Файл: контроль качества сварных соединений.doc

Экспозиционная доза - характеристика, основанная на ионизирующем действии излучения в сухом атмосферном воздухе. Единица экспозиционной дозы - Кл/кг. 1 Кл/кг соответствует экспозиционной дозе рентгеновского или -излучений, при прохождении которого через 1 кг воздуха в результате всех ионизаци­онных процессов в воздухе образуются ионы, несущие заряд в 1 Кл электричества каждого знака.

Внесистемная единица экспозиционной дозы - рентген (Р). Рентген - это экспозицион­ная доза рентгеновского и излучений, при прохождении которых через г в воздухе в результате завершения всех иониза­ционных процессов появляются ионы, несущие заряд в одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака.

Мощность экспозиционной дозы (МЭД), т.е. экспозиционная доза фотонного излучения, отнесенная к единице времени, выражается в А/кг или Р/с. Ампер на килограмм равен мощности экспозиционной дозы рентгеновского и -излучений, при которой за 1 с сухому атмосферному воздуху передается экспозиционная доза 1 Кл/кг.

Основные единицы измерения ионизирующих излучений в СИ и их связь с внесистемными единицами приведены в табл. 16.1

16.1. Основные единицы измерения ионизирующих излучений в СИ и их связь с внесистемными единицами

Характеристика	Единица измерения в СИ	Внесистемная единица	Соотношение между единицами
Энергия ионизирующего излучения	Джоуль, Дж	1 МэВ=1,6 Дж	1 Дж = 6,25 МэВ
Активность изотопа	Беккерель,Бк	1 Кюри (Ки)=37 ГБк	1Бк = Ки
Интенсивность ионизирующего излучения	Вт/	1 МэВ/( с)= 1,602 Вт/	1 Вт/ = 6,24 МэВ/( с)
Поглощенная доза излучения	Гр	1 рад = Гр = Дж/кг	1 Гр = рад
Мощность поглощенной дозы излучения	Гр/с	1 рад/с = Гр/с	1 Гр/с = рад/с
Эквивалентная доза излучения	Зв	1 бэр = Дж/кг = Зв	1 Зв = бэр
Мощность эквивалентной дозы излучения	Зв/с	1бэр/с = Зв/с	1 Зв/с = бэр/с
Экспозиционная доза излучения	Кл/кг	1 Р=2,58 Кл/кг	1 Кл/кг = 3,88 Р
Мощность экспозиционной дозы излучения	А/кг	1 Р/с=2,58 А/кг	1 А/кг = 3,88 Р/с

---

.

---

Чувствительность радиационного контроля. На чувствительность контроля оказывают влияние ряд факторов:

• 
  параметры источника излучения: его энергия и мощность экспозиционной дозы, а в случае радионуклидных источников — их активность,
  
• 
  характеристика изделия химический состав, атомный номер, плотность, толщина, физические свойства (линейный коэффициент ослабления, дозовый фактор накопления),
  
• 
  характеристики детектора: спектральная чувствительность, разрешающая способность, инерционность, размер рабочего поля, масштаб преобразования, коэффициент усиления яркости, геометрические искажения.
  

Учет этих данных позволяет оценить основные параметры контроля, к которым относят абсолютную и относительную чувствительность радиационного контроля, геометрическую и динамическую нерезкость радиационного изображения.

Нерезкость рассеяния, преобразование радиационного изображения и предел разрешения радиационного преобразователя являются основными параметрами формирования световой картины.

Абсолютная чувствительность — это минимальный размер дефекта (контролируемого параметра) который может быть зафиксирован. Подбор абсолютной чувстви­тельности обеспечивается эталонами (имитаторами дефек­тов). Эталоны бывают проволочные, канавочные, пластинчатые и ступенчатые (таблица 6.8). Приблизительное значение абсолютной чувствительности (в мм) можно определить из соотношения /35/


где — коэффициент линейного ослабления (выбирается по справочникам).

