刘禹彤
鞍山特种设备监督检验所 114000
无损检测是一种以不破坏以及改变被检测物体的物理、化学状态为前提条件，同时对被检测物体的性质、状态以及结构进行灵敏度、可靠性较高的测试，通过无损检测能够有效检测物体的表面和内部的完整性、连续性以及安全性等多方面的性能指标。射线检测是无损检测之中的一个重要类别，其主要应用在工件内部的宏观几何形状缺陷检测工作之中，通过射线检测技术能够直接获得工件缺陷处的直观图像，并且该图像具备较高的准确性，同时还能够对被检测物体的长宽高进行精准测量，因此射线检测技术在各行各业领域中得到了广泛的应用。
射线检测（Radiographic?Testing），业内人士简称RT，是工业无损检测（Nondestructive?Testing）的一个重要专业门类。?
射线检测主要的应用是探测工件内部的宏观几何缺陷。按照不同特征，可将射线检测分为多种不同的方法，例如：X射线层析照相（X-CT）、计算机射线照相技术（CR）、射线照相法，等等。?
射线照相法是五大常规无损检测技术之一，其他四种是：超声检测（Ultrasonic?Testing）：A型显示的超声波脉冲反射法、磁粉检测（Magnetic?
Particle?Testing）、渗透检测（Penetrant?Testing）、涡流检测（Eddy?Current?Testing）。
一、射线照相法的特点
1、适用范围++适用于各种熔化焊接方法（电弧焊、气体保护焊、电渣焊、气焊等）的对接接头，也能检查铸钢件，在特殊情况下也可用于检测角焊缝或其他一些特殊结构工件。
二、X射线无损检测系统结构与原理
射线照相法，利用X射线管产生的X射线或放射性同位素产生的γ射线穿透工件，以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法。该方法是最基本、应用最广泛的的一种射线检测方法，也是射线检测专业培训的主要内容。
2+/+2++X射线照相检验法的原理：+射线能穿透肉眼无法穿透的物质使胶片感光，当X射线照射胶片时，与普通光线一样，能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜影，由于不同密度的物质对射线的吸收系数不同，照射到胶片各处的射线能量也就会产生差异，便可根据暗室处理后的底片各处黑度差来判别缺陷。
射线无损探伤缺陷自动检测系统的硬件组成与结构如图1所示。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。
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信号转换部分主要由X光光源、螺旋钢管、传送车、图像增强器、反射器以及CCD摄像机组成,信号转换部分的主要功能是完成从x射线到可见光的信息载体转换以及可见光到可视图像的光电转换。螺旋钢管首先被放置到传送车上,传送车在承载螺旋钢管前进的同时,车上的旋转滚轮带动螺旋钢管旋转,这样可以保证螺旋钢管的螺旋焊缝始终保持在CCD摄像机的正下方,CCD摄像机就可以始终摄取到螺旋焊缝的探伤图像。由X光光源发出的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射线探伤信息转换为可见光探伤信息,再通过反射镜反射到CCD摄像机当中,CCD摄像机再将光信号转换为电信号(模拟数据),完成光电转换,并将探伤图像送入图像处理部分。在信号转换部分中,CCD摄像机将摄取到的探伤图像以帧的形式送入图像处理部分的视频采集卡当中,同时在图像处理部分中的监视器(工业电视)上实时显示这帧原始探伤图像(模拟图像)。如果在焊缝区域中存在气孔、夹渣或未焊透等缺陷时,由于与背景区域(焊缝区域)相比较,缺陷区域透过的X射线较多,所以在监视器(工业电视)上显示的探伤图像中就会形成一个亮点或者一条亮线,图像处理部分也正是利用这个特点来检测每一帧探伤图像中是否存在缺陷的。图像处理部分中主要包括监视器(工业电视),视频采集卡,计算机,计算机显示器等设备,图像处理部分的功能主要包括采集、显示、处理并存储所采集到的探伤图像数据。