ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.04.2025
Просмотров: 506
Скачиваний: 1
напряжение, а при использовании радионуклидных источников предпочтительнее радионуклид с меньшей энергией гамма-фотонов. Отечественными и зарубежными нормативными документами регламентирована область применения рентгеновских аппаратов, радионуклидных источников и ускорителей. В частности ГОСТ 20426 «Контроль неразрушающий. Методы дефектоскопии радиационные область применения» устанавливает диапазон толщины различных материалов, контролируемых с использованием энергии данного излучения. ГОСТ 20426 является единственным нормативно-техническим документом, определяющим выбор энергии излучения при контроле материала данной толщины.
В зарубежных стандартах, например, ЕN 444 и др. область применения радиографического метода представлена графически (рис. 3.13) и регламентирована в тех же границах, что и в ГОСТ 20426 (табл. 3.11).
Таблица 3.11 |
||||||||||
Область применения радиографического метода при использовании |
||||||||||
Рентгеновских аппаратов и радионуклидных источников по ГОСТ 20426 |
||||||||||
Толщина сплава на основе:, мм |
Напряжение на |
Закрытый |
||||||||
Железа |
Титана |
Алюминия |
Магния |
рентгеновской |
радионуклидный |
|||||
трубке, не более, кВ |
источник |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|||||
0,02 |
0,05 |
0,25 |
0,75 |
20 |
||||||
0,3 |
0,75 |
3,75 |
11 |
40 |
||||||
0,4 |
1 |
5 |
14 |
50 |
||||||
0,7 |
2 |
12 |
22 |
60 |
||||||
1,5 |
5 |
29 |
46 |
80 |
||||||
3 |
8 |
45 |
66 |
100 |
||||||
6 |
14 |
56 |
92 |
120 |
||||||
12 |
29 |
60 |
150 |
150 |
||||||
20 |
45 |
97 |
160 |
200 |
||||||
23 |
53 |
102 |
166 |
250 |
||||||
32 |
70 |
128 |
233 |
300 |
||||||
40 |
90 |
180 |
270 |
400 |
||||||
1 – 20 |
2-40 |
3-70 |
10-200 |
17069Tm |
||||||
5-30 |
7-50 |
20-200 |
30-300 |
7534Se |
||||||
5-100 |
10-120 |
40-250 |
70-450 |
19277Ir |
||||||
10-120 |
20-150 |
50-350 |
100-500 |
13755Cs |
||||||
30-200 |
60-300 |
200-500 |
300-700 |
6027Co |
||||||
Геометрическая нерезкость
Величина радиационного контраста определена размером дефекта в направлении
20
излучения. Дефект имеет трехмерное распределение в пространстве, его длина и ширина в плоскости, перпендикулярной излучению, обусловливают рельеф радиационного изображения. При точечном источнике излучения геометрическая форма дефекта будет отражена распределением доз излучения в виде проекции объема дефекта в направлении просвечивания. Радиационное изображение дефекта всегда будет несколько увеличено, причем степень увеличения будет тем больше, чем меньше фокусное расстояние F
К рад
В
(расстояние "источник-преобразователь") и чем больше расстояние от дефекта до плоскости преобразователя. Если в плоскости, перпендикулярной излучению размер
дефекта равен величине l, При просвечивании объекта контроля с дефектом, размеры которого l, точечным источником радиационное изображение будет иметь постоянный контраст, равный:
В действительности источник излучения имеет конечные размеры (Ф - фокусное пятно), при этом на рельеф радиационного изображения будут влиять не только размеры дефекта, но и размеры фокусного пятна. Возникает геометрическая нерезкость иг изображения (рис.3.14) Величина геометрической нерезкости определяется из соотношения:
иг Ф а
F a
где Ф - размер фокусного пятна источника излучения; F - расстояние "источник-преобразователь";
а - расстояние между дефектом и преобразователем.
