射线检测在叶片组件中的应用设计大学本科毕业论文.docx

射线检测在叶片组件中的应用设计大学本科毕业论文.docx

《射线检测在叶片组件中的应用设计大学本科毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《射线检测在叶片组件中的应用设计大学本科毕业论文.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

射线检测在叶片组件中的应用设计大学本科毕业论文

西安航空职业技术学院

毕业设计（论文）

论文题目：

射线检测在叶片组件中的应用

所属系部：

航空材料工程系

射线检测在叶片组件中的应用

【摘要】本论文主要阐述了射线检测技术的基本原理及检测种类、射线检测的应用范围、优缺点,并利用此检测方法对涡轮工作叶片组件进行质量检测,同时了解和熟悉被检零件的用途,零件的结构特点等以便对此零件选择相应的无损检测方法,还介绍了检测过程中使用到的仪器设备型号,并对检测结果的记录（工艺图、胶片）等.

关键词：

射线检测基本原理方法叶片组件

Abstract:

Thecaptionmainlyexpoundstheraydetectiontechnologythebasicprincipleandmethodofraydetection,applicationrange,advantagesanddisadvantages,andthedetectionmethodoftheturbinebladeassemblyforqualitytesting,atthesametime,understandingandfamiliarwiththedetectedcomponentsthereof,thestructurecharacteristicsofthesparepartsforthispartcorrespondingtotheselectednondestructivedetectionmethod,isalsopresentedinthedetectionprocessusingequipmenttypes,andthedetectingresultsoftherecording（processmap,film）。

Keywords:

RaydetectionBasicprincipleMethodBladeassembly

辐射的特点

（1）α射线是一种带电粒子流，由于带电，它所到之处很容易引起电离。

α射线有很强的电离本领，这种性质既可利用。

也带来一定破坏处，对人体内组织破坏能力较大。

由于其质量较大，穿透能力差，在空气中的射程只有几厘米，只要一张纸或健康的皮肤就能挡住。

（2）β射线也是一种高速带电粒子，其电离本领比α射线小得多，但穿透本领比α射线大，但与X、γ射线比β射线的射程短，很容易被铝箔、有机玻璃等材料吸收。

（3）X射线和γ射线X射线和γ射线的性质大致相同，是不带电波长短的电磁波，因此把他们统称为光子。

两者的　穿透力极强，要特别注意意外照射防护。

8

辐射的危害8

辐射防护标准8

防护的三大原则8

外照射防护的三要素9

（2）距离防护9

（3）屏蔽防护9

2.1.3高压发生器:

是利用高压变压器将工频电压升压到所须电压的高压发生装置，供不同静电消除产品使用。

高压发生器是提供高压直流源的仪器，在使用该仪器前必须先把仪器可靠接地.高压发生器的组成:

高压变压器,X线管灯丝变压器,高压整流器,高压交换闸,高压插头.高压发生器的作用:

把输入的交流电压升高数百倍，再经整流，为X线管提供产生X线所需的直流高压（kV）;把X线管灯丝初级电路输入变压和隔离，为X线管灯丝提供加热电压;对于配有两只以上X线管的，还要完成kV和灯丝加热电压的切换。

10

2.1.4冷却系统:

即冷却阳极靶，可分为三种：

油循环冷却、水循环冷却、辐射散热冷却。

11

2.1.5控制系统和保护系统：

主要包括基本电路、电压和电流调整部分、冷却和时间的控制部分、保护装置。

11

文献19

1绪论

无损检测技术是现代工业发展必不可少的有效工具之一,它在保证产品质量,提高生产效率等方面有着重要作用.无损检测技术包括射线检测,超声检测,磁粉检测,渗透检测等无损检测方法.其中,x射线检测由于其有直接,便与定量判定等优点而受到人们极大关注.它作为一种重要的无损检测技术,依据的是被检工件由于成分、密度、厚度等的不同，对射线产生不同的吸收或散射的特性和被检工件的质量、尺寸、特性等做出判断。

