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更新时间:2026-04-03
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射线照相是指用X射线或γ射线穿透材料或工件,通过胶片记录内部缺陷影像的无损检测技术,其原理基于射线在物质中的衰减差异,通过底片光学密度变化判断缺陷存在。该方法分为A级和B级技术级别,适用材料包括钢、钛、铜、铝等,最大检测厚度可达400毫米
2010年后,数字射线成像技术逐步替代传统胶片工艺[3][5]。数字射线照相技术用数字探测器取代胶片,实现即时图像采集和分析[14]。
射线检测是目前五种常规无损检测方法(RT、UT、MT、PT、ET)之一
。射线照相是指用X射线γ射线来检测材料和工件、并以射线照相胶片作为记录介质和显示方法的一种无损检测方法,根据射线产生方式不同,主要包括X射线照相、伽玛射线照相和高能射线]
,射线穿过材料或工件时,在缺陷部位与正常区域感光不同,从而生成显示内部不连续的图像,通过底片光学密度变化判断缺陷婆狱几存在
射线检测对体积型缺陷(如气孔、夹渣)检出灵敏度高,且泪拘糠抹对缺陷的定性、定量、定位准确,应用广泛。其优点是结果直观、可永久记录;缺点是对裂纹等面积型缺陷可能漏检、通常要求构件两侧可达、有辐射安全限制、检测速度较慢且成本较高
随着技术发展,数字射线成像技术(如CR、DR)正逐渐改变工作流程,它用数字探测器取代胶片,实现了即时图像采集和分析,在效率、成本和图像处理方面具有优势
X射线和γ射线都是电磁波。X射线和γ射线具有众多与众不同的特性,如:折射系晚精汽数接近于1,几乎无折射;穿透能力强;仅在晶体光栅中才产生干涉和衍射现象;与某些物质会发生电离作用、荧光作用、热作用和光化学作用;较易衰减,并对不同物质和密度,衰减系数明显不同;易杀伤生物细胞,破坏生物组织等。
X射线是高速带电粒子撞击金属时,在金属原子核的库仑场作用下急剧减速而伴随发射的一种辐射。利用此原理制成的X射线管和加速器,就可以生产出射线照相检测用的X射线和高能X射线 Mev 以上)。X射线的强度与X射线管的管电压(kV)有关,管电压越大,X射线的强度就越大,其穿透能力也就越强。加速器的情况亦如此。简而言之,X射线的强度是可以控制的。
γ射线是放射性同位素自发衰变而伴随发射的一种辐射。射线照相检测用的伽玛射线(Ir-192)、铥 170(Tm-170)等放射性同位素源。伽玛射线的强度与放射性同位素源的体积有关,源体积越大,伽玛射线的强度就越大,其穿透能力也就越强。由于放射性同位素源的体积是随衰变而变化的,因此,伽玛射线的强度是不能控制的。
通常,射线照相检测的过程是:由X射线管、加速器或放射性同位素源发射出X射线或伽玛射线;射线透射进入并穿越被检材料或工件;穿越而出的射线随后与放置于被检材料和工件后的射线照相胶片发生光化学作用(即胶片感光);然后将已感光的射线照相胶片进行处理,得到一张以不同光学密度(图像)的方式记录和显示被检材料和工件内部质量密度的射线照相底片;跨拘霸最后,通过对射线照相底片进行观察,来分析和评价被检材料或工件的内部质量。
射线照相灵敏度分为A级(普通灵敏度级,KA≤2.0%)垫兵腊和B级(高灵敏度级,KB≤1.5%)
。灵敏度是衡量射线底片是否能检出缺陷的重要指标,通常采用金属丝像质计进行检验
。底片黑度是射线照相影像质量的最基础参数,标准规定了底片黑度的下限值(如A级1.0~3.5,B级1.5~3.5)
