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日常生活中,通过X射线来检查身体,诊断疾病,这已是一种常识。但人们有所不知,在民用飞机制造中,也在运用X射线能穿透物体的原理,检查飞机零件是否有“病”,是否符合设计要求,以确保飞行安全。
偶然的发现
1895年,德国物理学家伦琴偶然发现某种神秘射线具有穿透物体的能力,将其命名为X射线(X的意思就是“未知”)。
X射线具有很强的穿透本领,虽然我们的肉眼看不见,却能透过许多不透明的东西,比如纸张、人体、金属等。X射线的这种穿透本领,使其得到广泛应用,尤其是在医学上,已经成为常规的疾病诊断手段。世界上第一张X射线照片就是发现者伦琴的夫人的手骨照片。
神奇的工具
X射线在飞机制造中运用广泛。例如,发动机是飞机的“心脏”,检测发动机的燃油管路和各类连接件焊缝,是否存在内部缺陷,发动机铸造叶片及焊接叶片是否有孔洞、裂纹等缺陷,这对确保发动机的质量是至关重要的,而完成这一重要任务的就是X射线。
X射线还用于机翼的主承力构件大梁、燃油管路、铸件以及焊件的检查中,是质量检验人员的好帮手。除此之外,还可以利用X射线检查是否存在多余物。在飞机制造中,任何掉入飞机内的异物(专业称为多余物,如零件碎片、紧固件、维修检测工具等)都有可能危及飞行安全。这些异物可能会导致机械卡死、电器短路、仪器失灵等故障,严重时可能直接导致机毁人亡。
对于一般多余物,检查人员通过肉眼就可以发现。但是,对于像飞机中央翼、外翼、水平尾翼和垂直尾翼这样的封闭大部件,一旦安装完成,里面藏有多余物,肉眼就很难发现,这时就可以通过X光透视的办法来进行检查。
检查的方法
工业X射线检查的基本方法是成像法。检查前,需要先对零件进行必要的清理和清洁,因为像油脂、零件铸造留下的型砂、焊接或机械加工留下的金属屑等都对检测有干扰。接着,按要求把零件固定在合适的位置上,将胶片放在零件后的合适位置。检查人员设置好电压等曝光参数,利用X射线发生器发出射线,对胶片进行照射。由于缺陷部位和没有缺陷的部位对X射线的吸收能力不同,胶片将接受不同的射线曝光。在暗室中经过处理后,就可以得到一张黑白底片。最后,把底片放在辅助观测用的观灯片上,就可以观察到缺陷位置明显的不同了,检查人员据此给出缺陷评估结论。
X射线检测技术也在不断进步,大体趋势是更加集成化、数字化、信息化和智能化。传统的X射线成像法需要胶片,就好比胶片相机。后来人们又发展了其他新方法,比如计算机放射摄影(Computer Radiography,缩写为CR),是用荧光板代替胶片,类似手动数码相机。数字射线成像(Digital Radiography,缩写为DR)是在计算机控制下,采用传感器把透过的X射线信息转化为数字信号,然后交由计算机处理和编辑,不仅不需要胶片,也不需要荧光板,就好比电脑控制下的数码相机。
安全和保護
凡事有利就有弊。X射线穿透力强是它的最大优点,但对于人体来说,这也是它的最大危害。目前,科学家根据对人体的损伤特性将X射线分为软X射线和硬X射线。软X射线穿透力弱,对人体伤害更小,主要用于医学检查。即使如此,国际卫生组织也建议X射线检查不要超过一年一次。硬X射线穿透力更强,对人体伤害更大,主要用于工业上的零件检查。
为了安全,国家在相关标准中对X射线的工业防护有很严格的要求。首先,在工作环境上要有足够安全的防护设计。不仅要求检测室和操作室要分开,而且整个检测室的墙壁都采用厚达50厘米的混凝土浇筑,防护门大多采用外面钢板并在里面包裹铅板的设计,门的大小必须超过门框,即要求门和墙之间有重叠,门和地面之间也不允许有缝隙。大门采用门机连锁设计,门开断电,门关通电。
其次,为了防止累计辐射剂量超标,检测人员会佩戴一个蓝色的小夹子,行业内称剂量笔,里面存储着所接受的射线辐照量。这支剂量笔每个季度都会被送到疾控中心的专门检测部门,监测它所接受的射线辐照量是否超标。
