Файл: лекции без рисунков старые.pdf

3.4ИСТОЧНИКИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

3.4.1Источники рентгеновского излучения Рентгеновская трубка Типы рентгеновских аппаратов

Линейные и циклические ускорители заряженных частиц

3.4.2Радионуклидные источники

3.4.3Источники нейтронов

3.5ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ

РЕГИСТРАЦИИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

3.5.1Фотографическое действие

3.5.2Фотоэффект

3.5.3Люминесценция

3.5.4Ионизация газов

3.5.5Действие излучения на полупроводники

3.6РАДИОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ

3.6.1Формирование полезной информации в виде радиационного контраста

3.6.2Преобразование радиационного изображения в оптическое

3.6.3Качество радиографических изображений

3.6.4Методика и техника контроля

3.6.5Химико-фотографическая обработка экспонированной пленки

3.6.6Расшифровка радиографических снимков и разбраковка изделий

3.6.7Производительность контроля

3.6.8Специальные методы радиографии

Электрорадиография

Томография

Нейтронная радиография

Микрофокусная радиография

3.7РАДИОСКОПИЧЕСКИЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ

3.7.1Преобразователи изображений

3.7.2Рентгенотелевизионные установки

3.7.3Радиоскопические системы

3.8РАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ

3.8.1Детекторы излучения

3.8.2Радиометрические дефектоскопы

3.9ДОЗИМЕТРИЯ

3.9.1Предельно допустимые нормы облучения

3.9.2Защита от облучения

1

3 РАДИАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

Радиационный неразрушающий контроль – вид неразрушающего контроля, основанный на регистрации и анализе ионизирующего излучения после взаимодействия с контролируемым объектом. (ГОСТ 24034 «Контроль неразрушающий радиационный. Термины и определения»). В основе радиационных методов контроля лежит получение дефектоскопической информации об объекте контроля с помощью ионизирующего излучения, прохождение которого через вещество сопровождается ионизацией атомов и молекул среды. Результаты контроля определяются:

–природой и свойствами используемого ионизирующего излучения;

–физико-техническими свойствами объекта контроля;

–свойствами детектора, используемого для регистрации результата взаимодействия излучения с вещество объекта контроля;

–технологией контроля;

–квалификацией дефектоскопистов, проводящих контроль.

3.1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РАДИАЦИОННОГО МЕТОДА

Радиационные методы неразрушающего контроля предназначены для обнаружения:

впроизводстве изделий:

–макроскопических нарушений сплошности материала контролируемых объектов, возникающих (поры, раковины, рыхлоты, микрорыхлоты, пористость, шлаковые и другие включения, непровары, трещины);

–внутренней геометрии деталей, узлов и агрегатов (разностенность и отклонение формы внутренних контуров от заданных по чертежам, неправильная сборка узлов, зазоры, неплотное прилегание в соединениях)

при эксплуатации техники:

–трещин, коррозионных поражений во внутренних полостях,

–внутренних неисправностей агрегатов;

–нарушений правильности взаимного расположения деталей в сложных узлах.

Не допускается применять радиационные методы контроля для выявления:

–расслоений;

–слипаний;

–закатов;

–заковов;

–волосовин;

–других дефектов с незначительным раскрытием

взаготовках и деталях из металлов, получаемых пластическим деформированием (ковка, штамповка и др. подобные технологические процессы).

3.2 СТАНДАРТЫ В РАДИАЦИОННОМ НЕРАЗРУШАЮЩЕМ КОНТРОЛЕ.

Обеспечение качества контроля неразрывно связано с сертификацией и стандартизацией методов НК, определяющих требования к качеству продукции на отечественном, региональном и международном рынках.

В России и частично в странах СНГ действует система стандартов ГОСТ. Радиационные методы НК регламентированы отечественными стандартами в терминологии; области применения, технологии; приборов и средств контроля, сертификации специалистов. Перечень основных стандартов по радиационному НК приведен в табл.3.1

2

Существуют:

-ISO - международная организация, объединяющая национальные комитеты по стандартизации;

-CEN - Европейский комитет по стандартизации.

Обе организации разрабатывают соответственно ISO и EN (Европейские нормы) (табл.3.2). Они отражают терминологию, основные положения; радиографические пленки; качество изображения и технологию контроля сварных соединений источников излучения; сертификации персонала и др.

Таблица3.2

ISO и EN по радиационному контролю

3

При создании стандартов ISO были неформально объединены положения, изложенные в стандартах США (американского общества по испытаниям материалов ASTM; инженеров-механиков ASME и неразрушающего контроля ASNT) и в стандартах Германии DIN.

