无损探伤中x射线检测应用

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1、无损探伤中X射线检测应用【摘要】无损检测技术(Non-destructivetesting),是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，并给出缺陷的大小、位置、性质和数量的所有技术手段的总称。由于并不影响被检对象的使用性能，无损检测技术在这些年得到了飞速的发展。在本文中将X射线检测技术与无损检测技术的结合，对其原理和适用范围都做了详细的论述。【关键词】无损探伤；X射线【中图分类号】TP【文献标识码】A【文章编号】1007-4309(2014)01-0082-1.5无损检测技术是随着高

2、科技发展应运而生的一门新技术，该技术不同于传统的物理化学分析方法，它主要运用物理学方法如光学、电学和声学等手段对产品进行分析，且不破坏样品，在获取了样品信息时保证了样品的完整性，无损检测技术检测速度较传统的物理化学方法迅速，又能有效地判断出从外观无法得出的样品内部品质信息。随着计算机技术的迅速发展，带动了化学计量学的发展，极大地促进了X射线无损检测技术在无损检测技术探伤方面得到了广泛的应用。射线的种类很多，其中易于穿透物质的有X射线、Y射线、中子射线三种。这三种射线都被用于无损检测，射线检测最主要的应用是探侧试件内部的宏观几何探伤。按照不同特征可将

3、射线检测分为许多种不同的方法。射线照相法是指用X射线或Y射线穿透试件，以胶片作为记录信息的器材的无损的检测方法。一、射线照相法原理X射线是从X射线管中产生的，X射线管是一种两极电子管。将阴极灯丝通电使之白炽电子就在真空中放出，如果两极之间加几十千伏以至儿百千伏的电压（叫做管电压）时,电子就从阴极向阳极方向加速飞行、获得很大的动能，当这些高速电子撞击阳极时。与阳极金属原子的核外库仑场作用，放出X射线。电子的动能部分转变为X射线能，其中大部分都转变为热能。电子是从阴极移向阳极的，而电流则相反，是从阳极向阴极流动的，这个电流叫做管电流，要调节管电流，只要

4、调节灯丝加热电流即可，管电压的调节是靠调整X射线装置主变压器的初级电压来实现的。利用射线透过物体时，会发生吸收和散射这一特性，通过测量材料中因缺陷存在影响射线的吸收来探测缺陷的。X射线和Y射线通过物质时，其强度逐渐减弱。射线还有个重要性质，就是能使胶片感光，当X射线或Y射线照射胶片时，与普通光线一样，能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜象中心，经过显影和定影后就黑化，接收射线越多的部位黑化程度越高，这个作用叫做射线的照相作用。所以必须使用特殊的X射线胶片，这种胶片的两面都涂敷了较厚的乳胶，此外，还使用一种能加强感光作用的增感屏，增感屏通常用铅箔做成。把这

5、种曝过光的胶片在暗室中经过显影、定影、水洗和干燥，再将干燥的底片放在观片灯上观察，根据底片上有缺陷部位与无缺陷部位的黑度图象不一样，就可判断出缺陷的种类、数量、大小等，这就是射线照相探伤的原理。二、X射线检测原理X射线是一种类似于光、热和无线电波的电磁辐射波，它的特点是波长短（工业X射线探伤中常用的波长范围约在0.1-0.001nm之间）。由于辐射物质的波长越短，它穿透物质的能力也愈大，所以X射线具有极大的穿透物质的能力，正是利用这一特性进行X射线检测。图I是一种常见的X射线检测系统的系统构造图，X射线照射到物件上，由于它有极强的穿透能力，所以在下

6、方的探测器可以检测到穿过物件的X射线，通常会形成一幅图像,其图像灰度值与材料、厚度和内部结构密切相关。正是由于通过图像分析可以得到缺陷的具体形式，从而X射线在物价的内部探伤中得到了广泛的应用。图1X射线检测三、X射线检测在铸件缺陷检测中的应用由于铸造方法具有成本低廉、一次成形以及可以制造复杂结构大型件等优点，被广泛应用于工业生产的众多领域，特别是汽车制造业。在航空航天制造业中，很多部件也是铸件。为保证产品质量及节省成本，在生产流程的早期阶段及时检测出缺陷是很必要的。无损检测由于可避免材料浪费和提高生产效率，成为铸件缺陷检测的首选方法。到目前为止,研

7、究最多且比较有效的方法包括超声波探伤法、X射线透照法和射线层析摄影法。随着生产规模的扩大和质量检测标准的提高，对射线检测设备及相关技术的要求也越来越高。对于X射线检测，新的研究重点在于不断提高X射线图像的获取技术，以及发展现代计算机软硬件技术，以使检测过程在高速和真正完全自动化的模式下进行。一种常用的X射线检测技术在铸件缺陷检测中的应用是X射线图像自动缺陷检测系统。该系统由四个部分组成：试件支撑系统；X射线产生装置；将X射线能量转换为电信号的传感器和图像处理器。由于X射线得到的图像的特殊性，相应的获取图像的传感器也有所不同，主要有两种：一种是基于非

8、定晶硅或硒传感器阵列的平栅格；另一种则是基于线性二极管的阵列。通过图2中的图片，经过后续的图像处理，就可以得到铸件中缺陷类