課程設(shè)計--鋁鑄塊的射線檢測

1、<p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　課題名稱： 鋁鑄塊 的射線檢測</p><p><b>　　課題設(shè)計要求：</b></p><p>　　所編工藝規(guī)范應(yīng)符合相應(yīng)標準；所選擇方法、參數(shù)應(yīng)合理、規(guī)范；</p><p>　　編制說明要求詳細說明有關(guān)技術(shù)選項，

2、得有理有據(jù)；</p><p>　　實踐驗證應(yīng)能表明工藝規(guī)范的合理性、可靠性，并發(fā)出檢測報告，有缺</p><p>　　陷時，對缺陷定量、定性、定位。</p><p><b>　　課題內(nèi)容：</b></p><p>　　任務(wù)：給指定工件實物名稱、材料、有關(guān)尺寸；</p><p>　　1）根據(jù)檢測原理

3、和方法，設(shè)計檢測工藝規(guī)程;</p><p>　　2）編寫規(guī)范設(shè)計說明，供審核、批準人審閱；</p><p>　　3）對實物進行檢測，驗證設(shè)計的合理性，或做修改，反復(fù)，達到設(shè)計上合理， 實 踐上可行的要求并提供檢測報告。</p><p><b>　　2.進度安排：</b></p>

4、<p>　　周一上午安排任務(wù)，任務(wù)說明</p><p>　　周一下午∽周二，自制；</p><p><b>　　周三 咨詢</b></p><p>　　周四∽周五 實驗驗證并發(fā)實驗報告。</p><p><b>　　主要參考資料:</b></p><p>

5、　　中國機械工程學(xué)會無損檢測分會編《射線檢測》</p><p>　　JB4730-05特種設(shè)備無損檢測</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　近年來，作為五大常規(guī)無損檢測方法之一的射線檢測（Radiology），在工業(yè)上有著非常廣泛的應(yīng)用。目前射線檢測按照美國材料試驗學(xué)會（ASTM）的定義可以分為：照相檢測、實時成像

6、檢測、層析檢測和其它射線檢測技術(shù)四類。射線檢測是一門新興的應(yīng)用科學(xué)技術(shù)。在工科高等院校中，應(yīng)用物理，檢測技術(shù)及儀器制造開設(shè)無損檢測的課程很多。它以物理學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、計算機與材料科學(xué)為基礎(chǔ)，在不破壞材料的前提下，應(yīng)用近代物理學(xué)、電子學(xué)、和計算機科學(xué)提供的各種信息檢測與信息處理技術(shù)，及時準確的發(fā)現(xiàn)工程材料及其表面的各種缺陷；測定材料的各種性能與物理量，并給與評價。其應(yīng)用范圍廣泛檢測結(jié)果準確，是檢測領(lǐng)域暢談的熱題之一。目前在工業(yè)生產(chǎn)中已成

7、熟應(yīng)用的常規(guī)無損檢測方法包括五大類，他們分別是：射線檢測技術(shù)（RT）、超聲檢查（UT）、磁粉檢測（MT）、滲透檢測（PT）與渦流檢測（ET）。射線檢測是常規(guī)無損檢測的重要方法之一。</p><p>　　射線檢測利用射線透過工件時的衰減檢測，具有圖像直觀、準確可靠、對細小的氣孔和夾渣等體積型缺陷具有較高的檢測靈敏度、射線底片可以作為缺陷記錄與產(chǎn)品質(zhì)量的檔案進行保存等一系列優(yōu)點，本次將詳細介紹射線檢測工藝流程。<

8、;/p><p>　　本次進行了此次X射線無損檢測工藝設(shè)計，不僅是對書本知識的一次復(fù)習(xí)，更是對這項技術(shù)的一種實踐。編寫過程中，本人參閱了圖書館及網(wǎng)絡(luò)許多書刊，在此謹向有關(guān)作者表示謝意 。限于資料及技術(shù)水平有限，設(shè)計中錯誤及疏漏之處難免，懇請同學(xué)們與老師批評指正。 </p><p>　　X射線檢測工藝流程的制定 </p><p>　　一 X光機源種類的選用&l

