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  棒阳极x射线管的技术创新 – 航空发动机焊缝的x射线无损检测

  Thorsten FROBA, Dr. Jens PeterSteffen

  x-RAY Worx GmbH, Siemensstra?e 26,D-30827 Garbsen,Germany,

  摘要:根据工业标准(如ASTM [1])的要求,航空发动机焊缝的x射线无损检测需要使用高强度长时间曝光的x射线,棒阳极x射线管的最大挑战在于其耐用性,为了增强棒阳极x射线管可靠性和耐用性,不仅要改进其机械设计,而且要引进创新的冷却技术。

航空发动机焊缝的X射线无损检测

  此文献概述了微焦点棒阳极x射线管的安装及应用,特别是在航空航天工业中。文中讨论了不同的技术难点,如散热、冷却的改进、以及密闭的冷却回路,并讲述了x-RAY Worx公司的研发团队是如何解决这些关键问题,最终为航空发动机检测领域集成了一套紧凑、耐用的棒阳极x射线管。新的棒阳极x射线管的技术,使设备更稳定,减少故障率并为发动机制造商提供了优化的x射线检测方案。

  1.应用领域

  射线照射及射线透视技术广泛应用在无损检测领域中,在普通的射线检测系统中,一般将x射线源放置在被检测物的前面,一个x射线感光胶片或探测器放置在被检测物的后面,用以接收穿透被检测物后残余的射线,但是许多被检测物的缺陷所处的位置非常不适用于这种检测方式。

  那些带有很多孔腔或很厚的管璧的检测样品,由于射线穿透后分辨率以及对比度的问题,导致检测结果非常不理想。例如中空的样品[2]和热交换器[3],管板上焊接许多管子,这种焊缝的检测就需要一个狭长的x射线源,伸进管子内部,如热交换器的管子内部,标准的x射线管都不能满足这种检测方式。

  图1. 使用普通的x射线管进行焊缝检测

  类似的难点在航空发动机零部件的检测中很常见,x射线源必须非常靠近焊接点(the weld),同时胶片及探测器需要放置在焊接处的另一侧,使用普通的x射线管,不可能将x射线源靠近缺陷处,而且不可避免的需要穿透很厚的管壁(如图1),穿透双壁厚度导致分辨率和对比度降低,而且会产生重叠分辨被检测区域的现象。

  为了解决上述检测难点,研制了棒阳极x射线管,x射线窗位于阳极棒的顶端,阳极棒可以探入孔洞内部,图2展示了使用棒阳极x射线管检测的基本原理,相对于普通的从被检测物外部透照