射线实时成像探伤检测

一、X 射线探伤技术在文物考古中应用的原理X 射线探伤技术，是利用射线透过物体时，发生吸收和散射这一特性，通过测量材料中因缺陷存在影响射线的吸收来探测缺陷的一种技术。根据底片上有缺陷部位与无缺陷部位的黑度图像不一样，就可判断出缺陷的种类、数量、大小等，这就是射线照相探伤的原理，也称 X 射线照相技术。在考古学中运用 X 射线照相技术，就是利用 X 射线照相方法所具有不损坏器物的特性，而且，具有高穿透能力的电磁辐射 X 射线。在文物保护工作中单一的利用数码照片，只能对器物表面及形的一些信息进行了解，锈层底部及器物的内部的信息无法知晓，X 射线照相技术就能很好地解决这一问题。从另一个角度上讲，X 射线照相技术实际是一种“转换”技术，是把用肉眼直接观察不到的信息，变成“可识信息”，以反应物体内部的形貌特征，或者是物体内部结构特征。通过记录在 X 射线照片物体透视影像的丰富信息及其特征，来判断文物内部结构特征，或者相关的其他特征，如文物保存状况、前修复痕迹、相关其历史艺术信息，相关器物制作工艺特点等。现在，X 射线探伤技术已经成熟地应用于文物保护修复及古代技术研究中。运用此种设备进行文物相关研究比较广泛。X 射线是借助荧光屏显像的一种成像技术，具有穿透和荧光两个作用。X 射线照相是借助各种摄影装置，利用 X 射线的吸收、穿透和感光等作用。将被检客体的影像记录在与 X 射线仪连接的电脑相应的程序中。传统光学成像方式与 X 射线平面成像有些差异，传统的光学成像，不管模拟成像或数字成像，均使用光学透镜，波长范围为紫外线、可见光和近红外线。X 射线平面成像不用光学透镜成像。而是利用射线的直线传播，穿透物体，在物体背后放置 X 射线感光片将影像记录下来。X 射线平面成像与光学成像相比，除了不用镜头外，最主要的是记录的信息并不相同。二、X 射线照相技术在文物考古和绘图方面的应用实例文物具有不可再生性，在修复文物前，用 X 光照相方法能反应文物保存现状，通过这种无损分析结合文物的保存状况更利于文物保护与研究1. 在文物考古方面的应用X 射线照片作为光源的一种照相方法，利用具有高穿透能力的电磁辐射 X 光，在不破坏“研究对象”的情况下，对其内部形态进行探测来反应物体内部结构特征的一种无损检测方法。不同材质的文物，由于非均质特征，各个部位对 X 射线能量的吸收明显不同。能够显示铁器表层的锈蚀深度，能够了解器物的内部形貌特征。 现代文物保护修复，不仅是把破碎的文物复原，把受自然力侵蚀的文物寿命延长，而是对其历史价值、艺术价值的一个重新“发掘”、认识和评价的过程。文物在锈蚀或损坏得比较严重的情况下，对其修复保护操作前，没有详细的了解器物的现状，直接进行操作很可能对文物造成损伤甚至破坏，相关的历史和艺术信息将永远的消失，并且对文物研究也会有极大的影响，造成无法弥补的遗憾。下面结合铁牌饰、铁饰件、铁称砣数码相片与X 射线照片的对比图片，可以细致地了解器物纹样与图案。 图2 为铁牌饰的 X 射线照片，从片中看到的是一件非常生动的艺术品，没有任何损伤拼接痕迹，轮廓立体感强，人、马的轮廓线及人体五官和头部也非常清楚，马的线条也很清晰，马身上的饰物、缰绳、马鞍、弓弦、缨、鞦带等细微之处都清晰地呈现出来。马的五官、尾部、四蹄的外轮廓与真实马的形态相像，从马的尾巴及身体上的饰物上看去，动感很强。整体上看去好似一人悠闲地在马背上吹着音乐，而马听着美妙的乐声慢步行走，很陶醉的样子。铁饰件的数码片中，只能看到表面厚厚的锈层，锈层下的任何信息都显示不出来。这次在文物保护的过程中，我们利用 X 射线照技术，详细的对器物进行了解，发现锈层下的有粗细不均线条组合成生动的图案，而且固定在铁饰件边缘的两个片状铁片及与铆钉相接的结构也能清晰地看到。这个信息的解读对于保护研究方面与保护工作的操作方面以及考古研究工作的开展有着非常重要的价值，也同时要求文物保护人员在进行保护工作时要特别小心，如果不小心就会伤及器物的花纹。所以在保护操作工作中，一边对照 X 射线图片，一边小心谨慎进行保护操作，结果器物花纹没有受到一丝的伤害，同时也说明器物得到了成功的保护。秤砣虽锈迹斑斑，却保存尚好。器表 1 面刻有凹槽（图 5），另一面无任何纹饰。