9、t;/p><p>　　源種類 管電流越大，單位時間撞擊陽極靶的電子就越多，產(chǎn)生的X射線就越大。且靶材料的原子序數(shù)越高核庫倫場越強，導(dǎo)致輻射作用越強，射線強度就越強，所以靶一般選用高原子序數(shù)的鎢制作。</p><p>　　二 焦點尺寸的確定</p><p>　　焦點尺寸決定X射線檢測系統(tǒng)可以檢測到的物體最小缺陷;焦點越小,可以檢測到的缺陷越小;焦點尺寸隨著靶功率增加而增

10、大，焦點尺寸的大小會影響底片的幾何不清晰度。系統(tǒng)固有不清晰度(ug）由X射線實時成像檢測系統(tǒng)所決定。由于焦點并非是真正的“點”，而是具有一定尺寸的平面， 根據(jù)幾何投影的原理，X射線在檢測工件的邊緣會產(chǎn)生半影，半影的寬度Ug即為幾何不清晰度，如圖3-1所示</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　三 增感方式和屏蔽方法</p>

11、<p>　　增感方式 能夠吸收射線(X射線、β射線等)的能量，轉(zhuǎn)換成更容易被感光材料接收的光線，從而提高檢測的靈敏度、縮短檢測的時間，提高射線對膠片的感光效果，工業(yè)用的主要是鉛箔增感屏和不銹鋼增感屏，用于工業(yè)無損檢測。常用金屬箔做成選擇如下表3-1</p><p><b>　　鉛箔增感屏的選擇</b></p><p><b>　　表3-1</

12、b></p><p>　　屏蔽方法 為防止暗盒背面的散射線，應(yīng)制作與暗盒尺寸相同的屏蔽鉛板。屏蔽板一般是由1mm厚度的鉛板制成。貼片時，要與暗盒緊貼。</p><p><b>　　四 象質(zhì)計的選用</b></p><p>　　象質(zhì)計一般應(yīng)放在工件源側(cè)表面焊接接頭的一端（在被檢區(qū)長度的1/4左右位置），金屬絲應(yīng)橫跨焊縫,細絲置于外側(cè)。當(dāng)一

13、張膠片上同時透照多條焊接接頭時，象質(zhì)計應(yīng)放置在透照區(qū)最邊緣焊縫處。</p><p>　　透照外徑≤100mm小徑管焊縫時可選用通用線型象質(zhì)計或JB/T4730附錄F的專用象質(zhì)計,金屬絲應(yīng)橫跨焊縫放置。</p><p>　　當(dāng)射線源置于圓心位置對焊縫做周向曝光時，每隔90度放一個。若透照區(qū)為抽查或返修復(fù)照，則每張底片上應(yīng)有象質(zhì)計顯示。若同時還透照縱焊縫，則縱縫透照區(qū)的遠端也應(yīng)有象質(zhì)計顯示。&

14、lt;/p><p>　　象質(zhì)計置于膠片側(cè)時，應(yīng)在象質(zhì)計上適當(dāng)位置放置鉛字“F”標記。</p><p>　　底片影像質(zhì)量采用Fe線型像質(zhì)計測定。其型號和規(guī)格應(yīng)符合JB/T4730的規(guī)定。象質(zhì)計型號一般按下表4選定。但對透照外徑≤100mm鋼管環(huán)縫時采用JB/T4730附錄F的專用象質(zhì)計。</p><p>　　如下表表5 像質(zhì)計靈敏度值——單壁透照、像質(zhì)計置于源側(cè)<

15、;/p><p>　　五 透照方法及相關(guān)要求</p><p>　　管徑＞100mm時，選取管道名稱編號+焊縫數(shù)字流水號+片號+焊工號+年月／日，在底片上中心用 標識，搭接部位用↑標識，↓是底片評定區(qū)的有效長度。見圖4：</p><p>　　每條焊縫編碼的走向1、2、3、4…按同一方向（如順時針轉(zhuǎn)動）標識。并與實體上打下用久性鋼印標識（不能打印鋼印部件要用圖示標識清楚

