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[分享] 射线源的选择

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发表于 2016-9-21 17:19:02 | 显示全部楼层 |阅读模式

      射线检测,作为无损检测五大常规检测方法的一种,技术越来越先进,应用也越来越广泛。目前用来探测材料内部缺陷的射线主要有X射线、γ射线和中子射线。其中X射线和γ射线是工业射线检测的主要手段,而中子射线由于本身的特点,只能适用于一些特殊材料和场合。一般在射线检测中选择X射线能够实现的检测就不选择γ射线,因为γ射线不管是在使用和保存上都不如X射线。

      选择合适的射线源不但可以提高射线检测的效率,还可以提高底片成像质量,方便检测人员对缺陷做出准确的判断。

      到底要怎样选择射线源呢?

  可以从以下四个方面进行考虑

    1.选择射线源的首要因素是射线源所发出的射线对被检试件具有足够的穿透力。
     对X射线来说,穿透力取决于管电压。管电压越高则射线的质越硬,在试件中的衰减系数越小,穿透厚度越大。对γ射线来说,穿透力则取决于放射源种类。

      2.选择射线源时,还必须注意X射线和γ射线的照相灵敏度差异。
    由有关定理可知,对比度、不清晰度、颗粒度是影响射线照相影像质量的三大基本参数。实验表明,在40mm以下的钢度厚,用Ir192透照所得射线底片的对比度不如X射线底片。以25mm钢厚度为例,前者的对比度大约比后者要低40%。对比度自然影响到像质计灵敏度,因此,40mm以下钢厚度用Ir192γ射线透照所得像质计灵敏度不如X射线所得像质计灵敏度。但对40mm以上钢厚度,则两者的像质计灵敏度值大致相同。

      3.除了穿透力和灵敏度外,两类设备的不同特点也是需要考虑的因素:

     (1)X射线机的特点
       1)体积较大,以便携式、移动式、固定式依次增大。
       2)基本费用和维修费用均较大。
       3)能检查40mm以上钢厚度的大型X射线机,成本很高,其发展倾向为移动式而非便携式。
       4)X射线能量可改变,因此,对各种厚度的试件均可使用最适宜的能量。
       5)X射线机电源可用开关切断,故较易实施射线防护。
       6)曝光时间一般为几分钟。
       7)所有X射线机均需电源,有些还需有水源。

    (2)γ射线的特点
       1)射线曝光头尺寸小,可用于X射线机管头无法接近的现场。
       2)不需要电源或水源。
       3)运行费用低。
       4)曝光时间长,通常需几十分钟,甚至几小时。
       5)对薄钢试件(如5mm以下),只有选择合适的放射性同位素(如Yb169,Tm170)才能获得较高的探伤灵敏度。

      4.最后还要考虑工作条件的影响,包括检测环境和被检对象。
      1)检测环境的限制,比如野外无水无电的检测环境,只能选择γ射线源进行射线检测。
      2)检测对象的考虑,需要环向或者全景曝光时,比如球罐的焊缝检测,选择γ射线源可以实现一次曝光就能对所有焊缝就行检测,相比X射线检测有着很大的检测优势。


       综合上述各个因素,可列举出一些选择放射源的原则:
     (1)对轻质合金和低密度材料,国内使用Yb169,Tm170γ射线源很少,最常用的射线源实际上是X射线。
     (2)同样,要透照厚度小于5mm的钢(铁素体钢或钢合金钢),除非允许较低的探伤灵敏度,也要选用X射线。
     (3)如果对大批量的工件实施射线照相,还是用X射线为好,因为曝光时间较短。
     (4)对厚度大于150mm的钢,即使用最大的γ射源,曝光时间也是很长的,如工件批量大,宜用兆伏级高能X射线。
     (5)对厚度为50~150mm的钢,如果使用正确的方法,用X射线和γ射线可得到几乎相同的像质计灵敏度,但裂纹检出率还是有差异的。   
     (6)对厚度为50~150mm的钢,用X射线总可以获得较高的灵敏度,γ射线源的选用则应根据具体厚度和所要求的探伤灵敏度,选择Ir192或Se75,并应考虑配合适当的胶片类别。
     (7)对某些条件困难的现场透照工作,体积庞大的X射线机使用不方便可能成为主要问题。
     (8)只要与容器直径有关的焦距能够满足几何不清晰度的要求,环形焊缝的透照应尽量选用圆锥靶周向X射线机作内透中心法垂直全周向曝光,以提高功效和影像质量。对直径较小的锅炉联箱管或其他管道焊缝,也可选用小焦点(0.5mm)的棒阳极X射线管或小焦点(0.5~1mm)γ射线源作360°周向曝光。
     (9)选用平面靶周向X射线机对环焊缝作内透中心法倾斜全周向曝光时,必须考虑射线倾斜角度对焊缝中纵向面状缺陷的检出影响。

       由上可知,我们在选择射线源的时候要充分考虑射线源发出的射线对被检试件的穿透力、X射线和γ射线的照相灵敏度差异、两类设备各自的特点以及检测条件,才能选出最适宜的射线源。  

希望以上图文信息能帮助您解决在射线检测中选择射线源的问题,无损检测设备网还会为您提供更多无损检测的小知识。


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