工(gong)業(ye)X射(she)線探傷機(ji)的(de)研究進(jin)展

工(gong)業(ye)X射(she)線探傷機(ji)的(de)研究進(jin)展

在(zai)工(gong)業(ye)探傷上(shang)，X射線的(de)產(chan)生(sheng)是利用(yong)X射線管中高速度電(dian)子(zi)去(qu)撞擊陽(yang)極(ji)靶，電子(zi)運動突(tu)然被(bei)陽(yang)極(ji)靶制止(zhi)，其動能大部分(fen)轉變為(wei)熱能，壹小(xiao)部分(fen)變(bian)為(wei)X射線能。X射線管是用來產生(sheng)X射線的(de)壹(yi)種真(zhen)空二(er)極(ji)管。其陰(yin)極(ji)（燈絲）用(yong)來產生(sheng)熱電(dian)子(zi)。在陽(yang)極(ji)與陰(yin)極(ji)間加(jia)高壓電，電子(zi)由(you)於陽(yang)*電位的(de)吸引(yin)，即以(yi)高速向陽(yang)極(ji)靶撞擊，從而(er)產生(sheng)X射線。X射(she)線管中電(dian)子(zi)的高速運動是利用(yong)陽(yang)、陰(yin)極(ji)間的高電壓形成的。X射(she)線管兩級的高電壓是由(you)於高壓發生(sheng)器（主(zhu)要(yao)由(you)高壓變壓器等(deng)組(zu)成(cheng)）供(gong)給(gei)的。高壓發生(sheng)器壹(yi)般要(yao)浸(jin)在(zai)絕(jue)緣油裏工(gong)作。目(mu)前(qian)工(gong)業(ye)上(shang)采(cai)用的X射(she)線機(ji)zui大(da)為(wei)420千(qian)伏。如欲獲得高能X射線可(ke)采(cai)用加(jia)速器，在探傷上(shang)應用直(zhi)線加(jia)速器越(yue)來越(yue)多(duo)。

• 工(gong)業(ye)X射(she)線探傷機(ji)加(jia)速器的趨(qu)勢分(fen)析(xi)

zui近(jin)十多年來，世(shi)界(jie)上(shang)射線探傷機(ji)加(jia)速器的發展十分(fen)迅(xun)速(su)。壹(yi)方面(mian)工(gong)業(ye)發(fa)達國家(jia)擁(yong)有(you)的(de)探傷加(jia)速器臺數迅(xun)增(zeng)，另(ling)壹(yi)方是探傷機(ji)加(jia)速器的性能，特別是在小型(xing)化(hua)和(he)可(ke)靠性(xing)方面(mian)，也取得(de)了(le)顯(xian)著(zhu)地(di)進(jin)展。已(yi)由(you)過去(qu)的(de)好幾噸(dun)重減輕到幾百(bai)公(gong)斤，甚至只有(you)幾十(shi)公(gong)斤，某(mou)些小型(xing)駐(zhu)波電(dian)子(zi)直線加(jia)速器可(ke)以(yi)可(ke)靠地(di)工(gong)作十(shi)年(nian)以(yi)上(shang)。壹般探傷加(jia)速器，包括(kuo)高壓加(jia)速器（分(fen)共(gong)振(zhen)變壓器和靜(jing)電(dian)加(jia)速器）、電子(zi)感應(ying)加(jia)速器、電子(zi)直線加(jia)速器和電子(zi)迥轉加(jia)速器四(si)種。目(mu)前(qian)，已(yi)被(bei)電(dian)子(zi)直線加(jia)速器所取代。當(dang)前(qian)世(shi)界(jie)上(shang)主要探傷加(jia)速器已(yi)系(xi)列(lie)化(hua)、商(shang)品(pin)化(hua)，特(te)別是電子(zi)直線加(jia)速器，在高能射線探傷的電(dian)子(zi)能量範圍內(nei)，可(ke)輸出(chu)很(hen)強的X射(she)線，已(yi)能滿足壹(yi)般探傷的需(xu)要(yao)，故(gu)已(yi)基本定(ding)型(xing)。探傷加(jia)速器的發展趨(qu)勢（已(yi)駐(zhu)波電(dian)子(zi)直線加(jia)速器為代表），主(zhu)要(yao)是完善和(he)提高實(shi)用(yong)能力和(he)性能，力爭(zheng)把(ba)高靈敏度(du)，高生(sheng)產率(lv)，經(jing)濟(ji)性和通(tong)用性(xing)有(you)機(ji)地(di)結(jie)合(he)起來，即趨(qu)向小型(xing)化(hua)、高可(ke)靠性(xing)，產(chan)壽(shou)命(ming)，低成(cheng)本。