16、）+圖示標識。</p><p>　　小徑管環(huán)向?qū)咏宇^的透照次數(shù)</p><p>　　小徑管環(huán)向?qū)雍附咏宇^100%檢測的透照次數(shù)：采用傾斜透照橢圓成像時，當(dāng)T/ Do≤0.12時,相隔90°透照2次。當(dāng)T/ Do＞0.12時,相隔120°或60°透照3次。垂直透照重疊成像時，一般應(yīng)相隔120°或60°透照3次。</p>&l

17、t;p>　　由于結(jié)構(gòu)原因不能進行多次透照時，可采用橢圓成像或重疊成像方式透照一次。鑒于透照一次不能實現(xiàn)焊縫全長的100%檢測，此時應(yīng)采取有效措施擴大缺陷可檢出范圍，并保證底片評定范圍內(nèi)黑度和靈敏度滿足要求。</p><p>　　小徑管環(huán)向?qū)雍附咏宇^的透照布置</p><p>　　小徑管采用雙壁雙影透照布置，當(dāng)同時滿足下列兩條件時應(yīng)采用傾斜透照方式橢圓成像：</p>&

18、lt;p>　?。╝）T（壁厚）≤8mm；</p><p>　?。╞） g（焊縫寬度）≤Do /4</p><p>　　橢圓成像時，應(yīng)控制影像的開口寬度（上下焊縫投影最大間距）在1倍焊縫寬度左右。</p><p>　　不滿足上述條件或橢圓成像有困難時可采用垂直透照方式重疊成像</p><p>　　小徑管環(huán)向?qū)雍附咏宇^傾斜透照方式（橢圓成

19、像）</p><p>　　六 管電壓管電流的確定</p><p>　　通過透照厚度30mm可以選擇管電壓與曝光時間。</p><p><b>　　推薦的曝光量</b></p><p><b>　　表3-4</b></p><p><b>　　如圖3-4</b

20、></p><p>　　七 一次透照長度計算</p><p>　　采用外透法100%透檢環(huán)焊縫時，滿足一定厚度寬容度的最少暴光次數(shù)N和一次透照長度L3可由下式確定（參照下圖8）</p><p><b>　　N=180/α</b></p><p>　　α=θ-η

21、 </p><p>　　1+(К2-1)Т/D0</p><p>　　θ=COS-1-------------------</p><p><b>　　К</b></p><p><b>　　D0</b></p><p>　　η=sin-1———— sinθ<

22、/p><p><b>　　D0+2L1</b></p><p>　　當(dāng)D0＞＞T時，θ≈COS-1K-1</p><p><b>　　πD0</b></p><p><b>　　L3= ———— </b></p><p><b>　　N</b

23、></p><p>　　式中：α----為AB/2弧對應(yīng)的圓心角 К----透照厚度比</p><p>　　θ----影象最大失真角 Т----工件厚度</p><p>　　D0----容器直徑 η----有效半輻射角</p><p><b>　　縱縫按公式計算</b&g

24、t;</p><p>　　已知：T=5mm, △H=2mm, f =1000mm, L=424mm。</p><p>　　求: N、 L3和Leff</p><p>　　解: ∵L3≤f /2=1000/2=500(mm)</p><p>　　Leff= L3+ △L=56mm , 膠片長度取80mm</p><p>

25、　　N=L/ L3=424/56=8(張)</p><p><b>　　七 焦距的確定</b></p><p>　　確定焦點至工件表面距離諾模圖</p><p>　　操作步驟如下：在d線上找到焦點尺寸在L2線上找到透照厚度然后用直線連接與L1的交點即為L1的最小值，而焦距即為L1+L2的最小值。</p><p>　　所

26、選用的射線源至工件表面的距離f應(yīng)滿足下式的要求：</p><p>　　A 級射線檢測技術(shù)： f ≥ 7.5d·b 2/3 </p><p>　　AB級射線檢測技術(shù)： f ≥ 10d·b 2/3</p><p>　　B 級射線檢測技術(shù)： f ≥ 15d·b 2/3</p><p><b>　　八 質(zhì)

27、量評級</b></p><p>　　1 Ⅰ級對接焊接接頭內(nèi)不允許存在裂紋、未熔合、未焊透和條形缺陷。</p><p>　　2 Ⅱ級和Ⅲ級對接焊接接頭內(nèi)不允許存在裂紋、未熔合和未焊透。</p><p>　　3 對接焊接接頭中缺陷超過Ⅲ級者為Ⅳ級。</p><p>　　4 當(dāng)各類缺陷評定的質(zhì)量級別不同時，以質(zhì)量最差的級別作為對接焊接

