Файл: лекции_без_рисунков_старые.pdf

Промежуточная промывка («стоп-ванна») необходима для предотвращения попадания проявителя в фиксирующий раствор. Для более эффективного удаления проявителя из эмульсионного слоя вместо воды иногда используют 2%-раствор уксусной кислоты.

Фиксирование предназначено для растворения непроявленных микрокристаллов бромистого серебра и упрочнения эмульсионного слоя пленки; при этом восстановленное в процессе проявления серебро не претерпевает изменений. Температура фиксирования должна быть в пределах 18-20 0С. Полное время фиксирования равно удвоенному времени проявления и составляет 10-15 мин. В течение этого времени пленка становится прозрачной (время исчезновения на пленке белых пятен называется временем осветления).

Состав фиксажа. Основная составляющая - тиосульфат натрия (гипосульфит). Кислая среда фиксирующего раствора предохраняет эмульсионный слой от температурного воздействия. Кроме этого, фиксаж содержит добавки, предотвращающие его от быстрого истощения.

Окончательная промывка сначала в непроточной, затем в проточной воде имеет продолжительность 25 мин. при температуре 18-20С.

Сушку проводят в течение 15-20 мин. в струе теплого воздуха в сушильном шкафу. Температура воздуха не должна превышать 35 С. Необходимо следить за тем, чтобы во время сушки на пленку не попадала пыль.

3.6.6 Расшифровка радиографических снимков и разбраковка изделий

Расшифровку снимков проводят, используя негатоскоп и денситометр.

Негатоскоп – устройство со световым полем для просмотра радиографических снимков. Для просмотра снимок размещают на экране негатоскопа. Яркость светового поля должна быть равномерной по всей его площади. Пределы изменения яркости должны обеспечивать просмотр снимков разной оптической плотности. Негатоскоп должен быть снабжен шторками для изменения размеров светового поля для просмотра радиограмм разного размера. Нормальные условия просмотра снимков должны обеспечивать минимальный, еще воспринимаемый глазом, пороговый контраст оптической плотности (Kпор = S/ S). Известно, что Kпор мин 0,02 достигается в широком диапазоне яркостей фона 30103 кд/м2 (кандела на квадратный метр).

Таким образом, если необходимо просмотреть снимок с оптической плотностью S = 2, яркость экрана негатоскопа должна быть не менее 3000 кд/м2; для просмотра снимков с оптической плотностью S = 3 яркость экрана негатоскопа должна быть не менее 30000

кд/м2 и т.д.

Денситометр – прибор, измеряющий оптическую плотность снимка.

Процесс расшифровки начинают с определения пригодности радиографического снимка по следующим параметрам:

-снимок не должен иметь пятен, царапин и других повреждений эмульсионного слоя, которые могли бы помешать расшифровке;

-на снимке должны быть изображения эталона чувствительности, ограничительных меток, маркировочных знаков, идентифицирующих радиограмму и контролируемый объект;

-снимок должен удовлетворять требованиям по оптической плотности, которая, вопервых, в пределах его любого участка, подлежащего расшифровке, не должна быть ниже 1,5Б (Sмин 1,5Б), а, во-вторых, уменьшение оптической плотности изображения любого участка объекта контроля в пределах зоны расшифровки по сравнению с оптической плотностью изображения эталона чувствительности не должно превышать

1 (Sэч- Sмин 1);

-чувствительность контроля, определяемая по изображению эталона чувствительности должна быть не хуже той, что предусмотрена в карте контроля; при этом следует

29

обратить внимание на маркировку эталонов чувствительности, т.к. по ней определяют его номер и материал, из которого он изготовлен.

После этого переходят непосредственно к расшифровке снимка, т.е. к определению дефектов, их типов, размеров и количества.

Снимок представляет собой радиографическое изображение проекции объекта контроля в направлении излучения в виде полей с разной оптической плотностью. Зонам объекта контроля с большей толщиной соответствует низкая оптическая плотность, зонам объекта контроля с меньшей толщиной соответствует более высокая оптическая плотность снимка. Аналогично, если материал объекта контроля изменяется по плотности, то места, где плотность материала высокая на радиографическом снимке будут более светлыми, по сравнению с участками с низкой плотностью материала. Изображения дефектов в виде несплошностей с низкой плотностью на снимке выглядят более темными участками. Если несплошность в объекте контроля представляет собой включение материала с более высокой плотностью, например, включение вольфрама или меди в сплавах на основе титана или алюминия, на радиографическом снимке выглядит как локальная область с пониженной оптической плотностью. Посредством радиационного метода контроля обнаруживают дефекты объемного характера, т.е. такие, у которых размеры во всех направлениях одного порядка. К ним относятся поры, раковины, шлаковые и другие включения, зоны с пористостью и микрорыхлотой и пр. поэтому за размеры дефекта принимают размеры его изображения на радиографическом снимке.