1X射线显示方法的发展历程：

1.1895年11月，德国渥茨堡大学教授伦琴在研究阴极射线时，意外地发现了X射线。

那么他是怎样“发现”的呢？

他发现阴极射线管附近、放在暗合中的胶片，有感光现象。

他让他夫人把手放在阴极射线管和暗合（胶片）之间，经暗室处理后，胶片上显示出他夫人的手指骨结构。

这应该是胶片法射线照相的第一张底片。

X射线胶片法射线照相首先用在医学人体检查上。

大约1922年开始被美英等国“移植”到工业领域的金属焊缝探伤上。

迄今为止，这种方法仍然是射线照相的主要方法。

经过冲洗，胶片将辐射图像转化为平面投影（二维）图像，可以长期保存。

这种方法的发展，除了后面要讲的X射线探伤设备发展外，主要是显示载体胶片的发展，溴化银颗粒越来越细，胶片系统评价越来越科学。

2．荧屏直接实时成像法：

透射线照射到荧光屏上，激发荧光物质立即生成荧光影像，这种图像人眼可识别。

医学上三四十年前的胸部透视，就是这种方法。

工业荧光屏法由于X射线能量高，人眼不能直识，必须经过反射，如被450镜面反射后，人才可以观察。

这种方法灵敏度低，且图像不可保存，已被淘汰。

但请读者注意，下面介绍的几种显示方法（系统），最终显示还是要经过荧光屏的。

3．数字照相法

（1）图像增强、计算机处理的实时成像法：

首先，通过摄像和视频技术把荧光图像变成“工业电视”；其次使用了“图像增强”技术、计算机图像处理技术，使像质计灵敏度达到了胶片法的灵敏度。

这种方法在透照厚度T为2～20mm钢对接焊缝检验上已有国家标准。

说明这种方法技术已经成熟、可以推广使用了。

目前该方法较普遍应用到气瓶生产流水线上，进行在线检验了。

4．工业层析法（CT）通过层层剖析式照相，把若干个二维图像重建成三维图像，以确定缺陷的长、宽、高。

这种方法多用在兵器军工产业。

射线源种类的发展历程

指X和γ射线。

它们与物质作用的线衰减系数μ，随原子序数Z的增大而增大，适合检验原子序数较大的金属材料。

（1）X射线

1）普通X射线

普通X射线（管电压U≤500KV）的发展史，其实就是X射线机的发展史。

首先是X射线管：

伦琴发现X射线时，所用的阴极射线管是冷阴极、充气管，又叫克鲁克斯管，打靶电子能量主要消耗在电离管内气体上，X射线的转换效率很低，管电流不稳，时有“击穿”现象发生，射线管寿命很短；1912~1913年美国科学家考林杰发明了热阴极、高真空度的X射线管，这才使X射线在医疗和工业上得到广泛应用。

现在X射线管不但有定向的，还有周向的，而且焦点尺寸也可以做得很小。

射线机不但有油绝缘的，还有气绝缘的。

2）高能X射线

1939年美国通用电气公司制成了第一台高能（能量≥1MeV）X射线发生设备（静电起电机式）。

不几年后出现了电子回旋加速器。

1970年以后出现了电子直线加速器。

（2）γ射线

尽管1896年贝可勒尔就发现了铀矿物质有放射性，但γ射线在工业上的应用，还是在1945年核反堆出现以后，因为可以产生高强度中子，从而获得了大量的人工同位素，使它们产生的γ射线有了广泛应用。

2.2.2物质波辐射

（1）主要指中子射线。

自1932年人们发现中子以来，人们就想应用它进行照相，但在工业领域的正规应用，还是在1960年以后的事情。

它主要用于检测金属容器中充填的某些低原子序数物质（如炮弹中充嗔炸药）。

因为中子与物质作用时，不和原子核外的电子相互作用，它的线衰减系数μ与物质的原子序数无关，衰减系数的大或小，主要决定于物质原子核捕获中子的易或难。

（2）物质波还包括β射线。

它在工业上的应用，也是在1945年之后，主要用来检验很薄的轻合金。

 作为五大常规无损检测方法之一的射线检测（Radiology），在工业上有着非常广泛的应用。

目前射线检测按照美国材料试验学会（ASTM）的定义可以分为：

照相检测、实时成像检测、层析检测和其它射线检测技术四类。

1.1射线检测简介

1.1.1射线检测概述：

利用射线对材料或试件进行透照，检查其内部缺陷或根据衍射特性对其晶体结构进行分析的技术,可以分为：

照相检测、实时成像检测、层析检测和其它射线检测技术四类。

X射线与自然光并没有本质的区别，都是电磁波，只是X射线的光量子的能量远大于可见光。

它能够穿透可见光不能穿透的物体，而且在穿透物体的同时将和物质发生复杂的物理和化学作用，可以使原子发生电离，使某些物质发出荧光，还可以使某些物质产生光化学反应。

如果工件局部区域存在缺陷，它将改变物体对射线的衰减，引起透射射线强度的变化，这样，采用一定的检测方法，比如利用胶片感光，来检测透射线强度，就可以判断工件中是否存在缺陷以及缺陷的位置、大小。

ΔI/I=-（（μ-μ′）ΔT）/（1+n）这个公式就是射线检测基本原理的关系式，ΔI/I称为物体对比度，（I是射线强度，μ是线衰减系数，ΔT是射线照射方向上的厚度差，n是散射比）从它我们可以得知，只要缺陷在透射方向上具有一定的尺寸、其衰减系数与物体的线衰减系数具有一定差别，并且散射比控制在一定范围，我们就能够获得由于缺陷存在而产生的对比度差异，从而发现缺陷。

射线检测分类：

1电磁辐射2电离辐射

1.1.2射线检测的基本原理：

当强度均匀的射线束照射物体时，如果物体局部区域存在缺陷或结构存在差异，它将改变物体对射线的衰减，使得不同部位透射射线强度不同，这样采用一定检测器检测透射射线强度，就可以判断物体内部的缺陷和物质分布等。

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γ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γ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。

因为X射线或γ射线的使卤化银感光作用比普通光线小得多，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。

1.2射线检测应用类型及应用范围

1.2.1射线检测应用类型——

（1）质量检测:

可用于铸造、焊接工艺缺陷检测。

（2）测量厚度:

可用于在线、实时、非接触厚度测量。

（3）物品检查:

可用于机场、车站、海关检查，对结构、尺寸测定。

（4）动态研究：

可用于弹道、爆炸、核技术、铸造工艺等动态过程研究。

1.2.射线检测应用范围——X射线无损检测应用领域非常广泛，在材料测试、食品检测、制造业、电器、仪器仪表、电子、汽车零部件、医学、生物学、军工、考古、地质等领域都有不俗的表现。

应用领域典型案例可能检测的内容：

材料测试合金铸件 收缩孔、缺料、多孔砂眼