ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 213
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
; изотопы —для контроля труднодоступных мест и в условиях монтажа, ускорители электронов — для контроля больших толщин и преимущественно в цеховых условиях);
выбор радиографической пленки (РТ-1 — для сварных соединений больших толщин; РТ-2 — при уменьшенном времени экспозиции для широкого спектра толщин; РТ-3 и РТ-4 — для малых толщин для получения контрастных снимков ; РГ-5 — для ответственных сварных соединений; типа РМ и РТ-2 — при использовании усиливающих экранов);
определение оптимальной схемы просвечивания в соответствии с рис. 6.15;
нахождение и опытная отработка режимов просвечивания (фокусное расстояние от 300 до 700 мм; экспозицию в виде произведения тока трубки на время или для гамма-излучения в виде гамма-эквиваленте радия на время по номограммам /35/ и по эталонам чувствительности);
подготовка объекта к просвечиванию (удаление загрязнений, шлака, масла и т. д.; разбивка на участки и маркировка, укрепление кассеты с пленкой и эталонов чувствительности на изделии);
просвечивание;
фотообработка снимков (проявление, закрепление в фиксирующем растворе, окончательная промывка и сушка);
расшифровка снимков и установление вида и размера дефектов в соответствии с требованиями ГОСТ 7512-82 к качеству снимка;
оформление результатов контроля (при сокращенной записи Т — трещины, Н — непровары; П — поры, Ц — цепочка пор, Ш — шлаковые включения. В — вольфрамовые включения, Р — разностенность, О — ослабления корня шва, См — смещение кромок). Форма регистрации дефектов по снимку производится по ГОСТ 23055-82.
Рис. 6.15. Схемы просвечивания
1 — источник излучения; 2 — контролируемый участок; 3 — кассета с пленкой
Пример записи для стыкового шва С5 длиной участка 300 мм с чувствительностью снимка К= 2%: С5,300 мм, 2%, дефекты: 2Ш20, 4ПЗ, Ц20П4хЗ. Запись показывает, что в шве обнаружено 2 непровара по 20 мм, 4 поры диаметром 3 мм, цепочка пор 20 мм с длиной 4 мм и шириной 3 мм.
Нормы дефектности устанавливают по ТУ, СНИПам, ГОСТам и по другой нормативно-технической документации. Например, ГОСТ 23055-78 устанавливает семь классов сварных соединений с толщиной 1...400 мм по максимально допустимым размерам дефектов (увеличение размеров допустимых дефектов происходит от 1 к 7 классу). В заключении по контролю необходимо отразить: годен или не годен сварной шов.
Ксерорадиографический и флюорографический методы контроля.
Ксерорадиография. Этот метод контроля представляет собой процесс получения изображения на поверхности пластины, свойства которой изменяются в соответствии с энергией воспринятого рентгеновского или гамма-излучения.
Чувствительность ксерографического метода контроля зависит от энергии излучения, степени ослабления излучения в материале, разрешающей способности пластин и процесса проявления (свойств проявляющего порошка и метода его нанесения). Чувствительность ксерографического метода несколько ниже радиографического на рентгеновскую пленку. К преимуществам ксерографического метода относят оперативность получения снимка и сухой метод проявления. Методом фотосъемки с одной ксерограммы можно сделать высококачественные фотографии с большим числом копий.
При ксерографии отпадает необходимость в дефицитных материалах и процессах фотообработки. Стоимость контроля по сравнению с радиографическим снижается в 6-7 раз. Недостатки, сдерживающие ее массовое применение: низкое качество пластин; трудности контроля больших изделий из-за ограниченности размеров пластин; возможность использования только плоских пластин; пластины подвержены влиянию влажности и низкой температуры.
В промышленности применяют установки, которые позволяют контролировать материалы толщиной до 20 мм. В качестве источников излучения чаще всего используют серийные рентгеновские аппараты, хотя могут применяться и гамма-аппараты, имеющие в качестве изотопов Ir 192 или Cs137.
Флюорография. Этот метод контроля заключается в регистрации рентгеновского или гамма-излучения на фотобумагу или фотопленку, содержащих в 7-9 раз меньше серебра, чем рентгеновская пленка. Необходимым условием является обязательное сочетание фотобумаги или фотопленки и усиливающих флуоресцентных экранов. Ионизирующее излучение падает вначале на экран с флуоресцентным слоем для формирования оптического изображения, которое фиксируется на фотобумаге, контактирующей с флуоресцентным экраном.
