1895年，德国物理学家W.C.伦琴（威廉·康拉德·伦琴，Wilhelm Conrad Röntgen，1845-03-27～1923-02-10）发现了X射线，成为19世纪末20世纪初物理学的三大发现之一，最初主要用于医学成像诊断和X射线结晶学研究。20世纪20年代，X射线检测技术就进入了工业应用。

X射线无损检测技术的技术手段随着科学技术水平的发展而发展。最早发展起来的是X射线照相检测技术（X-radiography，XR），现在通常称为常规射线照相检测。几乎同时发展起来的还有使用荧光屏显示X射线影像的检测技术（real time radiography，RTR）。

X射线源的发展主要有三个方面：源发出的X射线的强度、X射线的焦点的大小和源装置的大小。检测厚的工件需要高强的X射线，检测薄的工件需要低强的X射线，现在高强和低强都可以做到了。X射线的焦点的大小已经从普通的大小发展出能够发射小焦点和微焦点的机器。随着先进材料的发展和X射线管的进步，X射线源装置的体积也大大地缩小。

对X射线无损检测技术影响最大的是计算机技术的发展和成熟，最重要的有计算机层析扫描成像技术（CT或X-CT）、X射线间接数字成像技术（CR）和X射线数字成像技术（DR）。这些成像技术同时改变了X射线探伤机的结构，主要影响X射线探伤机的成像装置部分。如数字成像DR技术，不需要X射线胶片，是一种非胶片X射线无损检测技术。

70年代，计算机层析扫描成像技术问世。X射线计算机层析扫描（CT）使用计算机处理数据，综合围绕物体的一个轴旋转而产生一系列二维X射线图像，获得该物体内部的三维图像。CT检测很快成为补充X射线照相检测的一个重要手段。在工业应用中常常称为工业X射线CT。

非胶片X射线数字照相检测技术的CR技术和DR技术分别出现于70年代中期和90年代末期。CR技术和DR技术都使用某种形式的成像板来代替射线胶片。CR技术中，取代胶片的是光激励储存荧光体成像板（PSP-IP），由此被称为间接数字成像技术。DR技术中取代胶片的核心部件是数字检测器阵列（DDA），由此被称为直接数字成像技术。

主要包括X射线机、安放试样的装置和给试样透照使X射线胶片感光的装置。冲洗、读片等装置一般不包括在X射线探伤机内。

X射线机利用高速运动电子轰击靶物质产生X射线，产生的X射线有连续谱和标识谱，工业X射线机主要利用轫致辐射产生的连续X射线进行检测。

X射线源主要由X射线管、高压发生器、灯丝电流控制和控制及显示4个基本电路以及辅助的保护装置组成（图1）。①X射线管。由保持真空和绝缘的外壳、阴极（灯丝、支撑体和阴极罩）、阳极（靶、导电散热支撑体和射线窗口）组成，利用阴极发射的电子在高压电场加速下，高速轰击靶，主要利用高速运动的电子与靶发生轫致辐射，产生X射线。②高压发生器。通过交流调压或直流斩波技术，结合变压器提供给射线管中电子加速电压。③灯丝电流控制。通过控制灯丝电流，控制阴极电子发射能力，控制X射线管电流。④控制及显示。采用闭环控制方式，控制射线管电流、电压，控制工作时间，控制保护电路（电流保护、电压保护、温度保护、压力保护、射线防护），并显示射线机工作状态。

图1 X射线源示意图

X射线照相应用X射线源产生的X射线照射试样，透过试样的X射线使X射线胶片感光获得试样内部结构的图像。X射线胶片经过显影冲洗等暗房处理，得到试样的X射线照片。

X射线机核心部件为X射线管，在X射线管内，由阴极发射电子、阴极和阳极间高压加速电子、高速运动电子轰击阳极靶，产生X射线。

X射线是一种波长很短的电磁波，波长为10^-8～10^-12米，能穿透一般可见光所不能透过的物质。从而可以透视光学不透明的物体。X射线穿透能力的强弱，与X射线的波长以及被穿透物质的密度和厚度有关。X射线波长越短，穿透力越大；密度越低，厚度越小，X射线越容易穿透。X射线探伤机由此来实现探伤检测。

