X射线照相检测

X射线照相检测概述

X射线照相检测（Radiographic Testing, RT）是利用X射线穿透材料时因内部结构差异产生不同衰减的特性，通过记录介质（如胶片或数字探测器）获取工件内部影像的无损检测技术。该技术自1895年伦琴发现X射线以来，已成为工业领域不可或缺的质量控制手段，广泛应用于航空航天、石油化工、核电设备、压力容器和轨道交通等关键领域。X射线照相检测能够清晰呈现材料内部的孔隙、裂纹、夹杂物等缺陷，其最大优势在于可对复杂结构工件进行非破坏性立体成像，检测厚度范围从毫米级金属薄片到数十厘米厚铸件。随着数字化技术的发展，传统胶片正逐步被CR（计算机放射成像）和DR（数字放射成像）取代，大幅提升了检测效率和影像解析度。

检测项目

X射线照相检测主要针对材料内部缺陷与结构完整性，核心检测项目包括：

• 焊接质量评估：检测焊缝中的气孔、夹渣、未熔合、裂纹及未焊透缺陷
• 铸件内部缺陷：识别缩孔、疏松、冷隔、砂眼及金属夹杂物
• 复合材料分层检测：定位纤维增强材料中的脱粘、孔隙及异物嵌入
• 腐蚀减薄测量：量化管道及容器的壁厚损失程度
• 装配验证：确认复杂组件内部零件的正确装配位置
• 电子封装检测：分析BGA封装、焊点质量及导线排布

检测仪器

现代X射线检测系统由核心设备和辅助装置构成：

• X射线源：定向机（300-450kV）用于常规检测，周向机用于管道环焊，直线加速器（1-15MeV）用于厚壁件检测
• 成像系统：
  • 胶片系统：工业级D7类胶片配合铅增感屏
  • 数字化系统：CR成像板（IP板）和DR平板探测器（非晶硅/硒）
  • 实时成像系统：图像增强器或CMOS探测器
• 辅助设备：像质计（IQI）、准直器、防护铅房、自动扫查装置

检测方法

标准检测流程遵循四阶段操作规范：

1. 前期准备

   确定透照几何布置（单壁单影/双壁单影），根据材料厚度选择管电压（40-300kV），计算曝光参数（mA·min），使用线型/孔型像质计验证灵敏度

2. 曝光实施

   采用平移、旋转或全景曝光技术，保持焦点-工件-探测器最佳距离（通常≥600mm），控制散射辐射

3. 影像处理

   胶片系统需暗室化学处理（显影20℃±2/5min），数字化系统进行灰度校正和缺陷增强处理

4. 影像解读

   使用观片灯（亮度≥100cd/m²）或专业软件，依据缺陷形态、尺寸、位置进行ASTM E2869分级评定

检测标准

国际主流标准体系对X射线检测有严格规范：

• 通用标准：ISO 17636（焊接检测）、ISO 4993（铸钢件检测）
• 美国标准：ASTM E1742（数字成像）、ASME BPVC Section V（压力容器）
• 欧洲标准：EN 1435（焊接）、EN 12681（铸造）
• 中国标准：GB/T 3323（金属熔化焊）、GB/T 5677（铸钢件）
• 影像质量：
  • ISO 19232-1规定基本空间分辨率≤0.1mm
  • ASTM E1025要求像质计可见丝径≤工件厚度2%
  • EN 462-5控制灰度动态范围≥256级

随着ISO 10893（焊管检测）等新标准的实施，数字化检测的DDA（数字探测器阵列）性能要求、CNR（对比噪声比）指标进一步规范化，推动检测精度向≤0.5%厚度分辨率提升。