X射线无损探伤技术及其在耐火制品检测中的应用

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1、第31卷2008年10月武汉科技大学学报JournalofWuhanUniversityofScienceandTechnologyVOI．3lOct．2008X射线无损探伤技术及其在耐火制品检测中的应用俱彦国1，杨德安2，张晖1，王建国(1．中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司，河南洛阳，471032；2．天津大学材料学院，天津，300072)摘要：介绍了X射线无损探伤技术的原理、特点及其在耐火制品检测中的应用和存在的问题。实践表明，使用无损探伤技术检测耐火制品，对控制产品质量、改进产品性能以及降低产品使用风险起到关键作用，同时也节约了劳动力等资

2、源，提高了经济效益。关键词：无损探伤；耐火制品；节能创效中图分类号：TGll5．28文献标志码：A文章编号：1674—3644(2008)S2—0331—03在耐火制品的生产实践和质量检测中，通常采用破坏性检测，在检测完成的同时，试样也被破坏了，因此破坏性检测只能进行抽样检验。而无损检测技术是在不损伤制品和结构的前提下进行检测，可以对制品进行百分之百的检验，且可探测到肉眼无法看到的试样内部的细小缺陷。钢铁行业中使用的连铸用耐火材料如浸入式水口、整体塞棒和长水口等，是很重要的功能材料，使用条件极其苛刻，在使用过程中须经受高温钢水的侵蚀、冲刷和冷热交

3、替的热震作用，必须保证万无一失。对功能材料实施无损检测后，产品的检测率可以达到100％，从而保证了产品质量的稳定和可靠。1X射线无损探伤技术原理及特点1．1X射线机构造工业射线检测中使用的X射线机主要由4个部分组成：射线发生器(X射线管)、控制系统、高压发生器、冷却系统。x射线机的核心部分是X射线管，X射线管结构如图1所示。图1X射线管结构示意图1一玻璃管壳；2一聚焦杯；3一阴极；4一阳极罩；5一窗口；6一阳极靶；7一阳极体1．2X射线照相检测技术的基本原理与灵敏度射线穿透物体时其强度的衰减与吸收体的性质、厚度及射线光子的能量相关。对单色窄束射线

4、，在厚度非常小的均匀媒质中，射线穿过物体时的衰减程度以指数规律相关于所穿透物体的厚度，如图2所示。由图2中可见，射线衰减的基本规律为j—foe一汀式中：L为入射射线强度；f为透射射线强度；T为吸收体厚度；“为线衰减系数，cm～。图2射线穿透物体时的衰减按照射线的衰减规律，当射线穿过物体时，物体将对射线产生吸收作用。由于不同的物质对射线的吸收作用不同，因此，在底片上将形成不同黑度的图像，据此可对物体的状况作出判断(如图3所示)。Ql几图3射线照相检验原理示意图射线照相检测缺陷的能力取决于射线照片影像质量的对比度、不清晰度和颗粒度。但在日常收稿日期：

5、2008-07—04作者简介：俱彦国(1976一)，男，中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司工程师．E—mail：juyanguojuyanguo@126．com武Ⅸ科镕★学学镕的射线照相检验工作中．井不直接测量射线照片影像的对比度、不清晰度和颗粒度，而是广泛采用射线照相灵敏度这个概念描述照片记录。射线照相灵敏度分为绝对是域度和相对灵敏度。绝对灵敏度是指射线透照某工件时能发现的最小缺陷的尺寸，GB332387中规定B级照相时，母材厚度≤3mm时，应能辨认出do1mm的钢艘，过就是绝时灵敏魔表示法，相对灵敏度K厢透照方向E所能发现缺陷的最小厚度尺寸△

6、D10浚处的穿透厚度d的百分比表示，即K一△dxl00“／d。2应用实例21检副流程下面以粜f生产的x(，32()x型无损探伤假为例，分析其在实际生产中的应用，检测流程如图4所示。目4￡自*☆＆■m《在检测的过程中．工作盘可以360。旋转，并且x射线管可以E下移动，从而可以对制品进行全^位检测。22结果殛分析榆测得到几种典型的缺陷如幽5所示，网j(a)所示裂纹的形成与很多因素有关最，如模具、坯料性能和成型压力肆，而裂纹的存在对目5映陷鸯Ⅲ互。百百一：■!■I■-_一T虿陌百一2008年俱彦国。等：X射线无损探伤技术及其在耐火制品检测中的应用333

7、制品的使用性能是致命的，严重时可发生漏钢、停浇等事故。图5(d)、图5(f)、图5(g)所示属于缺陷类型，裂纹本质上也属于缺陷，两者的区别在于：缺陷的形成一般都是封闭性的孔洞或者低密度区域，其对制品的使用性能影响有限，而裂纹可直接导致制品在使用中报废。缺陷的形成主要是由于制品中夹杂了低密度物质或者是其他夹杂物挥发后留下的痕迹。图5(c)、图5(e)、图5(h)属于夹杂物类型，主要是工人在作业过程中不慎而导致夹杂诸如螺母、垫片等，此类情况可导致制品在使用的过程中由于局部低熔物溶解而穿孔漏钢。图5(h)所示情况是制品所用原料受到污染，夹杂了其他种类原

8、料，此类情况对制品使用性能影响较小，但应尽力避免。上述射线检测方法没有采用底片评定的方式，而是通过图像增强器把检测到的信号直接传输到显示