甲狀腺功能亢進(jìn)；（3）用32P治療真性紅細(xì)胞增多癥。

39射線無(wú)損檢測(cè)四、射線的危害及防護(hù)射線的生物效應(yīng)：射線作用于物體時(shí)由于電離作用，造成生物的細(xì)胞、組織、器官的損傷，引起病理反應(yīng)。可以表現(xiàn)在受照者本身，也可出現(xiàn)在受照者的后代。輻射損傷：電離輻射產(chǎn)生的各種生物效應(yīng)對(duì)人體造成的損傷。主要有急性損傷和慢性損傷兩種類型。急性損傷：短時(shí)間內(nèi)全身受到大劑量的照射，造成中樞神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等急性損傷。慢性損傷：長(zhǎng)時(shí)間受到超過(guò)允許水平的低劑量的照射，在受照數(shù)年甚至數(shù)十年后出現(xiàn)的輻射生物效應(yīng)。引發(fā)白血病，皮膚癌、肺癌、骨癌等，再生障礙性貧