1. 小(xiao)型(xing)化(hua)

zui近(jin)十多年來，小型(xing)化(hua)取(qu)得(de)了(le)重大發展。由(you)於采(cai)用邊耦(ou)合(he)的駐(zhu)波電(dian)子(zi)直線加(jia)速器，是原(yuan)來的行(xing)政(zheng)電子(zi)直線加(jia)速器輻射源(yuan)體(ti)積(ji)、重量級電源(yuan)功(gong)率都分(fen)別減(jian)小了(le)50%以(yi)上(shang)，另外，由(you)於采(cai)用5cm或3cm隨波長的(de)微波功(gong)率代替了(le)原(yuan)來的10cm波(bo)源(yuan)，其加(jia)速器的結構尺(chi)寸變小(xiao)，體(ti)積(ji)重量也減(jian)小。

1. 高可(ke)靠性(xing)長(chang)壽(shou)命(ming)

影(ying)響使用壽(shou)命(ming)的主要(yao)因(yin)素是管內(nei)真(zhen)空、陰(yin)極(ji)及其熱電(dian)子(zi)；影(ying)響可(ke)靠性(xing)的(de)主(zhu)要因(yin)素是管子(zi)真(zhen)空度(du)、電路工(gong)作狀(zhuang)態(tai)、電(dian)子(zi)能量和輸(shu)出(chu)X射(she)線強(qiang)度(du)的波動。因(yin)此(ci)，采(cai)用了(le)全金屬(shu)-陶瓷(ci)全密封的加(jia)速管結構，通(tong)過高溫(wen)釬(qian)焊(han)或氬(ya)弧(hu)焊(han)等(deng)電(dian)真(zhen)空工(gong)藝(yi)連(lian)接成(cheng)不(bu)可(ke)拆(chai)卸(xie)的不(bu)漏氣(qi)的整體(ti)，並(bing)采(cai)用無(wu)油(you)超高真(zhen)空排氣技術(shu)和(he)長(chang)時(shi)間高溫(wen)烘(hong)烤工(gong)藝(yi)以(yi)*去(qu)氣(qi)排氣，采(cai)用固體(ti)電(dian)路或集(ji)成電(dian)路標(biao)準(zhun)插(cha)件(jian)板。另(ling)外采(cai)用鎖(suo)相(xiang)自動頻(pin)率控制系(xi)統(tong)可(ke)以(yi)試(shi)磁控管的工(gong)作頻(pin)率總(zong)是等(deng)於（自動跟(gen)蹤）加(jia)速管的諧(xie)振(zhen)頻(pin)率，使機(ji)器(qi)處(chu)於*工(gong)作狀(zhuang)態(tai)，大(da)大減小了(le)有(you)關性能的波(bo)動，使可(ke)靠性(xing)提(ti)高。

1. 簡(jian)化(hua)結(jie)構降低成(cheng)本

雖然邊耦(ou)合(he)駐(zhu)波加(jia)速結構性能良(liang)好，但(dan)結(jie)構復雜(za)。目前(qian)，世(shi)界(jie)各(ge)國都力圖(tu)采(cai)用多種方案來簡(jian)化(hua)結(jie)構降低成(cheng)本。日(ri)本三(san)菱研究了(le)單周期π模(mo)駐(zhu)波加(jia)速結構，但(dan)工(gong)作還不(bu)夠(gou)穩定(ding)。

