无损检测毕业论文设计.docx
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无损检测毕业论文设计
分类号编号
XXXXX大学
毕业论文
XXXXXXX铸件γ射线检测
XXXXXXXXXXXXXcastinggammaraydetection
申请学位：
学士学位
院系：
环境与材料工程学院
专业：
材料科学与工程
某某：
XXXXXX
学号：
XXXXXXXXXXXX
指导教师：
XXXX〔教授〕
2014年5月09日
XXXX大学
XXXXXXX铸件γ射线检测
某某：
XXXXXX
导师：
XXXX（教授）
2014年5月09日
XXXX大学XXXX大学毕业论文〔设计〕任务书
院〔系〕：
环境与材料工程学院
某某
XXX
学号
XXXXXXXXXX
毕业届别
2014
专业
材料科学与工程
毕业论文〔设计〕题目
XXXXXX铸件γ射线检测
指导教师
XXX
学历
博士
职称
教授
所学专业
金属材料
具体要求（主要内容、根本要求、主要参考资料等）：
主要内容：
查阅文献了解无损检测技术与其γ射线的相关知识。
通过γ射线机对铸件电机座进展检测。
通过检测结果对铸件中的缺陷进展评定。
通过评定结果为公司提出建议以便其制定出保证产品质量，改良工艺，降低本钱的方案。
根本要求：
1.认真查阅论文相关资料，总结整理所需内容；
2.按时按规定完成开题报告、毕业论文初稿、毕业论文正稿
3.严格遵守学校、院系毕业论文写作组织纪律。
4.选题应符合专业要求，中心突出，内容充实，论据充分，论证有力，数据可靠，结构紧凑，层次清楚，图表清晰，格式规X。
主要参考资料：
[1]邵泽波编，无损检测技术/工人岗位培训实用技术读本，化学工业，2003年1月.
[2]强天鹏，射线检测，中国劳动社会保障，2007年04月.
[3]徐丽,刚铁,X明波,郭立伟，铸件缺陷无损检测方法的研究现状，某某工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室,某某工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室,国营159厂检验科,某某理工大学机械专科热处理系某某某某150001,某某某某150001,某某某某150000,某某某某150080，铸造2002年09期.
[4]李文炜，狄刚，X文佳，铸铁烘缸常见缺陷成因分析与在线检测[J]。
中国造纸，2012年03期.
[5]夏纪真主编,无损检测导论,某某大学,2010年01月.
进度安排：
1.第一阶段，承受论文任务，与时上网和去图书馆查阅相关资料，撰写文献综述，写出开题报告。
2.第二阶段，根据实际的研究内容开始现场实习工作。
3.第三阶段，理论联系实际着手准备论文。
4.第四阶段，整理论文、资料以与实验结论,总结出关于铸件γ射线检测研究情况，准备毕业辩论。
指导教师〔签字〕：
年月日
院〔系〕意见：
教学院长〔主任〕〔签字〕：
年月日
备注：
摘要
研究本课题的目的是应用无损检测技术，来探测肉眼无法看见的试件内部的缺陷;在对试件外表质量进展检验时，通过无损检测的方法可以探测出许多肉眼无法看见的细小缺陷。
在进展铸造工艺设计时，通过射线照相探测试件的缺陷发生情况，并据此改良冒口的位置，最终确定适宜的铸造工艺。
对铸件进展机械加工，有时不允许的机加工后的外表出现的夹渣、气孔、裂纹等缺陷，选择在机加工前对要进展加工的部位进展无损检测，对发现缺陷的产品就不再加工，从而降低废品率，节省机加工本钱。
本文简单的介绍了射线检测的开展史,主要阐述γ射线的检测原理,根据铸件厚度制定探伤检测的参数,然后根据γ射线探伤设备对待检件进展透照.依据无损检测暗室的洗片要求洗片,通过已处理过的胶片对缺陷进展评定,根据缺陷的性质判断检件的质量.最后根据无损检测相关检测标准（GB5677-1985）,编写检测工艺卡.当然射线的防护工作也是必不可少的,有关射线的防护知识必须了解.
