射线检测设备和器材选用.docx

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射线检测设备和器材选用

一、X射线机

1.X射线机的分类

（1）按结构：

携带式；移动式

便携式X射线机结构图

移动式X射线机结构图

⑵按用途：

定向；周向；管道爬行；软射线；微焦点；脉

冲。

（3）按频率：

工频50〜60Hz;变频300〜800Hz;恒频200Hz.

在同样电流和电压条件下，恒频机穿透力强功耗小效率高，变频

次之，工频较差。

（4）按绝缘介质：

变压器油；SF6气.

2.X射线管

（1）结构（玻璃和陶瓷）

I.阴极：

由发射电子的钨灯丝和聚焦电子的凹面铜阴极头组成。

II.阳极

a.阳极靶：

耐高温的钨，与电子撞击产生X射线

b.阳极体：

采用导热率大的无氧铜，支承靶面，传递靶上的热量，避免钨靶烧坏。

c.阳极（铜）罩：

吸收二次电子和散乱射线。

冷却方式：

辐射散热，冲油冷却，旋转阳极自然冷却。

III.外壳

（2）X射线管的技术特性

I.阴极和阳极特性

a.阴极特性：

在阴极的工作范围内，较小的温度变化就会引起较大的电

流变化。

b.阳极特性：

在管电压较低时，管电流随管电压增加而增大，当管电压增加到一定程度后，管电流不再增大而趋于饱和，这说明某一恒定的灯丝加热电流（钨丝温度）下，阴极发射的热电子已经全部到达了阳极，再增加电压亦不可能增大管电流，也就是说，工业探伤用的X射线管工作在电流饱和区，在饱和区内要改变管电流，只有改变灯丝加热电流，X射线管的管电流和管电压在升高过程中可以相互独立进行调节。

c.管电压：

指X射线管承载的最大峰值电压（kVp）。

在电工测量中，表头指示的是有效值，对于正弦波U有效值=0.707U峰值。

d.焦点：

j・八、、八、、•

焦点的尺寸主要取决于灯丝的形状和大小，阴极头聚焦槽的形状及灯丝在槽内安装的位置。

此外，管电流和电压对焦点大小也有一定的影响。

阳极靶被电子撞击的部分叫做实际焦点。

焦点大，有利于散热，可承受较大的管电流；焦点小，底片清晰度好，照相灵敏度高。

d.辐射场强度：

在30°辐射角处射线强度最大，阴极侧比阳极侧射线强度高，但实际上，由于阴极侧射线中包含着较多的软射线成分，所

以对具有一定厚度的试件照相，阴极侧部位的底片并不比阳极侧更黑，利用阴极侧射线照相也并不能缩短多少时间。

e.真空度：

X射线管必须在高真空度（10-6〜10-7mmHg）才能正常工作。

过热时阳极金属会释放气体，严重时将导致X射线管被击穿；

高温工作下的X射线管，灯丝金属也会吸收一部分气体。

这两个过程达到平衡时就决定了此时的真空度。

f.寿命：

指灯丝发射能力逐渐降低，射线管的辐射计量率降为初始

值的80%的累计工作时限。

玻璃管一般不少于400h，金属陶瓷

管不少于500h。

保证X射线管使用寿命的措施主要有：

（a）送高压前，灯丝必须提前预热和活化。

（b）符合应控制在最高管电压的90%以内。

（c）保证阳极冷却，例如将工作和间息时间设为1:

1。

（d）严格按使用说明书要求进行训机.