28、接頭的質(zhì)量級別。</p><p>　　5 圓形缺陷的質(zhì)量分級</p><p>　　5.1 圓形缺陷用圓形缺陷評定區(qū)進行質(zhì)量分級評定，圓形缺陷評定區(qū)為一個與焊縫平行的矩形，其尺寸見表8。圓形缺陷評定區(qū)應(yīng)選在缺陷最嚴重的區(qū)域。</p><p>　　5.2 在圓形缺陷評定區(qū)內(nèi)或與圓形缺陷評定區(qū)邊界線相割的缺陷均應(yīng)劃入評定區(qū)內(nèi)。將評定區(qū)內(nèi)的缺陷按表9的規(guī)定換算為點數(shù)，

29、按表10的規(guī)定評定對接焊接接頭的質(zhì)量級別。 </p><p>　　表8 缺陷評定區(qū) mm</p><p>　　表9 缺陷點數(shù)換算表</p><p>　　表10 各級允許的圓形缺陷點數(shù)</p><p>　　5.3 由于材質(zhì)或結(jié)構(gòu)等原因,進行返修可能會產(chǎn)生不利后果的對接焊接接頭，各級別

30、的圓形缺陷點數(shù)可放寬1點～2點。</p><p>　　5.4 對致密性要求高的對接焊接接頭，制造方底片評定人員應(yīng)考慮將圓形缺陷的黑度作為評級的依據(jù)。通常將黑度大的圓形缺陷定義為深孔缺陷,當(dāng)對接焊接接頭存在深孔缺陷時，其質(zhì)量級別應(yīng)評為Ⅳ級。</p><p>　　5.5 當(dāng)缺陷的尺寸小于表11的規(guī)定時，分級評定時不計該缺陷的點數(shù)。質(zhì)量等級為Ⅰ級的對接焊接接頭和母材公稱厚度T ≤5mm的Ⅱ級

31、對接焊接接頭，不計點數(shù)的缺陷在圓形缺陷評定區(qū)內(nèi)不得多于10個，超過時對接焊接接頭質(zhì)量等級應(yīng)降低一級。</p><p>　　6 條形缺陷的質(zhì)量分級</p><p>　　條形缺陷按表12的規(guī)定進行分級評定。</p><p>　　表1 不計點數(shù)的缺陷尺寸 mm </p><p&g

32、t;　　表2 各級對接焊接接頭允許的條形缺陷長度 mm</p><p><b>　　九 常見缺陷的鑒定</b></p><p><b>　　1 裂紋</b></p><p>　　裂紋分為冷裂紋和熱裂紋；熱裂紋就是高溫金屬凝固時，由于收縮應(yīng)力超過了金屬當(dāng)時的強度或變形超過了金屬的塑形產(chǎn)生的

33、裂紋。它主要出現(xiàn)在鑄件的拐角處，截面厚度突變處、最后凝結(jié)處。在底片上呈現(xiàn)為不規(guī)則的黑線狀影像，常是中間寬兩端細，末端常是尖狀。黑線常為波折狀，有時可形成分叉。冷裂紋是鑄件在較低溫度下，由于鑄造應(yīng)力超過了合金的強度極限而產(chǎn)生的裂紋。</p><p><b>　　2氣孔</b></p><p>　　氣孔的影像在底片上可以呈現(xiàn)為各種形態(tài)，例如，孤立的或成群的圓形，橢圓形、梨

34、形暗斑，它輪廓光滑，影響鮮明，整個影像黑度較大，無明顯變化。較大的氣孔很容易識別，但細小的氣孔和夾雜很難識別</p><p><b>　　3 夾渣</b></p><p>　　經(jīng)常出現(xiàn)的夾雜是爐渣、氧化皮等，它們的化學(xué)成分很復(fù)雜，形狀極其的不規(guī)則，多數(shù)情況它們集中在鑄件的某個部位，以比較密集或分散的狀態(tài)出現(xiàn)。在底片上它們的影像的基本形貌是在一定范圍內(nèi)分布的較小的顆粒狀