关键字：
射线检测;γ射线探伤;无损检测;缺陷评定;射线防护
Abstract
Researchpurposeofthistopicistheapplicationofnondestructivetestingtechnology,canbedetectedbythenakedeyecannotseethespecimeninteriordefects;Onthespecimensurfacequalityinspection,throughnondestructivetestingmethodcandetectmanyvisibletothenakedeyeitisdifficulttoseethetinyflaws.Inthecastingprocessdesign,throughtheradiographicdetectionofdefectsofthespecimens,andaccordinglyimprovethelocationoftheriser,eventuallydetermineappropriatecastingprocess.Tomachiningofcastings,sometimesnotallowedaftermachiningsurfacedefectssuchasslaginclusion,porosity,crack,choosetocarryontheprocessingofpartsbeforemachiningfornondestructivetesting,isnolongerfounddefectiveproductsprocessing,soastoreducetherejectionrate,savethemachiningcost.
Inthispaper,thehistoryofsimpleraydetectionareintroducedmainlyinthispaper,thedetectionprincipleofgammarays,accordingtothethicknessofthecastingflawdetectionofsettingparameter,thenaccordingtothegammaraydetectiondeviceofinfluenzavirusatransillumination.Accordancewiththerequirementsofnondestructivetestingofdarkroomwashpiecewashing,throughhasdefectsontheprocessedfilm,accordingtothenatureofthedefectjudgmentofinspectionquality.Accordingtothenondestructivetestingrelatedtestingstandard（GB5677-1985）,writtentestprocesscard.Radiationprotectionworkisofcourseessential,mustknowaboutradiationprotectionknowledge.
Keywords:
Raydetection;Gammaraydetection;Nondestructivetesting;Defectevaluation;Radiationprotection
1绪论
1.1无损检测技术的介绍与开展
USA材料实验协会〔AmericanSocietyofTestingMaterials，ASTM〕在StandardTerminologyforNonde-structiveExaminations中，将无损检测定义为：
在不损伤、不改变其后续完整性和适用性的条件下，对被检测对象的内部与其外表的结构、性质和状态进展有效的检测；评定某些材料的连续性、完整性、安全性；以与其它性能指标。
它的根本过程是应用无损探伤检测技术，来确定检测的材料或工件为伪缺陷、相关缺陷或者非相关缺陷，最后再来评定确定该材料或构件是否符合规定的相关标准。
无损检测可以归结为两方面的意义：
⑴无损检测〔简称NDT〕是指对某种材料或一些工件进展特定的检测来确定该材料或工件的内部结构、是否有缺陷以与缺陷的性质、形状、大小、位置等信息并且不会给被检测的工件带来损伤；⑵无损评价〔简称NDE〕是根据相关的规定，借助它的检测、度量、试验、计算以与模拟等手段，对被评测的对象固有的属性、功能、状态、潜力以与趋势等做出系统、准确的综合评价。