照相法指以胶片作为记录信息器材的无损检测方法，是最基本、应用最广泛的一种X射线检测方法。

X射线检测主要利用X射线的穿透性和直线性。用X射线照射物体，X射线在穿透物体过程中会与物质发生相互作用，因吸收和散射而使其强度减弱。强度衰减程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中穿越的距离。如果被透照试件的局部存在缺陷，且构成缺陷的物质的衰减系数又不同于试件，该局部区域的透过射线强度就会与周围产生差异，把胶片放在适当位置，使其在透过射线的作用下感光。胶片经暗室处理后得到底片。底片上各点的黑化程度取决于射线照射量，由于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同，底片上相应部位就会出现黑度差异，据此可进行缺陷的判断。在底片上反映出缺陷在垂直于射线方向的平面投影。X射线探伤对气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷最敏感。一般情况下，射线探伤对垂直于射线方向的裂纹不敏感。

有些X射线检测附加使用辅助的渗透造影剂。渗透造影剂是特殊配方的化学溶液，对X射线有很强的吸收，在射线照相术中用来增强裂缝和分层等缺陷照片影像的对比度。

除了以胶片作为信息载体的常规射线照相方法外，还有许多其他种X射线检测方法，如利用加速器产生的高能X射线进行检测的高能射线照相，应用数字化技术的图像增强器射线实时成像、计算机X射线照相（CR）、线阵列扫描成像（LDR）、数字化成像技术（DR）以及层析照相等。

图2是X射线无损检测的示意图，圆弧片段为被检测样品。X射线管发出的X射线照射到样品的有缺陷的部位，在样品后面的X射线照相胶片上留下了缺陷的影像。

图2 X射线无损检测的示意图

图3是焊缝使用X射线无损检测的结果。照片中箭头所指的黑点是焊缝中的缺陷。

图3 焊缝的X射线无损检测照片

按照体积和重量（使用的场合）可分为固定式、移动式和便携式X射线探伤机3类。固定式和移动式X射线探伤机由操纵台、高压发生器、X射线管头、冷却装置、高压电缆和低压电缆、升降拖车和水管等组成，体积较大，一般适用于固定的检测场所。通常将X射线管和灯丝电流控制、绝缘和冷却做成管头，高压发生器及绝缘和冷却做成高压发生器，通过高压电缆连接；控制和显示部分通过电缆与高压发生器连接。由于穿透力强及使用时间长等方面的优势，使移动式X射线探伤机的使用范围及效果大大提高，配合专业的图像增强器等系统，可以实现被检测工件的实时成像，大大提高检测的效率。便携式X射线探伤机将设备组成中的X射线管和高压发生器、射线管灯丝电流控制、绝缘、散热和保护电路做成一体，用电缆将控制器与之连接，体积小、重量轻，方便携带和在野外作业使用。造价相对较低，广泛用于现场施工的检测项目中。

按辐射角度可分为定向辐射、周向辐射X射线探伤机两种。定向辐射X射线探伤机的射线束是固定一个方向辐射，射线束辐射圆锥角一般为40°～45°。周向辐射X射线探伤机的射线束是在与X射线管轴线成垂直方向的360°圆周上同时辐射。用于检测大口径管件、球形容器的环形焊缝时，通过一次曝光可以完成整个焊缝的探伤工作，检测效率大为提高。

按采用的X射线管材质不同可以分为玻璃壳X射线管探伤机和波纹陶瓷X射线管探伤机两种。玻璃壳X射线管制造相对简单，使用比较普遍。波纹陶瓷X射线管具有使用寿命长、体积小、重量轻等特点，较多使用于变频气绝缘携带式X射线机。

X射线探伤机的指标包括穿透力、透照相对灵敏度、X射线辐射角、计时器等。移动式X射线探伤机的性能要满足国家标准《无损检测仪器固定式和移动式工业X射线探伤机》（GB/T 26837）；便携式X射线探伤机的性能要满足国家标准《无损检测仪器携带式工业X射线探伤机》（GB/T 26838）。