35、黑斑，顆粒的大小不同，形狀不同，常顯現(xiàn)為小片狀影像，整個影像的黑度比較一致。</p><p><b>　　4 偏析</b></p><p>　　鑄件凝固后出現(xiàn)的化學(xué)成分不均勻性成為偏析，即在局部區(qū)域內(nèi)某種合金成分過多或過少。偏析一般分為三類:一般偏析、局部偏析和帶狀偏析。一般偏析是指合金不同成分發(fā)生均勻的很小局部的集中，形成大量的很小局部的偏析。帶狀偏析是不同合金成分

36、以層狀交替分布在鑄件中，主要發(fā)生在離心鑄造中。局部偏析可以出現(xiàn)多種形態(tài)，常見的是縮孔和熱裂紋的整體或局部被低熔點的合金成分填充形成的偏析，它們分別被成為收縮偏析和熱烈偏析。</p><p><b>　　5縮孔、縮松、疏松</b></p><p>　　鑄件在冷卻和凝固過程中，合金將發(fā)生液態(tài)和固態(tài)收縮，由于鑄件設(shè)計的特點和鑄件設(shè)計的不足、澆鑄操作不當(dāng)?shù)仍斐墒湛s不足，在鑄件

37、中產(chǎn)生空洞，就形成了以上缺陷。</p><p>　　十 膠片的暗室處理和底片評定</p><p>　　1 膠片的處理應(yīng)按膠片的使用說明書或公認的有效方法處理。</p><p>　　2 顯影溫度對底片質(zhì)量影響很大，必須嚴格控制在20℃左右。</p><p>　　3 顯影時應(yīng)在最初30秒內(nèi)不斷的攪動，以后每隔30秒攪動一次。</p>

38、<p>　　4 顯影時間：5min</p><p>　　5 定影時間為通透時間的2倍。（通透時間指膠片放進定影液開始到乳劑的乳白色消失為止的時間）</p><p>　　.6 水洗應(yīng)使用清潔流水漂洗，水洗時間30分。</p><p>　　7 水洗后的底片表面會附有許多水滴，如不除去會因干燥不均而產(chǎn)生水跡，浸入脫水劑溶液，使水從底片表面快速流盡。</p

39、><p>　　8 底片干燥應(yīng)選擇沒有灰塵的地方進行自然干燥烘干。</p><p><b>　　十一 底片評定</b></p><p><b>　　1 評片條件</b></p><p>　　1.1 環(huán)境:觀片室內(nèi)線應(yīng)柔和偏暗，觀片燈兩側(cè)應(yīng)有適當(dāng)臺面供放置底片及記錄、黑度計等工具。</p>&

40、lt;p>　　1.2 觀片燈:觀片燈性能應(yīng)符合GB11226標準要求，透過被觀察底片的亮度不低于30cd/m2,且應(yīng)散熱良好，無燥聲。觀片燈亮度必須可調(diào)，以便在觀察低黑度區(qū)時將光線減弱，而且觀察高黑度區(qū)域時將光強調(diào)大。</p><p>　　1.3 評片需要用的工具物品應(yīng)有：放大鏡、遮光板、直尺、記號筆，手套及文件。</p><p>　　1.4 擔(dān)任評片工作的人員:</p>

41、<p>　　a．應(yīng)經(jīng)過系統(tǒng)的專業(yè)培訓(xùn)，并通過法定部門考核確認其具有承擔(dān)此項工作的能力與資格；</p><p>　　b . 應(yīng)具有一定的評片實際工作經(jīng)歷和經(jīng)驗；</p><p>　　c. 應(yīng)充分了解評定的底片的射線照相工藝及工藝執(zhí)行情況；</p><p>　　d. 應(yīng)具有良好的職業(yè)道德，高度的工作責(zé)任心；</p><p>　　e.

42、 應(yīng)具有良好的視力，矯正視力不低于1.0；</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1. 中國機械工程學(xué)會無損檢測分會編《射線檢測》</p><p>　　2. JB4730-2005特種設(shè)備無損檢測</p><p>　　3. 強天鵬主編 《射線檢測》 云南科技出版社 2001<