Разбраковка объектов контроля.

Оценку качества и разбраковку объектов по радиографическим снимкам проводят в соответствии с действующими нормативными документами. Заключение о качестве изделия дают по результатам расшифровки в зависимости от количества, размеров и типов обнаруженных дефектов. Составленное заключение регистрируют в специальном журнале, форма и срок хранения которого установлены стандартом предприятия, проводящего контроль.

3.6.7 Производительность контроля

Производительность радиографического контроля определяется затратами времени на каждую операцию контроля (подготовку к контролю, экспонирование; фотообработку, расшифровку; выдачу заключения).

Затраты времени на экспонирование определяют по специально разработанным номограммам экспозиции. Если контроль проводят в стационарных условиях с использованием мощных источников излучения и время экспозиции составляет 1-5 мин, то затраты на подготовку к экспонированию равны учетверенному времени экспозиции. При контроле в аэродромных и полевых условиях с использованием маломощных источников излучения время экспозиции обычно составляет 10-15 мин. В этом случае затраты на подготовку к экспонированию равны удвоенному времени экспозиции. Время, затраченное на фотообработку одной пленки при ручном проявлении – приблизительно 1 час. Расшифровка одной рентгенограммы с оформлением заключения требует 20 мин. Таковы исходные данные при расчете производительности радиографического контроля, для ее повышения используют разные методы, в том числе механизацию автоматизацию операций контроля. При химико-фотографической обработке – танки-баки, корзины, перемещающие устройства, или автоматы для фотообработки экспонированной пленки.

3.6.8 Специальные методы радиографии

К числу специальных методов радиографии относятся:

-электрорадиография;

-томография;

-нейтронная радиография;

-щелевая (динамическая) радиография;

-микрофокусная радиография;

30

Электрорадиография - метод контроля, при котором в качестве регистратора используют электрорадиографическую пластину, выполненную из алюминия с нанесенным на нее слоем аморфного селена. Под действием рентгеновского или гаммаизлучения в аморфном селене, который в обычном состоянии - диэлектрик, возникает эффект электропроводности, причем проводимость селена становится тем выше, чем выше мощность экспозиционной дозы излучения. Это явление, используемое в электрорадиографии, называют фотопроводимостью.

Процесс электрорадиографии состоит из следующих этапов (рис. 3.18):

-зарядка;

-экспонирование;

-проявление;

-перенос;

-закрепление;

-очистка.

Все операции электрорадиографического контроля требуют специальных устройств, которые сосредоточены в одном устройстве, именуемом электрорадиографический аппарат.

Для зарядки пластины необходим коронный разрядник, с помощью которого на слой аморфного селена наносят положительные электростатические заряды. Зарядку проводят в специальном отсеке электрорадиографической установке, исключая попадание на нее света. После зарядки пластина представляет собой конденсатор с заземленной алюминиевой подложкой. Извлечение пластины из зарядного устройства осуществляют непосредственно в светонепроницаемую кассету. Заряженная пластина сенсибилизирована (очувствлена) к ионизирующему излучению. По степени сенсибилизации различают четыре типа пластин с чувствительностью (50-100) Р-1; (100160) Р-1; (160-250) Р-1; (250-400) Р-1. Чувствительность к ионизирующему излучени. определяют обратной величиной экспозиционной дозы (1/рентген –Р-1), необходимой для спада рабочего потенциала пластины на 250 В.

Экспонирование. Схема контроля при экспонировании такая же как в радиографии, ее помещают непосредственно за объектом контроля так же как радиографическую пленку. Радиационное изображение, воздействуя на селеновый слой заряженной пластины, создает на нем скрытое электростатическое изображение: в тех местах, где доза излучения больше, проводимость селенового слоя выше и полученный пластиной заряд стекает на алюминиевую подложку. Полученный таким образом потенциальный рельеф содержит информацию об объекте контроля.