Дефект с размерами l, расположенный в объекте контроля на расстоянии а от преобразователя, при просвечивании источником излучения с фокусным пятном Ф, установленным на расстоянии F будет создавать радиационный контраст:
К |
Fl |
К |
Fl |
||||||
рад |
Ф |
рад |
|||||||
В |
Фа |
Фа |
|||||||
Геометрическая нерезкость влияет на радиационное изображение в том случае, когда размер дефекта в направлении, перпендикулярном излучению, и фокусное расстояние невелики: Fl Фа; при Fl Фа влияние геометрической нерезкости на радиационный контраст незначительно.
На стадии преобразования радиационное изображение радиационные параметры преобразуются в оптические. В радиографическом контроле преобразователем служит радиографическая пленка.
3.6.2 Преобразование радиационного изображения в оптическое
В радиографии преобразование радиационных изображений в оптические осуществляют посредством радиографической пленки, которую располагают непосредственно за объектом контроля. Результат преобразования представляет собой радиографический снимок, на котором участки пленки, получившие большую дозу излучения выглядят более темными, соответственно участки пленки, получившие меньшую дозу излучения, - более светлыми. Степень потемнения радиографического снимка называют оптической плотностью. Оптической плотностью S называют величину, численно равную десятичному логарифму отношения светового потока, падающего на снимок Ф0 к световому потоку, прошедшему через него Ф:
S lg Ф0
Ф
Для количественной оценки оптической плотности введена единица, называемая
21
беллом (Б): ослабление снимком светового потока в 10 раз соответствует его оптической плотности, равной 1 Б; в 100 раз – 2 Б; в 1000раз – 3 Б; в 10000 раз – 4 Б и т.д.
Количественные и качественные характеристики пленки описывает так назваемая характеристическая кривая (ХК) – зависимость оптической плотности от десятичного логарифма дозы излучения (относительной экспозиции). На рис. 3.15 представлены характеристические кривые экранной (а) и безэкранной (б) радиографических пленок. Разные формы ХК определяются механизмом формирования оптической плотности.
Радиографическая пленка состоит из прозрачной основы – триацетата целлюлозы, на который с двух сторон, в целях усиления изображения, наносят эмульсию желатины и
мельчайших кристалликов бромида серебра AgBr (рис. 3.16). Для сцепления основы и
эмульсии между ними находится подслой желатины, а поверх эмульсии нанесен защитный слой твердой желатины. Безэкранную радиографическую пленку помещают в светонепроницаемую кассету между двух металлических экранов (свинцовооловянистой фольги). Толщина фольги зависит от энергии фотонов, испускаемых источником излучения.
Преобразование радиационного изображения в оптическое на безэкранной пленке происходит в основном под действием фотоэлектронов, выбиваемых из фольги в результате фотоэффекта или первичных комптоновских электронов. Попавшие на фотослой фотоэлектроны или электроны отдачи ионизируют кристаллы AgBr. В результате в кристаллах образуются свободные электроны, увлекаемые центрами захвата кристаллов. Эти электроны нейтрализуются подвижными ионами серебра, в результате чего происходит малое осаждение металлического серебра. Образуются так называемые центры проявления. В результате фотообработки экспонированной радиографической пленки под действием проявителя этот процесс усиливается примерно в 1012 раз в тех зонах, где свободное серебро, а в тех зонах, где серебро осталось не восстановленным, после пребывания пленки в фиксирующем растворе, оно удаляется из эмульсии в фиксирующий раствор.
Экранную пленку заряжают в светонепроницаемую кассету между двумя люминесцентными экранами. Под действием рентгеновского или гамма-излучения, составляющих радиационное изображение ОК происходит его преобразование в оптическое на люминесцентных экранах в кассете. Затем световые фотоны, испускаемые экранами, подсвечивают эмульсионный слой радиографической пленки, создавая на ней соответствующее распределение оптической плотности. Эмульсионный слой экранной пленки сенсибилизирован (очувствлен) к свету люминесцентных экранов, введением в
него специальных добавок химических соединений таллия и золота.