。对于数字图像,其质量(灵敏度)受图像对比度、不清晰度和像素值三大因素影响。对比度描述图像相邻区域灰度的差异程度,受射线质、散射线控制等影响。不清晰度与几何不清晰度(Ug)、系统固有不清晰度(Ui)有关
该技术对体积型缺陷(如气孔、夹渣)检出率高,对面积型缺陷(如裂纹)检出受角度影响。可获得缺陷直观图像,定位准确,结果可长期保存
数字图像质量可通过提高系统配置、图像动态范围,降低噪声,减少散射线和过滤硬射线]
射线检测是目前五种常规无损检测方法之一,射线照相作为一种无损检测方法,其应用极为广泛
。数字射线照相技术使用平板探测器等数字成像器取代传统胶片,将射线信号直接转换为数字图像
。这一变革显著提高了检测效率,减少了化学处理环节和物理存储需求,并支持远程协作与实时分析。自1990年代起,计算机射线照相(CR)和直接射线成像(DR)等技术逐渐发展并应用于工业无损检测领域
。工业领域的数字射线年,Harold Berger提出了未来重点应用的技术方向,如数字X射线实时检测系统、计算机化的射线检测系统、小型CT系统等
计算机射线成像(CR)和直接射线成像(DR)技术改变了现场检测工作流程。数字化转型带来了更快速的检查和决策、通过减少材料和仓储成本来降低长期成本、提升图像质量和一致性等优势
GB/T 5677-85《铸钢件射线照相及底片等级分类方法》国家标准规定了厚度为5~300mm铸钢件的X射线、γ射线照相方法及射线底片等级分类方法。射线照相灵敏度分为A级(普通灵敏度级)和B级(高灵敏度级),并详细规定了射线源选择、胶片选择、增感屏使用、透照布置等要求。该标准由中华人民共和国机械工业部提出,1986-09-01实施
射线底片评定需注意深孔、针孔、叠孔、链孔、焊瘤、垫板熔渣、衍射斑纹、小径管椭圆成像等特定影像的辨识与处理。这些缺陷在承压设备焊接接头中具有危害性,评定需依据相关标准并结合经验
数字图像质量评价涉及灵敏度、分辨率、信噪比等指标,灵敏度受图像对比度、不清晰度和像素值影响。系统分辨率应≥3.0 LP/mm(根据国家标准),信噪比应不低于65dB。提高图像质量的途径包括增加曝光量、提高动态范围、降低噪声等
X射线年,在伦琴宣布新发现后不到两个月时间,英伦敦的康倍尔·斯温顿首先用X射线透检金属发现了内部缺陷。同年,美国耶鲁大学的赖特也用X射线nm的钢焊缝,成功地检出了焊接缺陷;德国则对海底电缆拍出了射线底片。当时所用的X射线管都是冷阴极式的所谓克鲁克斯管。这是用泵将内部抽成低压的玻璃泡,有两个电极,通过感应线圈施加有限的高电压,故穿透力很小。1908年康倍尔讨论了用X射线打出的电子来成像的可能性,墨辛第尔拍出了蛙腿动作的射线活动影片,原片仍然还保存着。
1913年, 美国威廉·柯立奇宣布发现了一种新型X射线管(称为柯立奇管,即热阴极电子射线管) 。同一年,盖特真空泵出现,射线年美纽约通用电气公司研究所(柯立奇管发明地)尝试用增感胶片+荧光增感屏透照板厚12.7nm的氧乙炔气焊焊缝,在底片上发现了未熔合、未焊透和气孔等缺陷。射线照相作为质量评价手段,初露锋芒,为焊接方法、技术的发展起了推波助澜作用。
1932年,美国在市场上又推出了一种新的柯立奇管,能在300kV、20mA下连续工作。1933年英国制成了400kV、20mA的射线机,这使常规用变压器加速电子的X射线机,在使用两种增感方式———铅箔增感和荧光增感时,对钢能分别获得75mm和110mm的穿透力。