Существенным преимуществом при просвечивании на фоторегистратор является уменьшение времени экспозиции и обработки снимка. Время просвечивания рентгеновским аппаратом на флюорографическую пленку в 5-6 раз меньше радиографии с применением обычных пленок, а при флюорографии и радиографии с помощью высокоэнергетических источников излучений (Co60, линейный ускоритель) фактически одинаково. Значительно меньше расходуется времени на обработку фотобумаги по сравнению с радиографической пленкой.
Цветовая радиография. Обычный черно-белый рентгеновский снимок содержит только один оценочный параметр - яркость серого оттенка. Цветное изображение в отличие от черно-белого позволяет получить два добавочных параметра: цвет и насыщенность. Благодаря этому увеличивается информативная способность радиографического снимка.
Для получения цветного изображения с помощью черно-белой фотопленки делают два или три снимка контролируемого объекта рентгеновским излучением различной энергии и интенсивности (косвенный метод). При этом экспортируют поочередно каждую пленку или одновременно все пленки с использованием фильтров для селекции рентгеновского излучения. В результате изменения эффективной энергии рентгеновского излучения изображения на каждой пленке отличаются друг от друга. Затем черно-белые негативы окрашивают, например, первый снимок в красный цвет, второй в зеленый, третий в синий и составляют вместе.
Расшифровку полученного изображения производят на негатоскопе. Оператор воспринимает больше оттенков цвета, чем градаций яркости, что облегчает контроль качества и повышает его достоверность за счет учета одновременно большего объема информации.
Другим способом цветной радиографии является непосредственное использование цветной фотопленки (прямой метод). Этот метод основан на различной чувствительности и контрастности эмульсионных слоев многослойных фотографических или рентгенографических цветных пленок при воздействии на них ионизирующего излучения. Если пленку просвечивать рентгеновским или γ- излучением, то пленка окажется разбалансированной как по контрасту, так и по чувствительности. После проявления на ней появляются различные цветовые оттенки, обусловленные интенсивностью падающего света.
При цветной радиографии улучшается выявляемость дефектов и возможность контроля изделий с большими перепадами толщин, а также определение размеров дефектов в направлении просвечивания.
Современные методы радиационной дефектоскопии.
Радиоскопия. Этот метод контроля основан на просвечивании контролируемых объектов рентгеновским излучением с последующим преобразованием радиационного изображения объекта в светотеневое или электронное и передачей этого изображения на расстояние с помощью оптики или телевизионной техники для визуального анализа на выходных экранах.
Целесообразность этого метода определяется с учетом того, что по сравнению с радиографией чувствительность радиоскопического метода к дефектам ≈ в 2 раза ниже, а производительность в 3-5 раз выше. Этот метод позволяет просматривать внутреннюю структуру контролируемого изделия в процессе его перемещения относительно входного экрана со скоростью от 0,3 до 1,5 м/мин в зависимости от типа преобразователя и толщины изделия. В качестве преобразователей теневого радиационного изображения в светотеневое или электронное применяют флуороскопические экраны, сцинтилляционный кристалл, электронно-оптическое устройство и реже электролюминесцентный экран. Особое положение занимает рентген-видикон, преобразующий рентгеновское изображение объекта непосредственно в видиосигнал без потери информации.
Флуороскопические экраны изготавливают нанесением на картонную основу флуоресцентного вещества (люминофора), которое представляет собой смесь кристаллов сульфида цинка (ZnS) и сульфида кадмия (CdS), активизированного серебром. В результате процессов взаимодействия рентгеновского и γ-излучения с веществом люминофора возникает люминесценция со свечением в зеленой и желто- зеленой части видимого спектра.
Чувствительность контроля оказывается в 3-6 раз ниже, чем при радиографии. Эти экраны служат для регистрации электронов, протонов, α-частиц, а также могут быть использованы входными элементами рентгеновских электронно-оптических преобразователей (РЭОП) и в флюорографии.
Сцинтилляционные кристаллы представляют собой монокристаллы неорганического (щелочно-галоидные NaI, KI, CsI активTI) и органического (антрацен) происхождения с различными активаторами. Принцип действия сцинтилляционных кристаллов основан на способности люминофоров светиться кратковременными вспышками (порядка 100 мкс-1 нс).
