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          工業(yè)X射線(xiàn)探傷機(jī)的發(fā)展

          更新時(shí)間:2016-03-02點(diǎn)擊次數(shù):4257

                 在工業(yè)探傷上,x射線(xiàn)的產(chǎn)生是利用x射線(xiàn)管中高速度電子去撞擊陽(yáng)極靶,電子運(yùn)動(dòng)突然被陽(yáng)極靶制止,其動(dòng)能大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽恍〔糠洲D(zhuǎn)變?yōu)閤射線(xiàn)能。x射線(xiàn)管是用來(lái)產(chǎn)生x射線(xiàn)的一種真空二極管。其陰極(燈絲)用來(lái)產(chǎn)生熱電子。在陽(yáng)極與陰極間加高電壓,電子由于陽(yáng)*電位的吸引,即以高速皮向陽(yáng)極靶撞擊,從而產(chǎn)生x射線(xiàn)。x射線(xiàn)管中電子的高速運(yùn)動(dòng)是利用陽(yáng),陰極間的高電壓形成的。x射線(xiàn)管兩極的高電 壓是由高壓發(fā)生器(主要由高醫(yī)變壓器等組成)供給的。高壓發(fā)生器一般 要浸在絕緣油里工作。目前工業(yè)上采用的x射線(xiàn)機(jī)zui大為420千伏。如欲 獲得高能x射線(xiàn)可采用加速器,在探傷上應(yīng)用直線(xiàn)加速器越來(lái)越多。本 文主要從x射線(xiàn)探傷機(jī)的關(guān)鍵部件-加速器發(fā)展趨勢(shì)及進(jìn)程入手,介紹 了工業(yè)x射線(xiàn)探傷機(jī)的研究進(jìn)展。
                 一、工業(yè)x射線(xiàn)探傷機(jī)加速器的趨勢(shì)分析
                 zui近十多年來(lái),世界上射線(xiàn)探傷加速器的發(fā)展十分迅速。一方面工 業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家擁有的探傷加速器臺(tái)數(shù)迅增,另一方是探傷加速器的性能, 特別是在小型化和可靠性方面,也取得了顯著的進(jìn)展。已由過(guò)去的好幾 噸重減輕到幾百公斤,甚至只有幾十公斤,某些小型駐波電子直線(xiàn)加速器 可以可靠地工作十年以上。一般探傷加速器,包括高壓加速器(分共振 變壓器和靜電加速器)、電子感應(yīng)加速器、電子直線(xiàn)加速器和電子迥轉(zhuǎn)加 速器四種。目前,已被電子直線(xiàn)加速器所取代。當(dāng)前世界上主要探傷加速 器已系列化;商品化,特別是電子直線(xiàn)加速器,在高能射線(xiàn)探傷的電子 能量范圍內(nèi),可輸出很強(qiáng)的x射線(xiàn),已能滿(mǎn)足一般探傷的需要,故已基本 定型。探傷加速器的發(fā)展趨勢(shì)(以駐波電子直線(xiàn)加速器為代表),主要是 完善和提高實(shí)用能力和性能,力爭(zhēng)把高靈敏度,高生產(chǎn)率,經(jīng)濟(jì)性和通 用性有機(jī)地結(jié)合起來(lái),即趨向小型化、高可靠性,長(zhǎng)壽命,低成本。
                1、小型化
                 zui近十多年來(lái)。小型化取得了重大發(fā)展。由于采用邊耦合的駐波電 子直線(xiàn)加速器,使原來(lái)的行政電子直線(xiàn)加逮器輻射頭晦體積、重量及電 源功串都分別減小了50%以上,另外,由于采用5cm或3cm隨波長(zhǎng)的微波 功率潦代替了原來(lái)的10cm波源,其加速器的結(jié)構(gòu)尺寸變小,體積重量已 減小。如美國(guó)的Schonberg、Radiation公司用3cm磁控管、作微波源的 輕便可攜帶超小型探傷行波電子直線(xiàn)加速器的輻射頭重為61kg。
               2、高可靠性長(zhǎng)壽命
                影響使用壽命的主要因素是管內(nèi)真空、陰極及其熱電子:影響可靠 性的主要因素是管子真空度、電路工作狀態(tài)、電子能量和輸出x射線(xiàn)強(qiáng) 度的波動(dòng)。因此,采用了全金屬—陶瓷全密封的加速管結(jié)構(gòu),通過(guò)高溫 釬焊或氬弧焊等電真空工藝連接成不可拆卸的不漏氣的整體,并采用 無(wú)油超高真空排氣技術(shù)和長(zhǎng)時(shí)間高溫烘烤工藝以*去氣與排氣,采 用固體電路或集成電路標(biāo)準(zhǔn)插件板。另外采用鎖相自動(dòng)頻率控制系統(tǒng) 可以使磁控管的工作頻率總是等于(自動(dòng)跟蹤)加速管的諧振頻率,使機(jī) 器處于*工作狀態(tài),大大減小了有關(guān)性能的波動(dòng),使可靠性提高。為 了提高壽命,選用了長(zhǎng)壽命的擴(kuò)散型陽(yáng)極及長(zhǎng)壽命熱子,美國(guó)Varian公 司生產(chǎn)的4Mev小型駐波電子直線(xiàn)加速器,采用了上述措施,機(jī)器性能穩(wěn) 定,操作簡(jiǎn)便,工作可靠,停機(jī)檢修與正常工作的時(shí)間比接近1:100,可 連續(xù)運(yùn)行十年以上。
              3、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)降低成本