由CCD摄像机摄取到的探伤图像数据(模拟数据)首先被送入监视器,并在监视器上实时显示,同时该探伤图像数据被输入到视频采集卡当中,经过视频采集卡进行采样、量化和编码之后将其数字化。数字化后的探伤图像同样以帧的形式送入到计算机当中,在计算机中通过下述基于模糊识别准则的模糊缺陷检测算法来检测每一帧探伤图像中是否存在缺陷(本文将在后续详细介绍该模糊缺陷检测算法),并在计算机显示器上实时显示检测结果,同时将检测结果存储到计算机的存储器当中,以备后续的查找和验证。+缺陷位置的获取与传输部分主要由AT89C2051单片机、旋转编码器、Max232芯片、ADAM一4520模块和传输线等组成,缺陷位置的获取与传输部分的主要功能是获取并传输缺陷的位置信息、系统利用AT89C2051单片机并通过日本欧姆龙公司生产的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一记录传送车的位移信号,再通过串行通信接口将位移信号传送给计算机进行处理,从而确定缺陷的位置信息。
三、X射线无损检测的特征总结如下：
a.可以获得缺陷的直观图像，定性准确，对长度、宽度尺寸的定量也比较准确；b.检测结果有直接记录，可长期保存；c.对体积型缺陷（气孔、夹渣、夹钨、烧穿、咬边、焊瘤、凹坑等）检出率很高d.适宜检验厚度较薄的工件而不宜较厚的工件e.适宜检验对接焊缝以及板材、棒材、锻件等；f.对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的确定比较困难；总的来说，x射线检测的特性是——定性更准确，有可供长期保存的直观图像。
四、射线照相法的局限
a）对裂纹类缺陷的检出率则受透照角度的影响，且不能检出垂直照射方向的薄层缺陷，例如钢板的分层。
b）检测厚度上限受射线穿透能力的限制，例如420kV的X射线机能穿透的最大钢厚度约80mm，钴60放射性同位素（Co60）γ射线穿透的最大钢厚度约150mm，更大厚度的工件则需要使用特殊的设备——加速器，其最大穿透厚度可达400mm以上。
c）一般不适宜钢板、钢管、锻件的检测，也较少用于钎焊、摩擦焊等焊接方法的接头的检测。
d）射线照相法检测成本较高，检测速度较慢。
e）射线对人体有伤害，需要采取防护措施。详情请看：辐射对人体造成的效应。
五、射线检测技术在无损检测中的应用
由于射线检测技术的缺陷定位定量准确性较高、检测结果易于记录以及缺陷显示直观等多方面的优点，因此该技术被广泛应用到我国各行各业之中，如工业产品质量控制等等。随着射线检测技术的不断应用，其也呈现出了一股迅猛发展的势头。
比如在航空航天工业之中，射线检测技术就被应用到精密铸件质量检测、烧结和复合材料结构检测等工作之中，通过应用射线检测技术进行检测和评价工作，有效简化了航空航天工业之中取样破坏分析的过程；在核工业中射线检测技术主要是用来检测核反应堆燃料元件的密度和缺陷，明确包壳管内芯体的位置，核动力装置的零部件以及组件等等；在钢铁工业之中，射线检测技术主要是用来检测钢材的质量，比如钢管的外径、内径、壁厚、偏心率以及椭圆度；在机械工业之中，射线检测技术主要是用于检测铸件和焊缝之中的微小气孔、夹杂以及裂纹等问题；除此之外，射线检测技术在陶瓷、建筑、食品、矿业以及石油等多种领域之中都有着非常广泛的应用。
结束语：无损检测技术经历了从无损探伤，到无损检测，再到无损评价，现如今正朝着无损评价以及自动无损评价的方向发展。射线检测技术作为无损检测之中的重要组成部分，随着当前我国数字化技术和集成技术的飞速发展，其应用范围也随之变得越来越大，同时其优越性和重要性也开始越来越受到人们的关注。
1]张小海，邬冠华.射线检测[J].北京：机械工业出版社，2013（10）.
2]射线无损检测的物理基础：工业用X射线和γ射线的细节
3]《射线检测》全国特种设备无损检测人员资格考核统编教材。
4]刘雪峰.无损检测技术在压力容器检验中的应用分析[J].中国高新区,2018(01):27.