Таблица Эталоны чувствительности

Тип эталона	Эскиз	Чувствительность (в %) для =10...50 мм	Стандарты
Проволочный (Геометрический ряд значений dс основанием 1,25)		1	Европейских стран, Вели­кобритании, Японии
Канавочный с канавками постоянной ширины и переменной глубины (Арифметический ряд значений )		0,5	Европейских стран
Канавочный с канавками переменных ширины и глубины		1	РФ
Пластинчатый с отверстиями		1,5...2,0	США, ASME Code, РФ
Ступенчатый с отверстиями		2,0...2,5	Междуна­родного ин­ститута свар­ки (МИС)

---

Относительная чувствительность — это отношение абсолютной чувствительности к толщине объекта:

.

Геометрическая нерезкость обусловлена конечными размерами эффективного фокусного пятна источника и геометрическими параметрами устройства, формирующего радиационное изображение.

Динамическая нерезкость появляется при относитель­ном перемещении источника излучения и объекта контроля и преобразователя и связана с пороговыми характеристиками радиационных преобразователей и их реакцией на изменение радиационного изображения во времени.

Нерезкость рассеяния возникает за счет рассеяния пер­вичного излучения в материале объекта или в детекторе радиационного излучения.

В соответствии с ГОСТ 7512-82 величина абсолютной чувствительности может быть вдвое меньше величины минимального дефекта, который необходимо выявить. Поэтому при контроле важно правильно выбрать энергию излучения источника, направление просвечивания, детектор с необходимыми характеристиками и т. д.

Из рис. 6.9 видно, что чувствительность контроля стали одинаковой толщины тем выше, чем меньше энергия излучения.

Рассеянное излучение, которое имеет место в объекте контроля, ухудшает (размывает) качество снимка. При этом с увеличением толщины металла данное ухудшение становится больше, и при толщине 100... 150 мм контроль, как пра­вило, вести затруднительно. Однако необходимо иметь в виду, что при просвечивании толщины от 5 до 40 мм чувствительность контроля увеличивается с увеличением толщины (с К = 5...7% до 1,5..2,5% соответ­ственно) и далее постепенно падает. Такой пик чувствительности объясняется постепенной фильтрацией мягких составляющих излучения, которые не проникают в более глубокие слои металла и тем самым уменьшается влияние рассеянного излучения.


а) б)

Рис. 6.9. Зависимость чувствительности радиографического контроля от энергии излучения: а - рентгеновского аппарата РУП-150-10; б - изотопов; F- фокусное расстояние

Форма дефектов и их ориентация в шве также значитель­но влияют на чувствительность контроля. Дефекты типа

---

непроваров, имеющих в сечении форму параллелепипеда, ориентированные большими гранями S параллельно направлению излучения, выявляются значительно лучше, чем дефекты цилиндрической или сферической формы (шлако­вые включения, поры). Это объясняется большей резкостью теневого изображения данных дефектов. При ориентации дефектов под углом к направлению просвечивания плотность потемнения изображения и чувствительность контроля падают, так как пучок проходит не всю высоту дефекта S, а только ее часть. При этом чувствительность будет определяться также и величиной раскрытия дефекта (рис. 6.10). При небольшом раскрытии дефекта (например, у трещин, несплавлений по кромкам) проекция дефекта на детекторе может не отразиться из-за малой разницы в плотности потемнения пленки в дефектом и бездефектных местах. Поэто­му вероятность выявляемости трещин, стянутых непрова­ров, несплавлений по кромкам и катетам, расслоение проката составляет ориентировочно 35...40%.


Рис. 6.10. Выявляемость трещины в зависимости от ее ориентации к направлению излучения

Фокусное расстояние и размер фокуса также изменяют чувствительность контроля. С увеличением фокусного расстояния F происходит ослабление энергии излучения, делает его более мягким и выявляемость дефектов улучшается. При уменьшении размера фокуса просвечивания чувствительность контроля также возрастает.

Для увеличения чувствительности контроля используют также усиливающие экраны (металлические и флуоресцен­тные). Материалом металлических экранов служит фольга тяжелых металлов (свинца, олова, вольфрама), а флуорес­центных— сернистый цинк, сернистый кадмий и др. Физическая сущность действия усиливающих экранов заключается в эмиссии с них вторичных электронов, которая инициируется излучением от источника (для металлических экранов, толщиной 0,05...0,5 мм), или эмиссией фотонов видимой части спектра (для флуоресцентных экранов толщиной 0,002...0,2 мм). Усиливающие экраны, помещаемые

---