工业射线年。此年,美国通用电气公司推出第一代工业用超高能X射线MV共振式变压器配以多电极射线MV机,其中一台装在武尔威奇,一直运转到1979年。连续使用36年间,射线管只更换了一次。跨国的巴勃考克-威尔考克斯公司在英只有2MV机,而40-50台兆伏设备则装在美国。1941年凯斯特研制出第一代电子回旋加速器(简称“回加”),其中一台于次年供给英武尔威奇作实验。此机能在4.5MeV下工作,但X射线输出甚小。过后不久,美国和瑞典又制成更大功率的“回加”,其中有些就用于工业射线年代初,范德格拉夫研制出静电起电加速器(简称“静加”),其中有很多台在美国用于射线照相,而英国只有几台。与此同时,美瓦里安公司和英地那米克斯公司推出1-25MeV的电子直线加速器(简称“直加”),因X射线输出较强,使“回加”逐渐被淘汰。大多数是固定式的,也有便携式的 。
说起γ射线照相,就要从γ射线的发现开始说起。就在X射线个星期,法物理学家亨利·贝克勒尔, 发现某些重元素会放出有穿透力的射线。起先他在实验室里研究铀盐的化学特性时,对放在抽斗里的感光材料会发灰总是感到困惑不解。他曾参加了“伦琴射线”的验证,并用荧光物质重复了伦琴的实验。他发现放在此荧光屏附近的照相感光板会产生灰雾,即使伦琴射线切断亦然。最后他确信了我们称之为放射性的事实。此发现直接触发了居里夫妇的研究和镭的发现。贝克勒尔很快认识到,由铀盐放出的射线具有伦琴发现的X射线相同的物理性质和类似特性。据悉,贝克勒尔曾用 射线拍了铝质徽章的射线底片,而居里夫人则透照了她的一个钱包,随后30年间,对γ射线的发现基本上没有作新的探索,可能是因为自然界中的镭只能少量获得。
第一篇有关γ射线进行工业射线年由帕依龙和拉卜特发表的,检测对象是有损伤的汽轮机铸件。1929-1930年,英、美、法、德的射线检测工作者差不多是在同时分别用镭源对大厚度的铸钢件和焊缝进行γ射线照相检验,并公布了实验结果。英武尔威奇使用的是装在管中的242mg镭盐源,其有效直径3.5mm,长14mm。那时镭的代价是每mg10英磅,这样一个源在当时可谓是天价。曝光时间通常至少1小时。1938年武尔威奇拥有3个镭源。据称,1940年美海军部拥有11个镭源,总重2.8g。1941年美国镭和X射线学会成立,其主要目的是交流有关工业射线照相的信息。后来此社团改名为美国无损检测学会。1952-1953年,当英哈威尔原子能研究中心 推出人造放射性同位素源时,氡源制造厂即告倒闭。
20世纪50年代,伴随着人造放射源的出现,工业射线照相技术得到了长足的发展,各个公司分别寻找不同的放射源用于射线照相检测技术。γ射线可用于X射线无法透照或透照不经济的部位。尽管其透照质量难得如X射线底片一样好,但有许多应用仍被认可。
[2]五种无损检测技术的主要应用、原理和特点,一起了解!.腾讯网.2023-07-10
[3]智能护盾上线!数字射线技术为核电安全检测加“Buff”.知乎.2025-04-07
[4]X射线照相检测的概述.深圳市美信检测技术有限公司.2015-04-09
[5]智能护盾上线!数字射线技术为核电安全检测加“Buff”.知乎.2025-04-07
[10]【知识】金属材料常用的腐蚀检测方法汇总.中国腐蚀与防护网.2022-06-14
[12]影响射线照相质量的因素分析.万方数据知识服务平台.2025-08-06
[13]GB/T 5677-85铸钢件射线照相及底片等级分类方法.上海高致精密仪器有限公司.2026-02-09
[14]射线检测数字化转型 数字成像 vs 胶片成像的效率与未来趋势.贝克休斯维睿泰网站.2025-10-19