铸造检验中射线检测技术的应用范围及操作规范

铸造件因生产工艺特性，内部易出现气孔、缩孔、夹杂物等隐蔽缺陷，这些缺陷直接影响产品性能与安全。射线检测技术凭借穿透性与成像特性，成为铸造检验中识别内部缺陷的核心手段之一。其应用覆盖不同材质、类型的铸件，而规范操作是保证检测准确性与安全性的关键。本文将详细梳理铸造检验中射线检测的应用场景及操作要点，为行业实践提供参考。

铸件内部典型缺陷的射线检测应用

铸造件内部缺陷中，气孔是常见类型，多因金属液充型时卷入气体未排出所致。射线检测下，气孔表现为边界清晰的圆形或椭圆形低密度阴影，大小从几毫米到几厘米不等，常分布在冒口、浇口附近或壁厚突变处。通过射线图像可准确判断气孔的位置、大小与数量，为评估铸件气密性提供依据。

缩孔与缩松由凝固时体积收缩未补缩引发。缩孔多呈不规则大孔洞，边缘粗糙，常见于热节部位；缩松是细小分散的孔洞群，类似海绵状。射线检测能清晰显示这类缺陷的分布范围，尤其是缩松这类肉眼或超声难识别的微小缺陷，成像直观性优势明显。

夹杂物源于熔炼或浇注时混入的非金属杂质（如氧化物、硫化物）或金属残渣。射线图像中，夹杂物表现为与基体密度不同的异质阴影——氧化物多呈不规则深色斑点，硫化物可能呈亮白色（密度高于基体）。通过检测可追踪夹杂物来源，比如浇口附近的夹杂物可能与浇注系统设计不当有关。

铸造裂纹分热裂纹与冷裂纹：热裂纹产生于凝固后期，呈树枝状或网状，出现在拐角或应力集中处；冷裂纹是凝固后因冷却应力引发的线性裂纹，边缘锋利。射线检测能捕捉到这些线性或分叉状缺陷，尤其当裂纹贯穿厚度时，成像清晰度更高，可辅助判断扩展趋势。

不同材质铸件的射线检测适配性

铸铁件含石墨相，射线穿透时会散射，影响图像清晰度。灰铸铁石墨呈片状，散射严重，需选高对比度胶片（如T3型）并增加焦距（≥800mm）减少散射；球墨铸铁石墨呈球状，散射较弱，用常规X射线机即可，比如15mm厚的球墨铸铁件用100kV管电压就能获得清晰图像。

铸钢件密度高（约7.85g/cm³），需高能射线源。20mm厚低碳铸钢件用160kV管电压的X射线机；厚度超50mm则用γ射线源（如Co-60），其1.17MeV能量能有效穿透厚件。铸钢件的焊缝或锻合部位是检测重点，需确保缺陷完全覆盖。

铝合金铸件密度低（约2.7g/cm³），适合低能X射线机。5mm厚铝合金缸体用50kV管电压、5mA管电流、30秒曝光时间；含硅量高的铝硅合金，硅相密度略高，图像中会有细微亮斑，需结合工艺知识区分是夹杂物还是正常组织。

铜合金铸件（如黄铜、青铜）密度介于钢与铝之间，需按厚度调整参数。10mm厚黄铜件用80kV管电压，20mm厚青铜件用120kV管电压。铜合金流动性好但易产生气孔，检测时需重点关注浇注系统附近区域。

关键铸造部件的专项射线检验

航空发动机叶片是关键铸件，内部缺陷（如气孔、裂纹）会导致高速运转时断裂。检测需用微焦点X射线机（焦点≤0.1mm）提高分辨率，清晰显示叶片榫头部位0.5mm的气孔——这类细小缺陷直接关系到飞行安全，必须100%检测。

压力容器铸件（如锅炉汽包、反应釜）安全性要求极高，内部缺陷会导致泄漏甚至爆炸。检测需覆盖整个承压部位，尤其是焊缝与封头过渡区。大型压力容器常用γ射线源现场检测，因其无需电源、便于移动，能穿透100mm厚的壁体。

汽车发动机缸体与曲轴是核心部件：缸体水套或油道内的缩孔会导致冷却液泄漏，曲轴轴颈的裂纹会引发断裂。检测时需设计专用工装，将胶片固定在水套内部或曲轴轴颈旁，确保缺陷准确成像——比如8mm厚的缸体水套用90kV管电压就能清晰显示缩孔。