                 雖然邊耦合駐波加速結(jié)構(gòu)性能良好,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。目前,世界各國(guó) 都力圖采用多種方案來(lái)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)降低成本。日本三菱研究了單周期π模 駐波加速結(jié)構(gòu),但效串還不太高,工作還不夠穩(wěn)定,法國(guó)、加拿大研究了 雙周期和三周期軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu),把邊耦合加速結(jié)構(gòu)中的耦合腔 又移回中心軸線(xiàn)上,井盡可能壓縮軸向長(zhǎng)度,如法國(guó)的Neptueio探傷加 速器就是采用三周期軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu),但效率略有下降。
                二、x射線(xiàn)探傷機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
                1、攜帶式x射線(xiàn)探傷機(jī)
                 為了便于攜帶,就要求這類(lèi)探傷機(jī)向重量輕、體積小、使用可靠等 方面發(fā)展,目前主要采用如下措施來(lái)減輕重量。縮小x射線(xiàn)管尺寸,如采 用金屬陶瓷x射線(xiàn)管;僅在x射線(xiàn)發(fā)生器的放射線(xiàn)窗口附近局部襯鉛; 在玻璃X射線(xiàn)管外殼上包特殊皺紋紙,可提高可靠性,但缺點(diǎn)是影響 散熱,x射線(xiàn)發(fā)生器內(nèi)充以六氟化硫等氣體代替變壓器油。提高高壓變 壓器的工作頻率,來(lái)提高x射線(xiàn)管的工作頻率,而減輕高壓變壓器的重 量。目前一般把工作頻率從50-60Hz提高到400-800Hz,也有將一般 工頻電源通過(guò)操縱臺(tái)變換成矩形脈沖波后加給高壓變壓器,利用脈沖 波的多次諧振可相當(dāng)于提高頻率,可以減輕高壓變壓器的重量。現(xiàn)國(guó)外 已生產(chǎn)一種稱(chēng)為升壓片的器件,將鐵心和高壓變壓器繞組的尺寸大為 縮小,并根據(jù)要求來(lái)選用升壓片的數(shù)量,這樣x射線(xiàn)發(fā)生器的重量和體 積大大減輕和縮小。采取上述措施改進(jìn)的x射線(xiàn)發(fā)生器,其重量顯著減 小。對(duì)這類(lèi)x射線(xiàn)探傷機(jī)的操縱臺(tái)的重量和可靠性也采取了些措施,如 先前的x射線(xiàn)探傷機(jī)的操縱臺(tái)一般都有半自動(dòng)曝光參數(shù)預(yù)選裝置,有的 還有波形變換裝置,電路較比復(fù)雜。目前已用集成組件代替其復(fù)雜電路 和大型部件,操縱臺(tái)的重量和體積都大大的減小,一般為10kg。為了提 高其操縱臺(tái)的可靠性,目前對(duì)操縱臺(tái)采用優(yōu)化設(shè)計(jì),使用微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行 控制和計(jì)量,大大提高了可靠性和準(zhǔn)確性。
                2、移動(dòng)式x射線(xiàn)探傷機(jī)
                移動(dòng)式x射線(xiàn)探傷機(jī)主要向自動(dòng)化和高可靠性方向發(fā)展。目前我國(guó) 已有50—400kV的定向和周向照射的系列化產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和高 可靠性,一般都采用了恒壓、穩(wěn)流和完善的保護(hù)裝置。德國(guó)塞福特公司 和荷蘭菲利浦公司都采用插件控制,插件上規(guī)定了各種要求的曝光參 數(shù),插件被插入操縱臺(tái)插口上,并與機(jī)械手和傳送帶相配合,可實(shí) 現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)檢查和分選。該公司還配有自動(dòng)取放膠片的機(jī)械手和 打號(hào)機(jī)構(gòu),并已制成了一種500mm×l20mm×8mm的軟墊狀電離室,進(jìn) 行自動(dòng)曝光,它的背面有厚度為lmm的鉛箔,以防外來(lái)射線(xiàn)。使用時(shí)放 在被透照沖背面膠片外側(cè),測(cè)量透照時(shí)透過(guò)膠片后的x射線(xiàn)的劑量,達(dá) 到一定數(shù)值后即可自動(dòng)切斷x射線(xiàn)管電壓。這樣可以有效地控制曝光時(shí) 間,保證底片黑度均勻。還可根據(jù)被透射材料的品種和厚度,來(lái)自動(dòng)調(diào) 節(jié)管電壓。

                                                                                                  本文摘自:科技與企業(yè)

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