经 X 射线照相，想进一步对其进行了解。结果很遗憾，在 X 射线片上除有一些白点外（图 6），只能看到一块加工规整的铁块，没有显现出任何套接及修复痕迹，说明这件器物是一次成形的实心器物。在器物中心部位有若干大小不等的小圆点，我们认为此物应是在制作器物时产生的气泡而形成。器物表面刻的凹槽在 X 射线片中没有任何体现，我们也无法辨别记录的是什么文字，这种结果的出现主要是由于器物太厚，器物上所刻文字的凹槽太浅所致。反而在数码片中，这种实心器物用数码片的效果反而要比 X 射线片好一些，表面信息虽然不是很清晰，还可以看到大致的轮廓。2. 在考古绘图中的应用出土文物是研究者对遗址的文化进行判定的重要依据。器物图是对器物进行平面展示的平台，绘图是编写考古报告中的一项不可缺少的基本工作，也是进一步研究器物相关工艺的基础。目前的考古绘图，是完全使用手工测量，可直接测量的部分，在图中可以准确绘出其结构与大小，而一些无法测量的部位，尤其在绘器物的剖面图、内部结构及加工工艺和器物厚度是无法准确测量的，也只能估测，这样会影响考古报告的读者对器物内部结构的认知程度。X 射线平面成像是 X 射线穿透物体的影像信息的记录。由于 X 射线穿透能力强，光学成像射线无法穿透的物体，X 射线却可能穿透，获得其内部信息。通过 X 射线照片专业绘图员可以对文物的内部形貌及器物的原貌有更加细致的了解。在绘图时，用绘图工具测量、数码片、X 射线片三者相结合，能够完整地把器物的内、外部信息更全面地表现出来。如铁锁为圆柱形，锈蚀严重，有些锈层已经剥落（图 7），内部结构不详。从（图 8）X 射线照片中，能够清晰地了解铁锁的内部形貌。除铁锁两端外侧可看到的铁条贯通铁锁内部外，再无任何部件。铁条一侧弯曲，呈“U”形，且残断。则另一侧端部似花瓣形扁片。数码片对器物表面信息是一个很好的展示，在铁锁两侧各有一孔，一侧为圆形，另一侧则为月牙形，且二孔在一条直线上。通过铁锁使用两种照相技术相结合的方法。能够清晰地了解铁锁内、外部结构与构成，有助于绘图者对器物有更深一层、更细致的了解，提高了绘制器物线图的准确性，尤其是对器物的内部结构能够绘得更准确。再如，帽顶，表面可以看到它的内部构成。先制成直径不等的空心半圆形范，并在范上刻好花纹，三个直径基本相同，另一个较前者稍大，其中两个小的半圆对扣成球体，而另一个小半圆与大者叠扣在一起，再用一根方形铁条通过顶点将其串在一起（图 9、图 10）。三、利用 X 射线照相技术进行文物保护应注意的问题利用 X 射线技术对文物进行保护，能收到较好的效果，但不能取代所有的方法，还要注意与其他方法的结合。1. 要对 X 光片进行整体判读从利于文物保护与研究的角度，在提取器物时，最好用整取的方法将器物内部任何遗物信息留存。在对器物进行清洗保护时，根据 X 射线片对器物的锈蚀物进行清理，这样就不会将器物本身破坏，也不会丢失任何信息，可以更准确地识别器物的内部构成与结构形貌。2. 要与传统的数码技术相结合如前所述，进行文物保护，利用 X 射线技术并不能解决所有的问题。从（图 5、图 6）的秤砣来看，器物大致为柱状，受 X 射线穿透力的影响，在识别时纹样图案的效果极差。（图 8）的铁锁 X 射线照片也如此，除铁锁的内部存有一根铁条以外，无其他任何信息，也无法得知铁锁内部的具体结构。而数码相机照的照片，可以把器物表面的一些特征及信息反应出来。而两者相结合，第一有利于文物保护与制造工艺的研究；第二有利于文物保护操作工作的进行。所以个人认为，用 X 射线技术对文物进行研究时，应运用多种科学技术方法相结合进行测试，具有互补的作用。获取更多、更大量的信息，减少丢失任何有价值信息的可能性，对文物考古的相关研究可提供更全面的内在信息。通过对以上三件器物 X 射线相片，可以看出，它们的效果完全不同。由于骑士牌饰为薄片状，相关的历史和艺术信息一览无余。而多年保护工作的实践，本人总结出一些经验。对器物进行保护工作前，一定要进行一些科学技术的测试，能够尽量多的留下一些信息。文物具有不可再生性，所以对文物进行的保护都应在详细了解文物之后再进行操作。X射线探伤技术，具有无损的特征，这种特性非常适合在文物研究和文物保护中应用，可以更全面地揭示与文物有关的历史信息，更生动地提供文物的制作工艺及技术，更详细地绘制器物的原图。