轨道交通用铸件（如机车车轮、转向架）承受高频振动与重载，内部缺陷会加速疲劳破坏。检测需重点检查车轮轮辋与轮毂过渡区、转向架焊缝部位，采用全景曝光技术（射线源置于中心，胶片环绕一周），一次性覆盖整个圆周，提高效率。

射线检测前的准备工作

铸件表面预处理是关键：需去除油污、涂料、飞边与毛刺——油污会产生伪影，涂料吸收射线导致图像变暗，飞边遮挡缺陷。预处理用砂纸打磨、钢丝刷清理或溶剂清洗，确保表面粗糙度≤Ra25μm，让胶片与工件紧密贴合。

检测方案需结合工艺文件与技术要求：首先明确标准（如GB/T 5677-2007《铸钢件射线照相检测》），确定检测比例（关键件100%，一般件20%抽检）；再根据材质、厚度选射线源（X或γ），用油漆标记关键受力区、热节区等检测部位。

人员资质与设备检查不可少：操作人员需持无损检测资格证（如RTⅡ级及以上），熟悉铸件工艺；设备使用前检查射线源泄漏（用剂量仪）、X射线机的管电压与电流稳定性（用万用表），确保设备正常。

环境准备需满足要求：现场检测选开阔无遮挡区域，避免散射；暗室保持恒温（18-22℃）、恒湿（≤60%），配备通风设备，防止显影液挥发影响健康。

射线设备与参数的设置要点

射线源选配对检测效果影响大：X射线机适合中薄件（≤50mm）与实验室，能量可调、焦点小、图像清晰；γ射线源适合厚件（＞50mm）与现场，无需电源、穿透强，但焦点大（如Co-60约2mm），分辨率略低。比如30mm铸钢件用X射线机，80mm铸钢件用Co-60。

管电压与电流需匹配厚度：管电压决定穿透能力，钢件每增1mm，管电压加2-3kV；管电流决定强度，通常与曝光时间成反比（保持曝光量不变）。比如10mm钢件用120kV、5mA，20mm钢件用160kV、10mA。

曝光时间与焦距调整保证清晰度：曝光过短导致感光不足、图像偏暗，过长则散射增加、图像模糊；焦距（源到工件距离）≥600mm，越大清晰度越高——比如焦距从600mm增到1200mm，几何不清晰度从0.2mm降到0.1mm。

设备需定期校准：每月用标准试块（如Fe-57）检查射线机灵敏度，确保识别0.1mm钢丝缺陷；每季度检查γ射线源活度（用活度计），活度降到初始50%时，需换源或增加曝光时间。

胶片与暗室处理的操作要求

胶片选配合射线能量：低能（≤150kV）用T1/T2型（卤化银颗粒小、对比度高），高能（＞150kV）用T3/T4型（颗粒大、感光快）。比如100kV X射线用T2胶片，Co-60γ射线用T4胶片。

曝光操作注意贴紧与防护：胶片用胶带或磁条贴紧工件，避免间隙导致模糊；两侧放铅箔增感屏（0.03-0.1mm厚），提高感光效率、减少曝光时间——比如无增感屏需60秒，有增感屏只需30秒。还用2mm厚铅板遮挡周围散射，防止背景灰雾。

显影定影控制条件：显影液温度18-20℃（过高灰雾增加，过低显影不足），时间4-6分钟，不断搅拌确保均匀；定影液温度一致，时间≥15分钟，确保未感光卤化银完全溶解。

水洗干燥需彻底：水洗≥30分钟（流动水），去除残留定影液；干燥用≤40℃热风箱，避免变形。干燥后胶片装防潮袋，标注铸件编号、日期与操作人员，便于追溯。

射线检测的安全防护措施

个人防护装备必备：操作人员穿铅衣（≥0.5mmPb当量）、戴铅眼镜（≥0.3mmPb）与剂量计（如热释光），铅衣覆盖躯干四肢，避免直接暴露。剂量计每月更换，记录剂量，确保不超年限值（20mSv）。

操作距离与遥控执行：射线源工作时，操作人员远离至少2米，用遥控装置启动设备，避免直接接触。现场用警示带划控制区（半径≥5米，禁无关人员），监督区（半径≥10米）设“当心电离辐射”标志。

射线源存储运输合规：γ源不用时存入铅罐（≥5mmPb），锁专用保险柜，专人保管；运输用防泄漏容器，办放射性物品运输许可证，避免丢失或泄漏。

应急处理提前准备：若源泄漏，立即撤离、关电源，拨环保电话（12369）；人员误受辐射，立即到医院测剂量，根据情况脱污或治疗。