最后,为了防止单次辐射量意外爆发,工作人员随身配备一个约2寸见方大小的个人剂量报警仪,辐射剂量超标时会自动发出警告。
偶然的发现
1895年,德国物理学家伦琴偶然发现某种神秘射线具有穿透物体的能力,将其命名为X射线(X的意思就是“未知”)。
X射线具有很强的穿透本领,虽然我们的肉眼看不见,却能透过许多不透明的东西,比如纸张、人体、金属等。X射线的这种穿透本领,使其得到广泛应用,尤其是在医学上,已经成为常规的疾病诊断手段。世界上第一张X射线照片就是发现者伦琴的夫人的手骨照片。
神奇的工具
X射线在飞机制造中运用广泛。例如,发动机是飞机的“心脏”,检测发动机的燃油管路和各类连接件焊缝,是否存在内部缺陷,发动机铸造叶片及焊接叶片是否有孔洞、裂纹等缺陷,这对确保发动机的质量是至关重要的,而完成这一重要任务的就是X射线。
X射线还用于机翼的主承力构件大梁、燃油管路、铸件以及焊件的检查中,是质量检验人员的好帮手。除此之外,还可以利用X射线检查是否存在多余物。在飞机制造中,任何掉入飞机内的异物(专业称为多余物,如零件碎片、紧固件、维修检测工具等)都有可能危及飞行安全。这些异物可能会导致机械卡死、电器短路、仪器失灵等故障,严重时可能直接导致机毁人亡。
对于一般多余物,检查人员通过肉眼就可以发现。但是,对于像飞机中央翼、外翼、水平尾翼和垂直尾翼这样的封闭大部件,一旦安装完成,里面藏有多余物,肉眼就很难发现,这时就可以通过X光透视的办法来进行检查。
检查的方法
工业X射线检查的基本方法是成像法。检查前,需要先对零件进行必要的清理和清洁,因为像油脂、零件铸造留下的型砂、焊接或机械加工留下的金属屑等都对检测有干扰。接着,按要求把零件固定在合适的位置上,将胶片放在零件后的合适位置。检查人员设置好电压等曝光参数,利用X射线发生器发出射线,对胶片进行照射。由于缺陷部位和没有缺陷的部位对X射线的吸收能力不同,胶片将接受不同的射线曝光。在暗室中经过处理后,就可以得到一张黑白底片。最后,把底片放在辅助观测用的观灯片上,就可以观察到缺陷位置明显的不同了,检查人员据此给出缺陷评估结论。
X射线检测技术也在不断进步,大体趋势是更加集成化、数字化、信息化和智能化。传统的X射线成像法需要胶片,就好比胶片相机。后来人们又发展了其他新方法,比如计算机放射摄影(Computer Radiography,缩写为CR),是用荧光板代替胶片,类似手动数码相机。数字射线成像(Digital Radiography,缩写为DR)是在计算机控制下,采用传感器把透过的X射线信息转化为数字信号,然后交由计算机处理和编辑,不仅不需要胶片,也不需要荧光板,就好比电脑控制下的数码相机。
安全和保護
凡事有利就有弊。X射线穿透力强是它的最大优点,但对于人体来说,这也是它的最大危害。目前,科学家根据对人体的损伤特性将X射线分为软X射线和硬X射线。软X射线穿透力弱,对人体伤害更小,主要用于医学检查。即使如此,国际卫生组织也建议X射线检查不要超过一年一次。硬X射线穿透力更强,对人体伤害更大,主要用于工业上的零件检查。
为了安全,国家在相关标准中对X射线的工业防护有很严格的要求。首先,在工作环境上要有足够安全的防护设计。不仅要求检测室和操作室要分开,而且整个检测室的墙壁都采用厚达50厘米的混凝土浇筑,防护门大多采用外面钢板并在里面包裹铅板的设计,门的大小必须超过门框,即要求门和墙之间有重叠,门和地面之间也不允许有缝隙。大门采用门机连锁设计,门开断电,门关通电。
其次,为了防止累计辐射剂量超标,检测人员会佩戴一个蓝色的小夹子,行业内称剂量笔,里面存储着所接受的射线辐照量。这支剂量笔每个季度都会被送到疾控中心的专门检测部门,监测它所接受的射线辐照量是否超标。
最后,为了防止单次辐射量意外爆发,工作人员随身配备一个约2寸见方大小的个人剂量报警仪,辐射剂量超标时会自动发出警告。