利用具有高穿透能力的電磁輻射 X射線和γ射線,在不破壞受檢材料的情況下,對其內部品質進行檢查的一種無損檢測方法。

  射線檢驗是應用較早的材料檢測方法之一。1896年,即德國物理學傢倫琴(W.K.Röntgen)發現Χ射線的第二年,英國的霍爾-愛德華茲(Hall-EdWards)和拉德克利夫(Radcliffe)便把 X射線用於醫療診斷;不久他又將X射線用於檢查金屬中缺陷。γ射線檢驗始於1925年,當時,皮隆(H.Pilonn)和拉博德(M.A.Laborde)用鐳對蒸汽機進行射線檢查。1948年以後,由於人工放射性同位素的出現,γ射線檢驗的應用日趨廣泛。

  檢驗原理 X和γ射線的波長短,能夠穿過一定厚度的物質,並且在穿透的過程中與物質中的原子發生相互作用。這種相互作用引起輻射強度的衰減,衰減的程度又同受檢材料的厚度、密度和化學成分有關。因此,當材料內部存在某種缺陷而使其局部的有效厚度、密度和化學成分改變時,就會在缺陷處和周圍區域之間引起射線強度衰減的差異。如果用適當介質將這種差異記錄或顯示出來,就可據以評價受檢材料的內部質量。

  X射線檢驗和γ射線檢驗,基本原理和檢驗方法無原則區別,不同的隻是射線源的獲得方式。X射線源是由各種X射線機、電子感應加速器和直線加速器構成的從低能(幾千電子伏)到高能(幾十兆電子伏)的系列,可以檢查厚至600mm的鋼材。γ射線是放射性同位素在衰變過程中輻射出來的。常用的γ射線源及其主要特性見表。

常用的γ射線源及其主要特性

  檢驗方法 射線檢驗因記錄或顯示介質的不同,有多種方法。常用的方法:①膠片照相法(圖1)。用X射線膠片作為記錄介質,這種方法直觀、可靠,而且靈敏度較高。用X射線源時,分辨力較高(用γ射線源時,分辨力要低些),並能提供永久性記錄;其缺點是成本較高。②熒光屏觀察法(圖2)。這種方法是:射線束透過物體直接照射在熒光屏上,轉換成可見的圖象。這種方法的優點是快速、簡便、檢驗費用低。但由於亮度較低,難於觀察細節,分辨力較差。因此多采用圖象增強器,使亮度提高幾千倍。如果配合工業閉路電視系統,就成為工業X射線電視。它不僅具有熒光屏觀察法的優點,而且易於實現檢驗的自動化,主要適用於形狀簡單的零部件檢查,不過靈敏度仍不如膠片照相法。③還有一些應用較少的方法,如幹板射線照相法、輻射測量法和高速射線照相法等。目前在醫療診斷上已用電子計算機控制的層析照相法(通稱CT),可望應用於工業。無論采用何種射線檢驗都要加強人身安全防護。

  射線檢驗幾乎進入每一個工業領域。它既用於金屬檢查,也用於非金屬檢查;既用於零部件檢查,也用於組合裝配件檢查。對金屬內部可能產生的缺陷,如氣孔、針孔、夾雜、疏松、裂紋、偏析、未焊透和熔合不足等,都可以用射線檢查。圖3為幾種常見的鑄造缺陷圖象。

 

參考書目

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 J.F.Hinsley,Non-Destructive Testing,MacDonald &Evans Ltd.,London,1959.

 Richard A.Quinn,Claire C.Sigl,Radiography in Modern Industry,4th ed.,Eastman Kodak Co.,Rochester,NeW York,1980.