Сцинтилляционные кристаллы по ряду параметров превосходят флуороскопические экраны, в частности разрешающая способность кристаллов CsI составляет 10-12 лин/мм, тогда как при использовании флуороскопических экранов разрешающая способность контроля не превышает 3 лин/мм.
Электролюминесцентные экраны основаны на свечении некоторых люминофоров под действием переменного электрического поля. К экрану в местах проводящих покрытий подведено высокое напряжение (600-800В), которое падает на фотопроводник из-за его высокого электрического сопротивления, в то время как на слой люминофора приходится незначительная часть падающего напряжения. При облучении сопротивление фотопроводника резко падает, а на люминофоре возрастает, что вызывает его свечение. Эти экраны, используемые в качестве преобразователей, увеличивают яркость свечения в 100 раз.
При непосредственном наблюдении флуороскопический экран и сцинтилляционный монокристалл не могут обеспечить оптимальную для расшифровки яркость изображения.
Для создания таких изображений применяют специальные усилители рентгеновского изображения - рентгеновские электронно-оптические преобразователи (рис.1.14).
Рис.1.14. Схема электронно-оптического преобразователя:
1 – источник излучения; 2 – свинцовая диафрагма; 3 – просвечиваемый объект;
4 – стеклянная вакуумная трубка; 5 – алюминиевая подложка; 6 – флуороскопический экран; 7 – фотокатод; 8, 9 – выходные экраны; 10 – оптика; 11 – передающая телекамера; 12 – анод; 13 – металлизированное покрытие; 14 – экран телевизора
В РЭОП совмещены флуороскопический экран 6 и фотокатод 7.
Полупрозрачный сурьмено-цезиевый фотокатод под действием свечения люминофора, которое вызывается рентгеновским излучением, испускает электроны в количестве, пропорциональном интенсивности света. Электроны, ускоренные в 104 раз фокусируются на выходных экранах 8 и 9, где посредством люминофора электронное изображение преобразуется в оптическое.
Изображение на выходном экране рассматривается с помощью оптики 10 или передается с помощью телекамеры 11 на видиоконтрольное устройство - экран 14. Основными параметрами РЭОП являются относительный квантовый выход, чувствительность, предел разрешения, динамический диапазон, степень чистоты рабочего поля, временное разрешение.
выбор радиографической пленки (РТ-1 — для сварных соединений больших толщин; РТ-2 — при уменьшенном времени экспозиции для широкого спектра толщин; РТ-3 и РТ-4 — для малых толщин для получения контрастных снимков ; РГ-5 — для ответственных сварных соединений; типа РМ и РТ-2 — при использовании усиливающих экранов);
определение оптимальной схемы просвечивания в соответствии с рис. 6.15;
нахождение и опытная отработка режимов просвечивания (фокусное расстояние от 300 до 700 мм; экспозицию в виде произведения тока трубки на время или для гамма-излучения в виде гамма-эквиваленте радия на время по номограммам /35/ и по эталонам чувствительности);
подготовка объекта к просвечиванию (удаление загрязнений, шлака, масла и т. д.; разбивка на участки и маркировка, укрепление кассеты с пленкой и эталонов чувствительности на изделии);
просвечивание;
фотообработка снимков (проявление, закрепление в фиксирующем растворе, окончательная промывка и сушка);
расшифровка снимков и установление вида и размера дефектов в соответствии с требованиями ГОСТ 7512-82 к качеству снимка;
оформление результатов контроля (при сокращенной записи Т — трещины, Н — непровары; П — поры, Ц — цепочка пор, Ш — шлаковые включения. В — вольфрамовые включения, Р — разностенность, О — ослабления корня шва, См — смещение кромок). Форма регистрации дефектов по снимку производится по ГОСТ 23055-82.
Рис. 6.15. Схемы просвечивания
1 — источник излучения; 2 — контролируемый участок; 3 — кассета с пленкой
Пример записи для стыкового шва С5 длиной участка 300 мм с чувствительностью снимка К= 2%: С5,300 мм, 2%, дефекты: 2Ш20, 4ПЗ, Ц20П4хЗ. Запись показывает, что в шве обнаружено 2 непровара по 20 мм, 4 поры диаметром 3 мм, цепочка пор 20 мм с длиной 4 мм и шириной 3 мм.