它的综合技术难度、预见性、复杂准确程度与其公正公平性、安全向导性都远远的超过了无损检测。
无损评价需要根据无损探伤检测为根底，但是却超越了无损探伤的X畴。
到现在，无损探伤和无损评价已经广泛应用在材料的研究和构件的制备，并且延伸到它的应用，以与横跨了它的整个使用周期。
根据USA国家宇航局调查研究明确，无损探伤检测方法大约分为六个大类70余种。
现在在实际应用中一般有以下几种检测方法：
⑴射线检测〔简称为RT〕⑵渗透检验〔简称为PT〕⑶超声检测〔简称为UT〕⑶射线检测〔简称为RT〕⑷涡流检测〔简称为ET〕⑸磁粉检测〔简称为MT〕
无损检测技术，已经从最原始的探伤胶片照相检测，经过了一百多年的开展与应用，到目前已经成为集电子信息技术，包括无损探伤照相技术、射线即时成像检测和射线层析检测等很多种混合应用的无损检测技术。
因为这种技术拥有可以自己监控、自我检测工作质量和正确的检测技术等特性，已经成为现在质检界广泛应用的射线探伤技术。
射线检测技术的应用：
射线探伤检测技术是应用特定的射线（X射线、γ射线、中子射线等）穿透，通过某些材料或成型的工件时的射线强度衰减,检测它的内部或外表结构不连续性的检测技术。
穿透材料或通过工件的射线因为强度的不同在特定的射线胶片上的感光程度也有一定的不同,因此可以生成内部或外表不连续的图像。
（1）早期使用在石油工业.分析钻井岩芯。
（2）在航空航天工业中用于检测与评定复合材料和复合结构。
评定和检测一些复合件的制造过程。
也会应用于一些特殊情况下的工件的检测，这样的检测方法与评定过程,大大降低了样本被破坏的分析过程。
（3）应用于大型固体火箭的发动机的性能检测,这样的系统必然使用电子直线加速器X射线源进展射线检测,能量应该高达25MeV,可以检验的直径可以达到三米的大型同体火箭发动机。
（4）可以检测特小型的、很复杂的、超精细的铸造件和锻造件,进展铸造件和锻造件测缺陷检测和尺寸测量。
（5）用来检测工程陶瓷和粉末，以与检测冶金产品制造过程中发生的材料或成分变化,特别是对高强度、形状复杂的产品的检测。
（6）组件结构检查。
1.2射线检测的目的与意义
通过对产品内部缺陷进展检测对产品从以下方面进展改良：
1、改良制造工艺；
2、降低制造本钱；
3、提高产品的可靠性；
4、保证设备的安全运行。
2γ射线检测
γ射线的介绍
γ射线的产生与定义
射线是在1900年，由法国物理学家维拉德（Paul Villard，1860—1934）发现的。
当时他正在研究阴极射线的反射、折射性质，想要将含有镭的氯化钡拿来做实验，试试看有没有类似的折射、反射性质。
他就是在这个研究中，发现了γ射线。
维拉德把镭放射源放在了铅管中，他在铅管的一边打开一个宽六毫米的长方口，把一束射线放出来，经过磁场，然后用照片记录它的轨迹。
要拍的照片得包在几层黑纸里，前面还要用一X铝箔挡着它，这样β射线肯定会被偏折，剩下的射线只有α射线，因为α射线不能穿透。
但是拍的胶片记录的轨迹，除了有β射线的轨迹在预期的偏角出现外，却仍然记录到了轨迹在无偏角的方向上出现。
即使加上0.2mm的铅箔板仍然能穿透。
很显然，这些并不是α射线。
于是维拉德写道：
上述事实得出以下结论，在由镭元素发出的不受偏折的辐射射线，一定含有穿透能力非常强的辐射射线。
并且可以穿透金属箔片，用照相法显示出来。
后来，卢瑟福把这一个贯穿力与其强的辐射称为γ射线。
γ射线的产生伽马射线是放射性同位素经过衰变后从原子核内发出的。
在放射性同位素，当原子核经过α衰变或β衰变后，它的子核一般处于激发态。
处在激发态的原子核不是稳态的，它就会从激发态向稳态过度。
这种能量跃迁发射光子，由于核外电子跃迁放出光子的能量很高，称它们为γ光子跃迁或γ射线。
2.1.2射线检测的根本原理
无损射线探伤照相方法是利用射线等物质在本身的密度不同以与厚度不同时对射线的衰减度有所不同。
如果工件外表区域存在缺陷或某些结构有所差异，它就会造成对射线的衰减程度不同，这样就会是各个部位透射的射线量各不一样，从而使工件对应的底片感光效果不同的原理，实现对材料或工件外表和内部质量的照相探伤。
当伽马射线穿过密度较大的工件时，如金属或非金属材料的缺陷时，当伽马射线被吸收的多透过的就少，射线衰减的程度大，底片就会感光轻；当伽马射线穿过密度小的物质〔空气〕时，被吸收的射线少，它的衰减就会小，底片感光重。
这样就得到呈现工件内部缺陷的射线底片。
伽马射线对缺陷的检测能力，与缺陷在射线透照方向上的大小、它的线衰减系数与工件的线衰减系数的区别、散射线的控制程度等相关。