В разных странах Европы, Китая, Индии и странах Ближнего Востока действует система радиографического контроля Германии, которая определяется стандартами DIN и разработана специалистами Немецкого института материаловедения и испытаний (ВАМ). Отличительной особенностью этой системы является применение проволочных индикаторов качества изображения, которые нашли ограниченное применение в нашей стране, где используются контрольные образцы с канавками.

Необходимо отметить, что стандартами DIN к чувствительности рентгеновских снимков предъявляются более жесткие требования, поэтому снимки, удовлетворяющие требованиям по чувствительности контроля с использованием контрольных образцов с канавками, применяемых в нашей стране, могут не соответствовать требованиям о проволочным индикаторам качества изображения.

Международная организация по стандартизации ИСО (Комитет 135) и Европейская организация по стандартизации СЕН контроля готовят к выпуску серию стандартов по радиографическому контролю, объединяющих достижения вышеуказанных систем с целью повысить уровень объективности оценки получаемых результатов. Однако широкого распространения они не получили и, в основном, находятся в стадии согласования с членами Комитета 135, в том числе и с нашей страной. Проведение радиографического контроля в соответствии с международными и национальными стандартами, принятыми в зарубежных фирмах, в РФ потребует специального оборудования и вспомогательных принадлежностей, большей частью отсутствующих в нашей стране (как, например, радиографические пленки: в РФ выпускают только два типа технических радиографических пленок, в то время как зарубежные пленки классифицируют по свойствам на 6 классов).

В национальных стандартах США, Германии, Франции и других стран имеется указание на то, что взамен радиографического метода может применяться любой другой метод (радиоскопический, радиометрический) радиационного НК, если по чувствительности и достоверности он не уступает радиографическому.

Большинством стран принято условие, когда при радиографическом контроле не обеспечивается выявление следующих дефектов:

-любых дефектов, если их протяженность в направлении излучения меньше удвоенной чувствительности контроля в миллиметрах или если изображения дефектов совпадают на снимке с другими изображениями, затрудняющими расшифровку снимков (посторонних деталей, острых углов изделия, резких перепадов толщин свариваемых элементов, конструктивных непроваров и т.п.);

-непроваров и трещин, если их раскрытие менее значений, приведенных в табл.3.3;

-непроваров и трещин, плоскость раскрытия которых не совпадает с направлением излучения;

-металлических и неметаллических включений с коэффициентом ослабления излучения, одинаковым для металла и дефекта.

Таблица 3.3

Минимально допустимые значения раскрытия трещин и непроваров

4

Примечание* В соответствии с ГОСТ 24034-80 под радиационной толщиной следует понимать суммарную длину участков оси рабочего пучка направленного первичного излучения в материале контролируемого объекта.

3.3 ПРИРОДА ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Как отмечалось выше, радиационный контроль использует первичным воздействием на ОК ионизирующее излучение, которое подразделяют на два вида: фотонное (гамма- и рентгеновское) и корпускулярное (бета-; альфа- и нейтронное излучение).

Рентгеновское и гамма-излучение как и световые, и радиоволны имеют электромагнитную природу. В зависимости от длины волн и частоты импульсов лучи разных типов можно расположить в ряд, приведенный в табл.3.4.

Таблица 3.4

Электромагнитные волны с различной длиной волны и энергией фотонов

Из табл. 3.4 видно, что энергия фотонов рентгеновского и гаммаизлучения гораздо выше фотонов видимого света. Этот факт объясняет их ионизирующее свойство при взаимодействии с атомами вещества. Диапазоны энергий рентгеновского и гаммаизлучения близки между собой и частично перекрывают друг друга.

В дефектоскопии используют как рентгеновское, так и гамма-излучение на всем энергетическом диапазоне. Область применения рентгеновского и гамма-излучения разная по отношению к объектам контроля и условиям его проведения. Основное различие между рентгеновским и гамма-излучением состоит в том, что рентгеновское излучение возникает в результате процессов, происходящих в электронном слое атомов, а гамма-излучение - в результате процессов, происходящих в ядрах атомов.

Характеристики излучения

Ионизирующее излучение, как фотонное, так и корпускулярное дискретно по своей природе и хаотично, поэтому распределение его энергии во времени и пространстве имеет вероятностный характер.

Передача энергии ионизирующих частиц (фотонов) в единицу времени на данную поверхность называют потоком Ф dEdt , а поток энергии частиц (фотонов) через

поверхность элементарной сферы переносом энергии частиц (фотонов) = dds , иначе интенсивность излучения.

5