p style="TEXT-ALIGN: center"　img title="输电线.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/60332b7b-cc86-4387-906a-a1466c66780f.jpg"//pp　3月24日，在220千伏莱孟I线停电检修工作现场，国网莱芜供电公司输电运检人员正在使用X射线探伤仪，对输电线路进行无损检测。/pp　　对输电线路进行X射线无损检测是莱芜供电公司输电运检人员在线路检修中的一项创新工作。X射线探伤仪分探测器和操控箱两部分，作业人员将探伤仪架设到杆塔引流板、耐张线夹等部位，在杆下操控操控箱，对线路相应部件进行X光照射，并拍摄影像，通过影像分析来检测引流线内部是否存在隐性缺陷。/pp　　在本次检修中，作业人员探伤检测耐张管156组，并对探伤检测发现的三处耐张管隐患进行了及时处理，为输电线路安全可靠供电又提供了一道保障。/p

日前，生态环境部办公厅发布了关于一起γ射线探伤作业违法违规造成辐射事故案件处理情况的通报。具体通报内容如下：各省、自治区、直辖市生态环境厅（局）、各γ射线移动探伤单位：因放射源活度高、易丢失，作业场所复杂，从业人员素质参差不齐、流动性大等特点，γ射线探伤作业一直是辐射安全监管重点领域。近期，宁夏回族自治区生态环境厅严厉查处了一起γ射线探伤作业违法违规造成辐射事故的案件。该案中涉事单位和人员无视法律法规要求，通过借用资质、许可证、放射源方式承揽项目，并雇用未经培训人员进行操作，最终造成三名工作人员受辐射损伤，性质极为恶劣。为汲取事故教训，进一步规范γ射线移动探伤作业的辐射安全管理，确保环境辐射安全和公众健康，现将有关情况通报如下。一、事故经过李某某借用宁夏冠唯工程检测技术有限公司探伤资质和辐射安全许可证，借用宁夏志杰检测工程有限公司γ射线探伤机（内含一枚Ⅱ类铱-192放射源），并通过互联网雇佣未受任何辐射安全培训的陈某某、刘某某和樊某某，为宁夏钢铁集团有限责任公司炼铁厂3#高炉富氧管道改造项目进行探伤。2020年6月14日13时起陈某某、刘某某及樊某某进行探伤作业，15日凌晨6时结束作业整备探伤机时发现放射源源辫不在探伤机中，刘某某随即用手钳将源辫安装回探伤机。6月15日开始，陈某某、刘某某感到身体不适，出现恶心、呕吐及乏力症状，樊某某无明显症状。24日左右，3人均出现手部红肿、疼痛等症状。29日开始，受照3人分别在宁夏、河北及北京进行检查治疗。诊断结论为：三人受照剂量均严重超过国家标准规定的剂量限值；陈某某左手急性放射性皮肤损伤Ⅲ度；刘某某左手拇指、食指急性放射性皮肤损伤Ⅳ度，左手中指、无名指及小指急性放射性皮肤损伤Ⅲ度；樊某某左手急性放射性皮肤损伤Ⅰ-Ⅱ度。二、调查处理情况接到宁夏回族自治区疾病预防控制中心关于3名探伤人员意外受照报告后，自治区生态环境部门会同公安机关对该事故中涉事单位及个人违法行为进行调查，并根据《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》有关规定，于2020年11月对宁夏志杰检测工程有限公司、宁夏冠唯工程检测技术有限公司两家单位作出吊销辐射安全许可证并处罚款7万元的行政处罚。三、工作要求各γ射线移动探伤单位应深刻汲取此次事故的经验教训，认真排查并切实杜绝借用许可资质、出借探伤机、使用未经培训人员作业等违法违规问题，严格按照相关法律法规和《关于γ射线探伤装置的辐射安全要求》（环发〔2007〕8号）、《关于进一步加强γ射线移动探伤辐射安全管理的通知》（环办函〔2014〕1293号）有关要求开展探伤作业。各级生态环境部门在日常监管中应持续加强和规范对γ射线移动探伤作业监管，对弄虚作假、违规操作的单位和个人坚持“零容忍”，发现一起查处一起，形成有力震慑；用好高风险移动放射源实时监控平台等新方法新手段，有效压实从业单位辐射安全主体责任，切实保障辐射安全。　　生态环境部办公厅2021年1月17日（此件社会公开）抄送：中国特种设备检验协会，中国原子能科学研究院，成都中核高通同位素股份有限公司，中国核动力研究设计院，海门伽玛星探伤设备有限公司，丹东市阳光仪器有限公司。