Методы радиографического контроля сварки.
При радиографическом методе контроля — радиографии для регистрации интенсивности излучения за исследуемым объектом (изделия) в качестве детектора излучения применяют рентгенографическую пленку. Рентгенография и гаммаграфия — методы, обладающие большой общностью по технологии контроля. Они широко применяются в промышленности, так как обладают высокой чувствительностью к дефектам, объективностью, простой схемой просвечивания и доступностью организации и проведения контроля. К радиографии следует отнести и ксерорадиографический (электрорадиографический) метод контроля.
Рентгенография — метод, основанный на регистрации интенсивности рентгеновского излучения, взаимодействующего с контролируемым объектом, на рентгенографической пленке. Оптическая плотность почернения рентгенографической пленки зависит от дозы ионизирующего излучения, поэтому она больше на участках, перекрытых менее плотными (или менее протяженными в направлении просвечивания) местами контролируемого объекта. Вследствие этого выявляется картина внутреннего состояния контролируемого объекта. Время просвечивания исследуемых объектов определяется по номограммам экспозиции, которые обычно строят для каждого материала в зависимости от толщины просвечиваемого слоя, напряжения на аноде рентгеновской трубки (энергии излучения), анодного тока, фокусного расстояния (от источника излучения до пленки) типа применяемой рентгенографической пленки и усиливающих экранов.
Для сокращения времени просвечивания при радиографическом методе контроля применяют усиливающие экраны: металлические (главным образом свинцовые, оловянные и оловянисто-свинцовые, иногда и из других металлов), и люминесцентные — на основе рентгенолюминофоров различного химического состава. Металлические усиливающие экраны по сравнению с флуоресцирующими обеспечивают более четкое изображение дефектов на снимке.
Рентгеновский аппарат выбирают, исходя из необходимого диапазона напряжения на рентгеновской трубке, с учетом области применения аппарата и конструктивных особенностей контролируемых изделий условии контроля (цеховые, полевые, стационарные) и эксплуатационных возможностей аппарата (габариты, масса, максимальный анодный ток, размеры фокуса рентгеновской трубки и др.).
Гаммаграфия — метод обнаружения скрытых дефектов путем просвечивания контролируемых объектов гамма-излучением радиоактивных нуклидов и регистрации полученного изображения на рентгенографическую пленку Время просвечивания определяют по номограммам экспозиции в зависимости от толщины и плотности просвечиваемого материала, типа радиоактивного источника, интенсивности излучения (активности выбранного источника излучения) фокусного расстояния, типа применяемой рентгенографической пленки и усиливающих экранов.
Гаммаграфию применяют: а) при контроле сварных конструкций, просвечивание которых с помощью рентгеновских аппаратов невозможно из-за большой толщины; б) при просвечивании сложных сварных узлов (изделий), конструкция которых исключает возможность рентгеновского просвечивания; в) при просвечивании кольцевых сварных швов крупногабаритных цилиндрических и сферических изделии, контроль которых рентгеновским излучением, включая использование рентгеновских трубок с вынесенным анодом, менее эффективен- г) при просвечивании сварных соединений изделий в полевых условиях, когда возможность проведения рентгеновского просвечивания исключена; д) во всех случаях когда отсутствует рентгеновская аппаратура или нельзя применять другие методы контроля.
Мощность экспозиционной дозы излучения радиоактивного источника устанавливают исходя из необходимой производительности контроля в соответствии с номенклатурой и техническими характеристиками выпускаемых источников гамма-излучения.
Тип гамма-дефектоскопа определяется конструктивными особенностями контролируемого объекта, типом радиоактивного источника и создаваемой им мощностью: экспозиционной дозы излучения, условиями контроля и эксплуатационными возможностями дефектоскопа (масса, его конструктивное оформление).
Предпочтительным детектором гамма-излучения радиоактивных источников является рентгенографическая пленка, применяемая в сочетании с усиливающими свинцовыми или оловянисто-свинцовыми экранами. Можно также применять люминесцентные усиливающие экраны или их комбинации с металлическими экранами.
Параметры радиографического контроля — энергию излучения, марку рентгенографической пленки, расстояние между источником излучения и объектом контроля с закрепленной кассетой, размеры контролируемых участков, размеры снимков, оптическую плотность почернения снимков, эталоны чувствительности, которые устанавливаются на сварном соединении, порядок расшифровки снимков и т. д. — определяют в соответствии с ГОСТ 7512—75 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод.»
Для проведения радиографического контроля толстостенных стальных изделий, а также изделий из более тяжелых металлов или из легких материалов большой толщины следует применять ускорители заряженных частиц — бетатроны, линейные ускорители, микротроны.
В зависимости от максимальной энергии и мощности экспозиционной дозы тормозного излучения бетатронов установлена область их применения по толщине и плотности контролируемых материалов.