Проявление. Скрытое изображения электростатическое изображение преобразуют в оптическое напылением на селеновый слой отрицательно заряженных частиц мелкодисперсного графитового порошка тонера. Процесс проявления проходит в специальном светонепроницаемом отсеке электрорадиографической установки. Перед напылением экспонированную пластину извлекают из кассеты.

Перенос тонерного изображения на бумагу осуществляют наложением бумаги на селеновый слой с нанесенным на него тонером и подзарядки бумаги с противоположной стороны положительными электрическими зарядами в коронном разряде.

Закрепление. Тонерное изображение на бумаге помещают в камеру с парами ацетона и толуола. Под действием паров происходит оплавление частиц тонера и прилипание их к бумаге.

Очистка. Для повторного использования пластины ее очищают от тонера с помощью вращающихся маховых щеток, тампонов или замши.

По сравнению с обычной радиографией, электрорадиография более производительна: все вспомогательные операции выполняются за (1-2) мин. Время экспозиции по сравнению с радиографией в 2-3 раза меньше. Пластина может быть использована неоднократно до 2000 раз, что позволяет сократить расход дорогостоящей

31

радиографической пленки. Однако чувствительность электрорадиографического контроля стальных изделий хуже.

Томография – послойная радиография («томос» – слой греч.). Томографию применяют в тех случаях, когда невозможно обнаружение дефектов простой радиографией. Для томографии используют специальные установки - томографы.

Различают три типа томографии: продольная, поперечная и панорамная.

Продольную томографию выполняют с целью получения резкого изображения продольного слоя при контроле, например, клеевого соединения крупногабаритных панелей. Для этого в продольном томографе во время просвечивания объекта перемещают (вращают относительно точки «0») одновременно источник излучения последовательно в положения 1, 2, 3 и радиографическую пленку в положения 6, 7, 8 (рис. 3.19а). При таком вращении на пленке выделяется слой «a-o-b», т.к. для него проекции на пленке не смещаются. Проекции других точек, например, «с», получают параллактическое смещение, и их изображение на радиографическом снимке будет размыто.

Схема поперечной (аксиальной) томографии приведена на рис. 3.19б.

Контролируемый объект, имеющий выраженную ориентацию вдоль продольной оси (вал, цилиндр, лопатка ГТД), размещают на вращающемся столе. На другом вращающемся столе размещают радиографическую пленку. Источник излучения установлен неподвижно на заданном фокусном расстоянии. При просвечивании столы приводят в синхронное вращение. При этом на пленке получают резкое изображение поперечного слоя «a-o-b», за счет того, что его проекция на пленку воспроизводится без смещения. Изображение всех остальных слоев получается размытым. Разновидностью поперечной томографии с обработкой результатов на ЭВМ и получением изображения на дисплее является

рентгеновская вычислительная томография.

Если объект контроля имеет ось симметрии (сфера, цилиндр, конус и т.п.) применяют панорамную томографию, позволяющую получить объемное изображение объекта контроля. Изделие размещают на вращающемся столе, причем ось вращения совмещают с осью симметрии объекта контроля. Источник излучения должен иметь узкий (щелевой) пучок. При просвечивании объект контроля вращают, при этом радиографическая пленка перемещается вдоль оси. При этом на ней получается изображение развертки объекта контроля.

Томографические изображения выделяемого слоя всех типов томографии помимо внутренней нерезкости имеют дополнительно динамическую нерезкость, связанную с перемещением объекта контроля.

Нейтронная радиография

Область применения нейтронной радиографии:

–контроль тяжелых материалов (свинец, вольфрам, уран, сталь большой толщины), т.к. ослабление нейтронов для таких материалов мало, в отличие от рентгеновского и гамма-излучения, а легкие элементы (водород, бор) и некоторые редкоземельные материалы (гадолиний, диспрозий) сильно ослабляют тепловые нейтроны;

–контроль тонких слоев водородосодержащих материалов, в том числе под слоем тяжелых материалов;

–контроль качества радиоактивных изделий, поскольку альфа-, бета- и гаммаизлучения практически не регистрируются нейтронными преобразователями.

Существуют два основных метода нейтронной радиографии: метод прямого

экспонирования и метод переноса.

Метод прямого экспонирования основан на использовании рентгеновской пленки и люминесцентных экранов. Люминофор ZnS в смеси с порошком LiF , обогащенным 63Li с

нейтронами взаимодействует:

63Li + 01п → 2 4Не + 1 3Н

32