过程装备制造与检测-3无损检测

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1、第一篇过程装备的检测第四节无损检测定义:为了了解被检容器的材料、结构及其性质、状态、内部结构状况及材质内部的连续性而进行的不损害压力容器的各种检测方法。常用方法：射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤。第一篇过程装备的检测无损检测目的：（1）查出容器上实际存在缺陷的情况。（2）检查压力容器缺陷在使用过程中的扩展情况，从而可以判断该容器能否继续安全使用。（3）测量容器的缺陷，特别是超标缺陷的实际尺寸，如高度、长度、深度以及缺陷在容器上分布的位置、缺陷的埋藏深度、缺陷方向、形状和性质等，然后根据这些缺陷实际测得的数据，对容器强度进行校核及安全评定，最终提出该容器是否可以

2、继续使用的可靠结论。第一篇过程装备的检测4.1射线检测(RT）及缺陷等级评定目前射线检测主要有X射线检测、γ射线检测、高能X射线检测（能量在1MeV以上的X射线）和中子射线检测。常用的是X射线检测、γ射线检测两种。(一）X射线、γ射线的产生和性质（1）产生X射线主要是由X射线管产生，在真空玻璃外壳内的阴极（灯丝）和阳极（靶面）之间加上几十至几百千伏高电压，被加热的灯丝放出电子在高电压电场作用下，以极高的速度撞击到靶面，产生大量的热能和少量X射线能量。(2)连续X射线的波长在长波方向，理论上可以扩展到λ=∞；而在短波方向，实验证明具有最短波长λmin(见图6-28)，

3、且有（6-29）式中：U为X射线管的管电压，单位为kV。（3）X射线管的效率为（6-30）式中：Z为阳极的原子序数，对于钨靶Z=74；U为管电压，单位为kV；η0为常数，约等于1.0×10-6。η=η0ZU不同管电压下钨靶连续X射线第一篇过程装备的检测γ射线是由放射性同位素的核反应、核衰变或裂变放射出的。工业上广泛采用人工同位素产生γ射线，常用的放射性同位素有60Co钴、192Ir铱、137Cs铯等。γ射线是一种波长比X射线更短的射线，波长范围约为0.0003～0.1nm（见图），频率范围约为3×1012～1×1015MHz。由于γ射线的波长比X射线更短，所以具有更

4、大的穿透力。在无损检测中γ射线常被用来对厚度较大和大型整体工件进行射线照相。两者之间重要的不同点：γ射线源无论使用与否其能量都在自然地逐渐减弱。第一篇过程装备的检测（2）射线的性质X射线、γ射线同是电磁波，后者波长短、能量高、穿透能力大。两者性质相似。射线的主要性质如下：①不可见，直线传播。②不带电，不受电场、磁场影响。③能穿透可见光不能透过的物质，如金属材料。④与光波相同，有反射、折射、干涉现象。⑤能被传播物质衰减。⑥能使气体电离。⑦能使照相胶片感光，使某些物质产生荧光作用。⑧能产生生物效应，伤害、杀死生命细胞。第一篇过程装备的检测（二）射线检测的原理和准备（1）

5、射线检测的原理利用射线检测时，若被检工件内存在缺陷，缺陷与工件材料不同，其对射线的衰减程度不同，且透过厚度不同，透过后的射线强度则不同。如图所示，若射线原有强度为J0，透过工件和缺陷后的射线强度分别为Jδ和Jx，胶片接受的射线强度不同，冲洗后可明显地反映出黑度差部位，即能辨别出缺陷的形态、位置等。第一篇过程装备的检测透过后射线强度之比为Jx／Jδ=eμx式中μ…衰减系数；χ…透照方向上的缺陷尺寸；可见沿射线透照方向的缺陷尺寸χ越大，衰减系数μ越大，则有无缺陷处的强度差eμx越大，Jx／Jδ值越大，在胶片上的黑度差越大，越易发现缺陷所在。第一篇过程装备的检测（2）射线检

6、测的准备在射线检测之前，首先要了解被检工件的检测要求、验收标准，了解其结构特点、材质、制造工艺过程，结合实际条件选择合适的射线检测设备、附件，如射线源、胶片、增感屏、象质计等，为制定必要的检测工艺、方法做好准备工作。第一篇过程装备的检测①射线源的选择主要考虑容器的结构、材质、几何尺寸及容器安装位置等因素，同时要考虑射线照像的对比度和清晰度。在曝光时间许可的条件下，应尽可能采用较低的射线能量。例如:如课本图2-2所示:对于钢铁合金,厚度为8mm的材料，最高的X射线管电压约为140KV；厚度为20mm的材料最高X射线管电压则为280KV。对于γ射线，不同的射线源就有不同的

7、适宜范围（表2-1）。如同样是高灵敏度技术，60Co钴范围50～150mm、192Ir铱则为18～80mm。材料厚度与管电压的关系曲线第一篇过程装备的检测②胶片的选择a胶片组成：胶片主要由基片、感光乳胶层（感光药膜）、结合层（底膜）和保护层（保护膜）组成。基片：胶片的基体，由乙酸纤维组成，主要保证胶片的强度韧性，适于冲洗。厚度约0.25～0.30mm,占胶片的70％左右。感光乳剂层：其主要成分是溴化银微粒和明胶，两者组成悬浮体，两面各约厚10～20μm。原理是溴化银接受不同强度射线照射后析出多少不同的银，经过潜影、显影、定影处理在胶片上将显示出黑度不