Линейные ускорители создают тормозное излучение в широких диапазонах энергий и интенсивностей. Мощным источником тормозного излучения являются также циклические ускорители электронов — микротроны. Отечественный ускоритель «Микротрон-Д», рассчитанный на энергию 10 МэВ, создает мощность экспозиционной дозы излучения до 2000 Р/мин на расстоянии 1 м от мишени. Высокая интенсивность излучения линейных ускорителей и микротронов делает их в некоторых случаях предпочтительными источниками, например, при просвечивании стальных толстостенных (до 500 мм) конструкций. Бетатроны, линейные ускорители и микротроны изготовляются по заказам потребителей. С учетом требований по чувствительности к дефектам и производительности контроля рентгенографические пленки заряжают в кассеты вместе со свинцовыми экранами, флуоресцирующими экранами, с их комбинацией или без экранов.
Разновидностью радиографического метода контроля является нейтронная радиография с помощью потоков тепловых нейтронов, которые предназначаются для контроля больших толщин тяжелых материалов, тонких слоев водородсо-держащих материалов (в том числе заэкранированных более тяжелыми материалами), для обнаружения включений элементов, содержащих нуклиды с высоким поглощением нейтронов — 10В, 6Li, 113Cd и др., для контроля качества радиоактивных изделий. Для получения изображений на рентгенографической пленке используются экраны-конверторы из цветных и редких металлов — Cd, Rh, Ag, In, Dy, Au. В качестве источников нейтронов применяют ядерные реакторы, электрические нейтронные генераторы и радиоизотопные источники, использующие (а, п) и (у, /г)-ядерные реакции.
При радиографическом контроле применяют рентгенографические пленки, различающиеся по чувствительности к излучению и коэффициенту контрастности. Рентгенографические пленки с более высокой чувствительностью к излучению (например РТ-1) обеспечивают меньшие времена просвечивания, однако чувствительность к дефектам у этих пленок хуже, чем у пленок с меньшей чувствительностью к излучению, но с большим коэффициентом контрастности (например, РТ-5, РНТМ-1, РТ-4М). Марку пленки выбирают с учетом требуемых чувствительности к дефектам и производительности контроля. При просвечивании ответственных сварных соединений следует применять пленку РТ-5.
Ксерорадиография (электрорадиография) — метод получения изображения дефектов с использованием в качестве детектора излучения фотопроводниковой (обычно селеновой) заряженной пластинки, чувствительной к ионизирующему излучению, на поверхности которой электрические свойства изменяются в соответствии с энергией рентгеновского или гамма-излучения, воспринятого этой поверхностью. Под действием рентгеновского или гамма-излучения селен становится проводником. В результате происходит утечка заряда с поверхности
пластинки. Остаточный заряд на любом участке пластинки будет однозначно связан с интенсивностью излучения, падающего на данный ее участок; при этом остаточный заряд будет тем меньше, чем больше интенсивность излучения. В тех местах пластинки, на которые попало излучение, прошедшее через дефект в контролируемом объекте (трещина, непровар, поры), остаточный заряд будет меньше, чем в других местах пластинки, соответствующих бездефектному участку изделия. ' Таким образом, в пластинке образуется скрытое электростатическое изображение внутреннего строения просвечиваемого объекта. Изображения проявляют, нанося на пластинку сухие красящие вещества (порошок), частицы которых притягиваются к пластинке оставшимся на ней электрическим зарядом. В связи с чем весь процесс получил название ксерорадиографии (от греч. xeros — сухой), а пластинки — ксерорадиографические.
На практике для получения ксерорадиографических изображений применяют ксерорадиографические пластины, работающие в диапазоне температур 5—35° С (СЭРП-100П, СЭРП-150 и др.).
Для ксерорадиографии применяют установки двух типов — стационарные ЭРГА-01, ЭРГА-02, ЭРГА-ПП, ЭГУ-6М и ЭРГА-М (для медицинских целей), ЭРГА-С и переносные ПКР, ПКР-1, ПКР-2С и др. Установки ЭГУ-6М, ЭРГА-М и ЭРГА-С содержат узлы для зарядки, проявления, закрепления и очистки. Габаритные размеры установок 1200X1200X800 мм, масса 170 кг.
Установки ПКР-1 и ПКР-2С имеют три узла: зарядки, проявления и закрепления. Габаритные размеры установки ПКР-1 220X240X360 мм, масса 20 кг. Масса установки ПКР-2С 30 кг, габаритные размеры 400X400X600 мм. Эти установки предназначены для использования в лабораторных, цеховых, монтажных и полевых условиях.
Для неразрушающего контроля плоских сварных соединений и соединений труб диаметром 800 мм и выше предназначен аппарат ЭРЕНГ.
Смотреть автора
Все статьи о контроле качества сварки
Другие статьи
Электрошлаковая сварка
Электроннолучевая сварка