Нормы дефектности устанавливают по ТУ, СНИПам, ГОСТам и по другой нормативно-технической документации. Например, ГОСТ 23055-78 устанавливает семь классов сварных соединений с толщиной 1...400 мм по максимально допустимым размерам дефектов (увеличение размеров допустимых дефектов происходит от 1 к 7 классу). В заключении по контролю необходимо отразить: годен или не годен сварной шов.
Ксерорадиографический и флюорографический методы контроля.
Ксерорадиография. Этот метод контроля представляет собой процесс получения изображения на поверхности пластины, свойства которой изменяются в соответствии с энергией воспринятого рентгеновского или гамма-излучения.
Чувствительность ксерографического метода контроля зависит от энергии излучения, степени ослабления излучения в материале, разрешающей способности пластин и процесса проявления (свойств проявляющего порошка и метода его нанесения). Чувствительность ксерографического метода несколько ниже радиографического на рентгеновскую пленку. К преимуществам ксерографического метода относят оперативность получения снимка и сухой метод проявления. Методом фотосъемки с одной ксерограммы можно сделать высококачественные фотографии с большим числом копий.
При ксерографии отпадает необходимость в дефицитных материалах и процессах фотообработки. Стоимость контроля по сравнению с радиографическим снижается в 6-7 раз. Недостатки, сдерживающие ее массовое применение: низкое качество пластин; трудности контроля больших изделий из-за ограниченности размеров пластин; возможность использования только плоских пластин; пластины подвержены влиянию влажности и низкой температуры.
В промышленности применяют установки, которые позволяют контролировать материалы толщиной до 20 мм. В качестве источников излучения чаще всего используют серийные рентгеновские аппараты, хотя могут применяться и гамма-аппараты, имеющие в качестве изотопов Ir 192 или Cs137.
Флюорография. Этот метод контроля заключается в регистрации рентгеновского или гамма-излучения на фотобумагу или фотопленку, содержащих в 7-9 раз меньше серебра, чем рентгеновская пленка. Необходимым условием является обязательное сочетание фотобумаги или фотопленки и усиливающих флуоресцентных экранов. Ионизирующее излучение падает вначале на экран с флуоресцентным слоем для формирования оптического изображения, которое фиксируется на фотобумаге, контактирующей с флуоресцентным экраном.
Существенным преимуществом при просвечивании на фоторегистратор является уменьшение времени экспозиции и обработки снимка. Время просвечивания рентгеновским аппаратом на флюорографическую пленку в 5-6 раз меньше радиографии с применением обычных пленок, а при флюорографии и радиографии с помощью высокоэнергетических источников излучений (Co60, линейный ускоритель) фактически одинаково. Значительно меньше расходуется времени на обработку фотобумаги по сравнению с радиографической пленкой.
Цветовая радиография. Обычный черно-белый рентгеновский снимок содержит только один оценочный параметр - яркость серого оттенка. Цветное изображение в отличие от черно-белого позволяет получить два добавочных параметра: цвет и насыщенность. Благодаря этому увеличивается информативная способность радиографического снимка.
Для получения цветного изображения с помощью черно-белой фотопленки делают два или три снимка контролируемого объекта рентгеновским излучением различной энергии и интенсивности (косвенный метод). При этом экспортируют поочередно каждую пленку или одновременно все пленки с использованием фильтров для селекции рентгеновского излучения. В результате изменения эффективной энергии рентгеновского излучения изображения на каждой пленке отличаются друг от друга. Затем черно-белые негативы окрашивают, например, первый снимок в красный цвет, второй в зеленый, третий в синий и составляют вместе.
Расшифровку полученного изображения производят на негатоскопе. Оператор воспринимает больше оттенков цвета, чем градаций яркости, что облегчает контроль качества и повышает его достоверность за счет учета одновременно большего объема информации.
Другим способом цветной радиографии является непосредственное использование цветной фотопленки (прямой метод). Этот метод основан на различной чувствительности и контрастности эмульсионных слоев многослойных фотографических или рентгенографических цветных пленок при воздействии на них ионизирующего излучения. Если пленку просвечивать рентгеновским или γ- излучением, то пленка окажется разбалансированной как по контрасту, так и по чувствительности. После проявления на ней появляются различные цветовые оттенки, обусловленные интенсивностью падающего света.
При цветной радиографии улучшается выявляемость дефектов и возможность контроля изделий с большими перепадами толщин, а также определение размеров дефектов в направлении просвечивания.