二、Y寸线探伤机

1.Y寸线源的主要特征参数

放射性活度：

Y寸线源在单位时间内发生的衰变数。

单位贝可，符号为Bq,1Bq表示为1秒的时间内有一个原子核发生衰变。

1Ci=3.7TOBq。

10

放射性比活度：

单位质量放射源的放射性活度。

单位为Bq/g。

对于同一种Y寸线源，放射性活度越大，放出Y寸线（洸

子）越多。

对于不同种Y寸线源，不能进行类似比较。

2.射线探伤设备的特点

（1）射线探伤设备的优点

a.探测厚度大，穿透能力强。

对钢工件而言，400kVX光机最大穿透厚度仅为100mm左右，而Co60射线探伤机最大穿透厚度可达200mm。

b.体积小，质量轻，不用水、电、，特别适用于野外作业和在用设备的检测。

c.效率高.，对环和球罐可进行周向曝光和全景曝光。

同X射

线机相比大大提高效率。

d.可以连续进行，且不受温度、压力、磁场等外界条件影响。

e.设备故障率低，无易损部件。

f.与同等穿透率的X射线机相比，价格低

（2）射线探伤设备的缺点

a.射线源都有一定的半衰期，有些半衰期较短的射源，如

Ir192更换频率，给使用带来不便。

b.辐射能量固定，无法根据试件厚度进行调节，当源穿透厚度与能量不适配时，灵敏度下降严重。

c.放射强度随时间减弱，无法进行调节，当源强度较小时，曝光时间过长会感到不方便。

d.固有不清晰度比X射线大，用同样的器材及透照技术条件，期灵敏度低于X射线机。

e.对安全防护要求高，管理严格。

3.射线探伤设备的分类与结构

（1）Y寸线探伤设备分类

按所装放射同位素不同，可分为Co60y射线探伤机、Cs137

Y寸线探伤机、Ir192射线探伤机、Se75Y寸线探伤机、Tm170

Y寸线探伤机、Yb169Y射线探伤机。

按机体结构可分为直通道形式和“S”道形式。

按使用方式可分便携式、移动式、固定式、管道爬行器。

（2）Y寸线探伤设备的结构

Y寸线探伤设备大体可分为五个部分：

源组建、探伤机机体、驱动机构、输源管和附件。

C3

三、射线照相胶片

1.射线照相胶片的构造与特点：

射线胶片在胶片片基的两面均涂布感光乳剂层（一般感光胶

片单面），目的是增加卤化银含量以吸收较多的穿透能力很强的射线，从而提高胶片的感光速度，增加黑度。

（1）片基：

是感光乳剂层的支持体，起骨架作用，厚度约为0.175〜0.20mm，大多采用醋酸纤维或聚酯材料.聚酯片基较薄，韧性好，强度高。

通常采用淡蓝色。

（2）结合层：

由明胶、水、表面活性剂（润湿剂）、树酯（防静电剂）组成.其作用是使感光剂层和片基牢固地粘结在一起，防止感光剂层在冲洗时脱落。

（3）感光乳剂层：

由溴化银微粒在明胶中的混合体构成.加

入少量（不大于5%）碘化银，可改善感光性能.此外，还加入防灰剂、稳定剂和坚膜剂。

（4）保护层：

防止感光剂层受到污损和摩擦，其主要成分是明胶、坚膜剂、防腐剂和防静电剂。

2.潜影

（1）概念：

胶片受到照射时，在感光乳剂层中会产生眼睛看不到的影像。

（2）形成过程：

是银离子接受电子还原成银的过程。

Br-+h厂Br+e

Ag++efAg

（3）潜影衰退：

潜影形成后，如相隔很长时间才显影，得到的影像比及时冲洗的淡。

实际上是银又被空气氧化而变成银离子的逆变过程.胶片所处的环境温度越高，湿度越大，则氧化作用越加剧，潜影的衰退越厉害。

3•黑度D

黑度D定义为照射光强Lo与穿过底片的透射光强L之比的常用对数值。

D=lg_L_

L

4.射线胶片的特性

（1）胶片特性曲线

I.增感型胶片特性曲线

a.本底灰雾度区Do。

b.曝光迟钝区AB,B称为阈值。

c.曝光不足区BC。

d.曝光正常区CD。

e.曝光过度区DE。

f.反转区EF，也称负感区。

II.非增感型胶片的特性曲线：

无明显的负感区，在常用的黑度范围内成“理。