当这些地方具备一定的数值时，如此缺陷将出现一些特定的物体比照度，缺陷就可以被射线检测出来。
2.1.3射线探伤设备的结构与其分类
γ射线探伤设备的结构：
γ射线探伤设备大体上可以由五局部组成：
源组件、γ探伤机机体、驱动机构〔自动和手动〕、输源管和附件。
⑴源组件:
源组件由放射性元素的物质、外包壳和辫子组成。
放射性元素物质装入源包壳内，包壳制成内外两层，里层是铝制包壳，外层是不锈钢制作的包壳，并且通过等离子焊封口。
源包壳可以防止放射性污染的扩散。
⑵探伤机机体γ射线机机体最主要的局部是屏蔽容器，它的内部通道设计有“S〞形弯通道型和直通道型两种。
⑶驱动机构：
驱动机构是一套用来将放射源从机体的屏蔽储藏位置驱动到曝光焦点位置，并能将放射源收回到机体内的装置。
图2-1自动驱动机构
Figure2-1Automaticdrivemechanism
图2-2手动驱动机构
Figure2-2Mannaldrivemechanism
⑷输源管：
也称源导管，由一根或多根软导管连接一个一头封闭的包塑不锈钢软管制成，其用途是束缚住源辫子始终在管内移动，其根据不同工件需要可以随意增减长度，使用时开口的一端接到探伤γ源输出口，封闭的另一头放在曝光焦点位置。
图2-3输源管
Figure2-3Inputsourcetube
⑸附件为了γ射线探伤设备的使用安全和操作方便，一般都配套一些设备附件。
常用附件包括：
各种专用准直器、警示牌、γ射线监测仪、个人剂量计与音响报警器、各种定位架、警示绳、专用曝光计算尺、换源器。
γ射线探伤设备的分类：
1、按所装放的同位素不同:
1）Co60γ射线探伤机
（2）Tm170γ射线探伤机（3）Ir192γ射线探伤机（4）Yb169γ射线探伤机（5）Cs137γ射线探伤机（6）Se75γ射线探伤机。
2、按机体结构分类:
直通道形式和“S〞通道形式。
3、按使用方式:
1）便携式〔一人可使用〕
（2）移动式〔可以动的手提式〕（3）固定式〔固定在某特定区域或设施上〕。
2.1.4检测方法
图2-4检测方法分类
Figure2-4 detectionmethodof category
铸件的透照方式也是采用以上几种
2.2检测局部
2.2.1探伤室简介
探伤室的总布置
探伤室总的占地面积一般约为70㎡，一层的独立房间。
探伤室布置有曝光室和各种工作区域，其中曝光室室内长一般为7米，宽为6米，高一般为5米，还建有防护大门，用作检测工件的进出。
防护门外层为钢质结构内部加有足够厚的铅板，曝光室和操纵室之间使用的是迷宫式挡墙〔下面有介绍〕，可以正常使工作人员在曝光室和操纵室之间通行。
总布置图如下：
图2-5探伤室总布置图
Figure2-5Layout inspection
探伤室设计的要求
（1）选址：
探伤室应该建设在工作人员极少的地方，最好单独建成一座。
如果条件达不到要求，要建在楼房的最下面一层，就必须把房顶建造的符合辐射防护规定。
（2）探伤室的长、宽、高要求
一般探伤室的长度、宽度、高度应根据被检测的工件的大小，射线机设备的形状、尺寸与其移动位置而定，既要确保工件的进出与足够的移动位置，又要有充足的空间保证空气清新。
因此管电流10mA以下的X射线机探伤室的高度不能小于4m，长度不小于6米，宽度不小于5米；γ射线要更大一些。
（3）从操纵室进入曝光室的小门必须采用迷官式遮裆墙，并且小门采用钢板与铅板的组合。
迷宫式遮挡墙可以保护工作人员不受辐射，示意图如如下图2-3
图2-6迷宫式挡墙
Figure2-6Labyrinthtype retainingwall
（4）曝光室的防护大门通常是外部采用钢板，内部采用铅板，上面有辐射检测仪，由于特别笨重，上下端都增加上滑轮，使用时用电机带动运行。
如如下图所示图
图2-7曝光室防护门
Figure2-7Theexposurechamber door
（5）防护门的尺寸比例应该比墙壁上的孔洞大，其重叠局部通常不少于防护门与墙面之宽度的15倍，通常不小于15cm。
此外，特别要注意门的下边要低于地面10cm~15cm，防止射线从防护门的下面溢出。
同时门的轨道要安装好，防止工件进出时出现问题。
（6）探伤室的防护墙建造成钢筋混凝土，材料的质量必须满足有关规定。
施工时，必须一次性浇注水泥完成，而且要用振荡器永不停歇的振荡，这样预防气孔出现。
（7）通风要求：
曝光室内不能安装自然通风窗，室内的空气全靠机械抽风。
排风口可安装在屋顶，这样可以保证探伤室的空气质量，排风设备应该设定为每天换气3—4次.
