文档介绍：射线探伤在核工业中的应用

摘要: 随着经济与科学的发展,核工业发展迅速,为了对其中各种工程材料、零部件、结构进行有效地检测和测试,无损检测成为一种最常用的手段,而射线探伤又是其中最常见的一种方法。本文对射线探伤的原理,系统结构以及射线照相法进行详细的介绍,突出了射线探伤的用处及优越性能,最后对射线探伤的防护方法进行简单的介绍。
关键词:核工业无损检测射线探伤
1 前言
随着我国科学技术和社会经济的高速发展,核能与核技术在国防、能源、工业、农业、医疗、科研等领域得到了广泛应用。使用放射源的单位与数量与日俱增,给人们的工作和生活带来了前所未有的便捷,为社会创造了巨大的经济效益。
例如核电厂是通过核裂变产生大量能量,由能量转化为热能,以蒸汽的形式,推动汽轮机,再由汽轮机带动发电机发电的过程,从而实现核能到电能的转变。通常,核电厂有三大部份组成,核岛、常规岛及BOP辅助系统。而常规岛部份与常规火电厂的发电原理基本相同,它实现从热能、机械能、电能转变过程的功能。在常规岛安装过程中,会有大量的设备及管道焊接,无损检验在这里得到广泛的应用,而其中又以以射线检验作为检测材料内部缺陷的主要检验方法。
射线探伤是利用放射线穿透物体过程中按一定的规律衰减,利用衰减程度与射线感光或激发荧光的关系可检查物体内部缺陷的一种检验方法,简称RT。按射线源种类分:X射线、γ射线、高能射线检测;按显示缺陷方法不同分为:射线照相探伤、射线荧光屏观察法、射线实时图象法、射线计算机断层扫描技术。本文主要以X射线照相探伤为例说明。
2 射线探伤的基本原理
射线探伤的实质是根据被检工件与其内部缺陷介质对射线能量的衰减程度不同,而引起射线透过工件后的强度差异,使缺陷能在射线底片上或电视屏幕上显示出来。
射线在工件及缺陷中的线衰减系数分别为μ和μ’。
根据衰减定律:透过完好部位x厚的射线强度I x= I 0e-μx
透过缺陷部位的射线强度 I ’= I 0e-μx e –(μ’–μ) Δx
可得:1、μ’<μ时, I ’> I x 2、μ’>μ时, I ’< I x
3、μ’≈μ或Δx→0时, I ’≈ I x
如果将这些不同能量进行照相或者转变为电信号指示、记录或者显示,就可以评定材料质量,达到射线探伤的目的。
3 系统结构
X 射线无损探伤缺陷自动检测系统主要由三个部分组成:信号转换部分、图像处理部分及缺陷位置的获取与传输部分。信号转换部分由X 射线源、螺旋钢管、传送车、图像增强器、D 摄像机组成。在螺旋钢管内部的X 射线源发出的X 射线穿透螺旋钢管及焊缝区域后,被图像增强器接收,图像增强器将不可见的X D 摄像机再将光信号转换为电信号,完成光电转换,并将电信号送入图像处理部分。图像处理部分包括视频采集卡,监视器,计算机,显示器等设备。其功能包括采集、显示、处理并存储采集到的探伤图像数据。。缺陷位置的获取与传输部分由单片机、旋转编码器、Max232 芯片、ADAM-4520 模块和传输线等组成,其功能是获取并传输缺陷的位置信息。系统利用旋转编码器将位移信号转换为脉冲信号,通过脉冲信号的个数来记录传送车的位移,再通过串行通信接口将位移信号传送给计算机进行处理,从而获得缺陷的位置信息。
4 射线照相法
根据被检工件与其内部缺陷介质对射线能量衰减程度的不同,使