9. Радиографический контроль. Теоретические основы метода. Средства контроля.

Радиационный неразрушающий контроль - вид неразрушающего контроля, основанный на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения после взаимодействия с контролируемым объектом.

Ионизирующим называют излучение, взаимодействие которого с веществом приводит к образованию в этом веществе зарядов различного знака. Длина волны электромагнитного ионизирующего излучения составляет 6∙10-9…10-16 м.

При радиационном контроле ионизирующее излучение от источника проходя через объект контроля регистрируется специальным устройством – детектором.

При прохождении излучения через объект контроля происходит уменьшение интенсивности излучения, которое зависит от размеров объекта контроля, плотности его материала и энергии источника излучения.

Наличие в объекте контроля дефектов, плотность материала в которых отличается от основного материала, приводит к изменению интенсивности пучка излучения, прошедшего объект контроля в зоне этого дефекта.

Источником ионизирующего излучения при радиационном контроле выступают, как правило, рентгеновские аппараты, либо источники на базе радионуклидов.

[ИЗ ЛЕКЦИИ]
Теоретические основы метода

Радиографический контроль является одним из наиболее информативных методов дефектоскопии и широко применяется для контроля опасных производственных объектов. Наибольшее распространение получил радиографический метод контроля качества сварных соединений при изготовлении, монтаже, эксплуатации и ремонте в атомной промышленности, нефтяной и газовой отраслях, машиностроении, на взрывопожароопасных и химически опасных производствах.

Рентгеновское излучение – электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением (от 0,001 до 50 нанометров). Рентгеновские лучи могут проникать сквозь вещество, причём различные вещества по-разному их поглощают. Поглощение рентгеновских лучей является важнейшим их свойством в рентгеновской съёмке. Интенсивность рентгеновских лучей экспоненциально убывает в зависимости от пройденного пути в поглощающем слое:

---

, где , – интенсивность излучения на поверхности объекта контроля и при выходе из него соответственно, Вт/м²; – толщина объекта контроля; – коэффициент ослабления ионизирующего излучения в объекте контроля, 1/м.

Поглощение происходит в результате фотопоглощения (фотоэффекта) и комптоновского рассеяния.

Вследствие данных эффектов взаимодействия излучения с веществом интенсивность первичного излучения по мере прохождения его через вещество уменьшается.

Наличие в материале внутренних несплошностей размером , отличающихся по плотности от основного материала, приводит к изменению значения интенсивности пучка излучения в зоне несплошности по сравнению с бездефектной зоной. Основная задача радиационного контроля (РК) – зарегистрировать данное изменение интенсивности при помощи детекторов ионизирующего излучения.

Основными источниками рентгеновского излучения являются рентгеновские трубки, которые представляют собой двухэлектродный вакуумный прибор. В стеклянном или керамическом баллоне расположены катод и анод. При протекании по вольфрамовой нити накала катода электрического тока происходит его нагрев до температуры 2200 – 2500°С и за счет явления термоэлектронной эмиссии в междуэлектродном пространстве появляются свободные электроны, которые фокусируются специальным устройством и при этом образуют вокруг катода электронное облачко.

При приложении между электродами трубки (катодом и анодом) разности потенциалов (напряжения) отрицательно заряженные электроны начинают ускоренно двигаться к положительно заряженному аноду. Возникновение рентгеновского излучения происходит при торможении ускоренных электронов мишенью анода. В качестве материала мишени используются тугоплавкие металлы, например, вольфрам или молибден.

---

Радиографическая чувствительность характеризуется минимальным дефектом, выявляемым радиографическим методом и определяется радиографической контрастностью объекта контроля, разрешающей способностью и контрастной чувствительностью детектора излучения, а также геометрией просвечивания.

Разрешающая способность характеризуется минимальным размером выявленного дефекта в плоскости, перпендикулярной направлению просвечивания и определяется минимальным расстоянием между двумя элементами изображения, которые на радиограмме переданы раздельно. Разрешающая способность детектора излучения, например, рентгеновской пленки, зависит от энергии излучения, толщины фоточувствительного слоя, метода фотообработки и размера зерен галоидного серебра.

Минимальный размер дефекта, который может быть обнаружен радиографическим методом, зависит от его формы и местонахождения. Лучше всего выявляются дефекты с плоскими гранями, ориентированные вдоль направления просвечивания, вследствие большего градиента интенсивности излучения на границах по сравнению с дефектами, например, шаровой или цилиндрической формы. Дефекты в виде плотного слипания металла (расслоения), расположенные перпендикулярно направлению просвечивания, радиографическим методом не выявляются.