Современные методы радиационной дефектоскопии.
Радиоскопия. Этот метод контроля основан на просвечивании контролируемых объектов рентгеновским излучением с последующим преобразованием радиационного изображения объекта в светотеневое или электронное и передачей этого изображения на расстояние с помощью оптики или телевизионной техники для визуального анализа на выходных экранах.
Целесообразность этого метода определяется с учетом того, что по сравнению с радиографией чувствительность радиоскопического метода к дефектам ≈ в 2 раза ниже, а производительность в 3-5 раз выше. Этот метод позволяет просматривать внутреннюю структуру контролируемого изделия в процессе его перемещения относительно входного экрана со скоростью от 0,3 до 1,5 м/мин в зависимости от типа преобразователя и толщины изделия. В качестве преобразователей теневого радиационного изображения в светотеневое или электронное применяют флуороскопические экраны, сцинтилляционный кристалл, электронно-оптическое устройство и реже электролюминесцентный экран. Особое положение занимает рентген-видикон, преобразующий рентгеновское изображение объекта непосредственно в видиосигнал без потери информации.
Флуороскопические экраны изготавливают нанесением на картонную основу флуоресцентного вещества (люминофора), которое представляет собой смесь кристаллов сульфида цинка (ZnS) и сульфида кадмия (CdS), активизированного серебром. В результате процессов взаимодействия рентгеновского и γ-излучения с веществом люминофора возникает люминесценция со свечением в зеленой и желто- зеленой части видимого спектра.
Чувствительность контроля оказывается в 3-6 раз ниже, чем при радиографии. Эти экраны служат для регистрации электронов, протонов, α-частиц, а также могут быть использованы входными элементами рентгеновских электронно-оптических преобразователей (РЭОП) и в флюорографии.
Сцинтилляционные кристаллы представляют собой монокристаллы неорганического (щелочно-галоидные NaI, KI, CsI активTI) и органического (антрацен) происхождения с различными активаторами. Принцип действия сцинтилляционных кристаллов основан на способности люминофоров светиться кратковременными вспышками (порядка 100 мкс-1 нс).
Сцинтилляционные кристаллы по ряду параметров превосходят флуороскопические экраны, в частности разрешающая способность кристаллов CsI составляет 10-12 лин/мм, тогда как при использовании флуороскопических экранов разрешающая способность контроля не превышает 3 лин/мм.
Электролюминесцентные экраны основаны на свечении некоторых люминофоров под действием переменного электрического поля. К экрану в местах проводящих покрытий подведено высокое напряжение (600-800В), которое падает на фотопроводник из-за его высокого электрического сопротивления, в то время как на слой люминофора приходится незначительная часть падающего напряжения. При облучении сопротивление фотопроводника резко падает, а на люминофоре возрастает, что вызывает его свечение. Эти экраны, используемые в качестве преобразователей, увеличивают яркость свечения в 100 раз.
При непосредственном наблюдении флуороскопический экран и сцинтилляционный монокристалл не могут обеспечить оптимальную для расшифровки яркость изображения.
Для создания таких изображений применяют специальные усилители рентгеновского изображения - рентгеновские электронно-оптические преобразователи (рис.1.14).
Рис.1.14. Схема электронно-оптического преобразователя:
1 – источник излучения; 2 – свинцовая диафрагма; 3 – просвечиваемый объект;
4 – стеклянная вакуумная трубка; 5 – алюминиевая подложка; 6 – флуороскопический экран; 7 – фотокатод; 8, 9 – выходные экраны; 10 – оптика; 11 – передающая телекамера; 12 – анод; 13 – металлизированное покрытие; 14 – экран телевизора
В РЭОП совмещены флуороскопический экран 6 и фотокатод 7.
Полупрозрачный сурьмено-цезиевый фотокатод под действием свечения люминофора, которое вызывается рентгеновским излучением, испускает электроны в количестве, пропорциональном интенсивности света. Электроны, ускоренные в 104 раз фокусируются на выходных экранах 8 и 9, где посредством люминофора электронное изображение преобразуется в оптическое.
Изображение на выходном экране рассматривается с помощью оптики 10 или передается с помощью телекамеры 11 на видиоконтрольное устройство - экран 14. Основными параметрами РЭОП являются относительный квантовый выход, чувствительность, предел разрешения, динамический диапазон, степень чистоты рабочего поля, временное разрешение.