（8）探伤室对温度、光线，湿度与地面质量要求：
探伤室内各个工作区域，对温度、光源、湿度与地面的要求各有不同，详见表2-1。
表2-1探伤室对温度，光线、湿度与地面的要求
Table2-1Inspectionroomforheating,lighting,humidityandtherequirementsoftheground
工作场所
取暖〔℃〕
相对湿度
采光等级
采光质量
要求
地面面层
材料
地面性能
要求
操纵室
16
60~70
Ⅱ
无反射光
水泥、水磨石
曝光室
15~78
60~70
各种光线
防漏射
水磨石，砖、塑料无釉瓷砖
无缝隙易冲洗
暗室
16
70~80
人工光线
防漏射
水磨石、水泥
耐腐蚀
2.2.2探伤检测条件
1、检件名称：
电机座〔见图2-5〕2、射线机的选择:
Ir192〔见图2-6〕
图2-8电机座
Figure2-8Themotorseat
图2-9Ir192射线机设备
Figure2-9Ir192ray machine
3、胶片的选择:
AgfaD7
射线胶片的构造与特点
射线胶片和普通的感光胶片有很大的区别，普通的感光胶片只有一层感光药膜粘接在片基的一面，而在片基的另一面涂布的是反光膜。
射线胶片在胶片片基的两面均涂布感光药膜。
目的是增加卤化银含量并且可以使胶片吸收比拟多的穿透能力极强的X射线和γ射线。
可以达到增加胶片的感光速度的目的，同时还可以增加底片的黑度。
射线底片结构如图3-2所示
图2-10射线胶片构造
Figure2-10X-rayfilm structure
1—片基2—结合层3—乳剂层4—保护层
⑴片基：
片基是感光药膜的支持体，在胶片中起支撑作用，它的厚约为0.175～0.20mm，一般是用醋酸纤维或涤纶材料制作。
⑵结合层：
其作用是把感光药膜和片基严密的粘贴在一起，防止感光药膜在胶片的冲洗时从片基上掉下来。
结合层都是明胶、水、外表活性剂又称为润湿剂、防静电剂四种成分组成。
⑶感光乳剂层：
感光药膜的每层约厚10～20µm，一般是用在明胶中参加少量的AgBr的混合体组成。
乳剂中参加少量的碘化银，可改善感光性能.碘化银的含量一般按物质的量计算，通常不大于百分之五卤化银颗粒大小一般为1～5µm。
此外乳化剂中还会添点防灰雾剂和其他的一些稳定剂和坚膜剂。
⑷保护层：
保护层是一层厚度1～2µm、涂在感光药膜上的透明胶质，可以用来防止感光药膜受到污损和摩擦。
其主要成分是明胶、坚膜剂又称为甲苯与盐酸萘的衍生物、防腐剂一般为苯酚和防静电剂这四种成分。
实际上为防止胶片粘连，有时在感光药膜上还涂上毛面剂。
胶片的选用
胶片的选用，应根据无损探伤技术要求与射线的种类、性质、工件的厚度、材料类别等条件综合考虑，一般来说：
如果按像质计要求精度来选用胶片，当需求射线照相要求很高是，如此必须应用梯噪比拟大的胶片。
反之，如此使用梯噪比拟小的胶片。
在像质计达到规定的要求时，如果想把曝光时间减少，一般如此应用梯噪比拟小的胶片。
工件比拟薄、工件材料等系数较低或γ源的活度较高时，可使用梯噪比拟大的胶片。
如果工作地点的温度很高，我们就应该使用抗潮性好的胶片。
如果有时工作的地方比拟枯燥，如此一般使用抗静电比拟强的胶片。
4、增感屏的规格:
铅箔增感屏5、像质计:
钢质像质计。
2.2.3检测技术参数选择
表2-2照片受照计量和底片黑度对应表
Table2-2Photo exposure metering and filmdensity correspondingtable
胶片种类
黑度
AgfaD7
AgfaD5
某某V
表2-3Ir192透照厚度-n,T1/2对照表
Table2-3Ir192 radiographicthickness -n, T1/2 control table
透照厚度-n,T1/2
透照厚度（mm）
10
20
30
40
50
60
n
T1/2（mm）
×1012×10-16×10-4c/kg（6）、散射比n和半价层T1/2由表2-2得:
n=1.21T1/2
将上述数据代入t=（PR22﹠/T1/2）/[AKr（1+n）]
求得曝光时间t=（PR22﹠/T1/2）/[AKr（1+n）]
×10-4×2×2×1012××10-16×（1+n）]
=0.1552（h）
×10-7C/（kg.h）,测安全距离为:
Rx=[（AKr/P）（1/2﹠0/T1/2）]1/2
×1012××10-16/×10-7）/（1/2）]1/2
=36.61（m）
2.2.4检测流程与须知事项
检测流程介绍与须知事项：
⑴无损探伤室只承受甲方的质检部直接委托，必须甲方质检部给出相关委托申请书。
最后进展无
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