Чувствительность радиографического контроля характеризуется минимальным лучевым (в направлении просвечивания) размером выявленного эталонного дефекта (проволочки, канавки, отверстия) и выражается в абсолютных или относительных единицах. Она зависит от радиографической контрастности контролируемого объекта и от коэффициента контрастности детектора излучения.

Порядок проведения радиографического контроля сварных соединений регламентирован ГОСТ 7512-82 и ВСН 2-146-82 «Инструкция по радиографическому контролю сварных соединений трубопроводов различного диаметра».

Перед проведением радиографического контроля необходимо провести подготовку к контролю.

Радиографический контроль следует проводить после устранения обнаруженных при внешнем осмотре сварного соединения наружных дефектов и зачистки его от неровностей, шлака, брызг металла,

---

окалины и других загрязнений, изображения которых на снимке могут помешать расшифровке снимка.

После зачистки сварного соединения и устранения наружных дефектов должна быть произведена разметка сварного соединения на участки и маркировка (нумерация) участков, установка эталонов и маркировочных знаков.

Одним из главных нормативных документов, регламентирующих работу с использованием источников ионизирующего излучения является «Нормы радиационной безопасности НРБ-99». Он устанавливает основные дозовые пределы: Эффективная доза 20 м^Зв за год при продолжительности работы 2000 /год соответствует мощности эффективной дозы рентгеновского (гамма) излучения на рабочем месте 10 мк^Зв/ч.

За период трудовой деятельности (50лет) эффективная доза (поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения, с учетом их радиочувствительности) для персонала на должна превышать 1000 м^Зв, а для населения за период жизни (70 лет) – 70 м^Зв.

Средства контроля

В качестве источников ионизирующего излучения используют радионуклиды, в результате распада которых получается линейчатый спектр излучения, рентгеновские трубки и ускорители, дающие непрерывный спектр тормозного излучения.

Примеры источников ионизирующего излучения: гамма-дефектоскоп на основе радионуклида Se-75 РИД-Se4P; рентгеновский аппарат импульсного действия Арина-3; рентгеновский аппарат непрерывного излучения ICM SITE-X C2004; рентгеновский аппарат непрерывного излучения РПД-200; бетатрон.

Радиографическая пленка состоит из следующих слоев: подложка – основание пленки, представляющее собой тонкую, прозрачную и гибкую пластмассу; подслой – тонкий слой специального клея, нанесенный с обеих сторон подложки и улучшающий соединение эмульсионных слоев с подложкой; светочувствительные эмульсионные слои – слои, состоящие из равномерно распределенных кристаллов AgBr и частично AgJ, нанесенный с двух сторон на подслой защитный слой – тонкий слой на основе желатина, предохраняющий эмульсионные слои от механических повреждений

Промышленные генераторы бывают импульсного или постоянного потенциала. «Импульсники» рассчитаны на просвечивание малых толщин. С импульсными генераторами можно делать как направленные, так и панорамные экспозиции. Тем не менее, импульсные переносные рентгеновские аппараты очень мало весят (в пределах 10 кг) и стоят недорого. Но «живут», как правило, не очень долго.

---

Генераторы постоянного потенциала долговечнее «импульсников», лучше подходят для рентгенографии больших толщин и диаметров. Вес таких ИИИ может составлять 20–40 кг, а иногда и больше.

Плюсы:	Минусы:
Рентгеновские снимки, сделанные при радиографической дефектоскопии, могут хранится длительное время для последующего выявления причин аварий	Качество снимка и последующего его анализа, зависит от того, как мастер настроит контролирующий аппарат
Анализ качественных характеристик шва рентгеном точный и редко пропускает недочёты мимо себя (как видимые, так и невидимые)	Дороговизна малогабаритных аппаратов
Метод помогает быстро найти дефекты даже на самом глубоком уровне соединения	Дороговизна светочувствительных пленок и других расходников
Рентгеновский снимок показывает место, в котором есть дефект, и его приблизительный размер	Контроль качества с применением радиографического излучения опасен для здоровья (что влечет за собой неизбежную остановку работ при просвечивании, а также обеспечение всех условий охраны труда согласно нормативной документации)
На радиографический анализ уходит немного времени, а из средств нужен только рентген-аппарат (и пленки к нему в случае с аналоговым рентгеновским аппаратом)	Нечувствительность к некоторым видам дефектов;
Контролировать качество можно у сложных конструкций с труднодоступными местами (например, трубопроводных систем)	Высокие требования к квалификации персонала, занятого в осуществлении рентгеновского контроля.
Можно применять для широкого списка материалов

---

Смотрите также файлы

• Исследование основных метрологических характеристик электромеханических измерительных приборов.docx

• Пвквыавапвапвквыавапва.rtf

• К таким особенностям относят.docx

• Способы записи алгоритмов.docx

• Есте сатау же білім.doc