ХК экранных (рис.27а) и безэкранных (рис.3.15 б) пленок отличаются друг от друга. ХК экранной пленки из-за ее высокой чувствительности расположена левее на координатной плоскости, имеет прямолинейный участок, а в диапазоне оптической плотности S = {3,5 – 4} Б наблюдается снижение ее роста с увеличением экспозиционной дозы излучения (область соляризации). ХК безэкранной пленки (рис.7б) не имеет прямолинейного участка, оптическая плотность все больше растет с ростом экспозиционной дозы излучения, а область соляризации наступает далеко за рабочим диапазоном оптической плотности, при S 8 Б.
Основные характеристики радиографической пленки, определяющие свойства оптического изображения являются следующие.
Оптическая плотность вуали S0 – оптическая плотность в отсутствии излучения;
Чувствительность пленки к излучению – способность фотослоя создавать оптическую плотность, равную S =S0 + 0,85 при получении им дозы излучения D [Р] (рентген – единица измерения экспозиционной дозы излучения);
чувствительность выражают в величиной, обратной дозе излучения, которая
создает на фотослое указанную оптическую плотность: D1
, P 1 .
S 0,85 S0
22
Чувствительность пленки тем выше, чем крупнее микрокристаллы бромида серебра эмульсионного слоя и чем толще эмульсионный слой.
Контрастность пленки:
-для экранной пленки коэффициент контрастности =tg ( - угол наклона прямолинейного участка ХК к оси абсцисс);
-для безэкранной пленки средний градиент gS = ½ ( gS’ + gS”), где gS’ и gS” –градиенты, т.е. тангенсы угла наклона касательной к ХК в нижней S’ и верхней S” точках рабочего участка ХК.
Широта пленки – полезная часть ХК, определяемая как разность логарифмов
экспозиционной дозы излучения, соответствующая рабочему диапазону оптической плотности ( от 1,5 до 4 Б).
Зернистость – зрительно воспринимаемая неоднородность оптической плотности снимка при равномерном экспонировании радиографической пленки. Если неоднородность определяют только посредством приборов (микрофотометров), ее называют гранулярностью. Возникновение зернистости связано с неравномерным распределением микрокристаллов в эмульсионном слое и квантово-статистическими шумами при формировании оптического изображения. Обычно зернистость растет с ростом энергии излучения.
Разрешающая способность – способность радиографической пленки воспроизводить изображение мелких элементов. Разрешающую способность оценивают в [пар лин. /мм ] – способность воспроизводить различимое изображение темных и светлых полос на 1 миллиметре длины участка.
Классификация отечественных и зарубежных рентгеновских пленок в соответствии с европейским стандартом EN 584-1 приведена в табл. 3.12.
При выборе рентгеновских пленок в общем случае можно руководствоваться следующими правилами.
Рентгеновские пленки класса С6 и С5 необходимо применять во всех случаях, если только при этом удается выявлять недопустимые по ТУ дефекты. Их применение наиболее целесообразно для контроля толстостенных объектов, просвечиваемых высокоэнергетическим излучением, для выявления внутренней геометрии и скрытых повреждений механизмов, для компенсации потерь времени при просвечивании объектов маломощными источниками (например, импульсными рентгеновскими аппаратами) и т.п. Если на снимках, полученных на пленке класса С6, недопустимые дефекты не выявляются, последовательно переходят к пленкам класса С5, С4, СЗ, а затем класса С2 и С1. При контроле ответственных изделий, например, объекты авиационной, космической техники, атомной энергетики следует использовать радиографические пленки только классов С1 и С2. Выбор рентгеновских пленок и усиливающих экранов для контроля особо ответственных объектов необходимо проводить в соответствии с рекомендациями
табл.3.13.
Таблица 3.12
Классификация отечественных и зарубежных рентгеновских пленок в соответствии с европейским стандартом EN 584-1
Класс |
Пленка фирмы |
Пленка фирмы |
Пленки |
пленок по |
"Агфа-Геверт" |
"Кодак" |
РФ |
EN 584-1 |
(Бельгия) |
(США) |
|
Типа |
Типа |
||
"Структурикс" |
"Индастрекс" |
||
С1 |
D2 |
DR |
|
С2 |
D3 |
М |
РТ-К |
СЗ |
D4 |
MX |
РТ-4М |
23