（2）射线胶片特性参数

I.感光度（S）

以达到净黑度（不包括Do）为2.0时所用曝光量的倒数作为该胶片的感光度，即

对同一类型胶片来说，银盐粒度越粗，其S越高

II.灰雾度（Do）

未经曝光的胶片经显影和定影处理后也会有一定的黑度，

此黑度称为灰雾度（Do）。

灰雾度小于0.30时，对射线底片影像影响不大；灰雾度过大会损害影像对比度和清晰度，降低灵敏度。

III.梯度（G）

可用胶片特性曲线上一点切线的斜率表示.又称胶片反差

系数丫。

用特性曲线上两点的连线的斜率来表示平均梯度。

以特性曲线上底片净黑度1.5和3.5两点连线的斜率作为胶片的平均梯度。

增感型胶片（适宜与荧光增感屏联用的胶片）的G值在较低的黑度范围内，随黑度的增大而增大，但当黑度超过一定数值，黑度再增大，G值反而减小。

在射线照相应用范围内，非增感型胶片的G值随黑度的增大而增大。

IV.宽容度（L）

指胶片有效密度范围相对应的曝光范围。

在胶片特性曲线上，用与黑度为许用下限值和上限值（如

1.5和3.5）相应的相对曝光量的倍数表示，即：

L=10lgE2lgE1=E

El

梯度大的胶片宽容度小。

5.工业射线胶片系统的分类

所谓胶片系统是指包括射线胶片、增感屏（材质、厚度）和

冲洗条件（方式、配方、温度、时间）组合。

胶片分类所依据的成像特性,是指胶片的四个特征参数，即

D=2.0和D=4.0时的最小梯度Gmin,D=2.0时的最大颗粒度（e）max，及D=2.0时的最大梯度噪声比（Gle）max。

工业射线胶片系统的分类为T1、T2、T3、T4四个类型，T1、T2最大颗粒度较细，T3、T4最大颗粒度较细次之。

6.胶片的选用

（1）需要较高的射线照相质量，选用号数较小的胶片。

（2）需要缩短曝光时间，选用号数较大的胶片。

（3）工件厚度较小、工件材料等效系数较低或射源线质较硬时，选用号数较小的胶片。

（4）在工作环境温度较高时，宜选用抗潮性能较好的胶片，在工作环境比较干燥时，宜选用抗静电感光性能较好的胶片。

7.胶片的使用与保管

（1）不可接近氨、硫化氢、煤气、乙炔和酸等有害气体，否则会产生灰雾。

（2）裁片时不可取掉衬纸，以防划伤胶片.不要多层胶片同

时裁切，防止轧刀，擦伤胶片。

（3）装片和取片时，胶片与增感屏应避免摩擦，否则会擦伤，显影后底片上会产生黑线.还应避免胶片受压受曲受折，会在底片上出现新月形折痕。

4）开封后的胶片和装入暗袋的胶片要尽快使用，短时用不完时，应采取干燥措施。

（5）胶片应保存在适宜的温度（10〜15C）和湿度（55〜65%）环境中。

湿度高会使胶片与衬纸或增感屏粘在一起，空气过于干燥容易使胶片产生静电感光。

（6）胶片应远离热源和射线的影响，在暗室红灯下操作不宜距离过近，暴露时间不宜过长。

（7）胶片应竖放，避免受压。

四、射线照相辅助设备器材

常用的射线照相辅助设备器材黑度计（光学密度计）、增感

屏、像质计、暗袋、标记带（标记）、屏蔽铅板、中心指示器等。

1•增感屏

目前常用的增感屏有金属增感屏、荧光增感屏和金属荧光增感屏三种。

使用金属增感屏所得到的底片质量最好，金属荧光增感屏次之，荧光增感屏最差，但增感系数以荧光增感屏最高，金属增感屏最低。

在射线照相中，与胶片直接接触的金属增感屏有两个基本

效应:

（1）增感效应：

金属屏受到透射射线激发产生二次电子和射线，二次电子与射线能量很低，极易被胶片吸收，从而能增加对胶片的感光作用。

（2）吸收效应：

对频率较低的散射线有吸收作用，从而减少散射线引起的灰雾度，提高影像对比度。

2.像质计

像质计是用来检查和定量评价底片影像质量的工具。

又称为影响质量指示器，或简称透度计。

工业射线照相用的像质计有金属丝型、孔形和槽型三种。

金属丝的型像质计分为等差数列、等比数列、等径、单丝等几种形式。

通常使用的公比为1010系列像质计。