• X射(she)線探傷機(ji)的(de)發(fa)展趨(qu)勢

1. 為(wei)了(le)便(bian)於攜帶，就要求這(zhe)類(lei)探傷機(ji)向重量輕、體(ti)積(ji)小(xiao)、使用可(ke)靠等(deng)方面(mian)發展，目前(qian)主(zhu)要采(cai)用如下措施(shi)來減輕重量。縮小X射線管尺(chi)寸，如采(cai)用金屬(shu)陶瓷(ci)X射(she)線管；僅在X射線發(fa)生(sheng)器的(de)放射線窗口(kou)附近(jin)局部襯(chen)鉛；在玻璃(li)X射線管外殼上(shang)包裝特(te)殊(shu)皺紋(wen)紙(zhi)，可(ke)提高可(ke)靠性(xing)，但(dan)缺(que)點是影(ying)響散熱，X射(she)線發(fa)生(sheng)器內(nei)充以(yi)六(liu)氟化(hua)硫(liu)等(deng)氣(qi)體(ti)代替變(bian)壓器油。提高高壓變壓器的工(gong)作頻(pin)率，來提高X射線管的工(gong)作頻(pin)率，而(er)減輕高壓變壓器的重量。目前(qian)壹(yi)般把(ba)工(gong)作頻(pin)率從50-60Hz提高到400-800Hz，也有(you)將壹般工(gong)頻(pin)電源通(tong)過操(cao)縱臺變換(huan)成(cheng)矩(ju)形脈沖波後加(jia)給高壓變壓器，利用(yong)脈沖(chong)波的(de)多次(ci)諧振可(ke)相(xiang)當(dang)於提高頻(pin)率，可(ke)以(yi)減(jian)輕高壓變壓器繞(rao)組的尺(chi)寸大為(wei)縮小，並(bing)根據(ju)要(yao)求(qiu)來選用(yong)壓片的數量，這(zhe)樣(yang)X射(she)線發(fa)生(sheng)器的(de)重量和體(ti)積(ji)大(da)大(da)減(jian)輕和(he)縮小。采(cai)用上(shang)述措施(shi)改進(jin)的X射線發(fa)生(sheng)器，其(qi)重量顯著(zhu)減小(xiao)。對這(zhe)類(lei)X射(she)線探傷機(ji)的(de)操(cao)作臺壹般都有(you)半自動曝(pu)光(guang)參數預選裝置(zhi)，有(you)的(de)還有(you)波(bo)形變換裝置(zhi)，電(dian)路比(bi)較復(fu)雜。目前(qian)已(yi)用(yong)集(ji)成組(zu)件(jian)代替其(qi)復雜電(dian)路和(he)大型(xing)部件(jian)，操(cao)縱臺的重量和體(ti)積(ji)都大大(da)的減(jian)小(xiao)，壹(yi)般為(wei)10kg。為(wei)了(le)提(ti)高其操(cao)縱臺的可(ke)靠性(xing)，目(mu)前(qian)對(dui)操(cao)縱臺采(cai)用優化(hua)設(she)計，使用微機(ji)系(xi)統(tong)進(jin)行控制和計量，大大(da)提高了(le)可(ke)靠性(xing)和(he)準(zhun)確性(xing)。
2. 移(yi)動式X射線探傷機(ji)

移(yi)動式X射線探傷機(ji)主(zhu)要(yao)向自動化(hua)和(he)高可(ke)靠性(xing)方向發展。目前(qian)我(wo)國已(yi)有(you)50-40kV的(de)定(ding)向和周向照射的(de)系(xi)列(lie)化(hua)產(chan)品(pin)。為了(le)實(shi)現(xian)自動化(hua)和(he)高可(ke)靠性(xing)，壹(yi)般都采(cai)用了(le)恒(heng)壓、穩流(liu)和(he)完(wan)善的(de)保(bao)護裝置(zhi)。采(cai)用插(cha)件(jian)控制，插(cha)件(jian)上(shang)規定(ding)了(le)各(ge)種要(yao)求(qiu)的曝光(guang)參數，插(cha)件(jian)被插(cha)入操(cao)縱臺插(cha)口(kou)上(shang)，並(bing)與機(ji)械手(shou)和傳(chuan)送(song)帶相(xiang)配合(he)，可(ke)實(shi)現(xian)自動控制、自動檢查(zha)和(he)分(fen)選。該(gai)公(gong)司(si)還配有(you)自動取(qu)放膠(jiao)片的機(ji)械手(shou)和打(da)號(hao)機(ji)構，並(bing)已(yi)制成了(le)壹(yi)種500mm×120mm×8mm的(de)軟墊(dian)狀(zhuang)電離(li)室(shi)，進(jin)行自動曝(pu)光(guang)，它的(de)背(bei)面有(you)厚(hou)度為1mm的(de)鉛萡，以(yi)防(fang)外來射線。使用時(shi)放在被透照(zhao)沖背(bei)面膠(jiao)片外側(ce)，測量透照(zhao)時透過膠(jiao)片後的X射線的(de)劑量，達到壹定(ding)數值(zhi)後(hou)即可(ke)自動切(qie)斷(duan)X射(she)線管電壓。這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)地控制曝光(guang)時間(jian)，保證(zheng)底(di)片黑(hei)度均(jun)勻。還可(ke)以(yi)根據(ju)被(bei)透射(she)材料(liao)的品(pin)種和(he)厚(hou)度，來自動調(tiao)節管電壓。