Источники тормозного излучения  

Тормозное излуче­ние получают на R-аппаратах, в ускорителях электронов и от β -источников смишенью.

Рентгеновские аппараты. Используют R-аппараты обычные с постоян­ной нагрузкой и импульсные. Обычные R-аппараты выпускают двух ти­пов (рис. 3.9) моноблоки и кабельные. В моноблоках (рис. 3.10) R-трубка и трансформатор смонтированы в едином блок-трансформаторе, зали­ты трансформаторным маслом или заполнены специальной смесью газов, например, серофтористый газ.

Рис.3.3. Блок-схема, принципиальная схема и график полуволнового выпрямления R-аппарата моноблока

В портативных аппаратах-моноблоках обычно используют R-трубки с неподвижным охлаждаемым водой анодом и полуволновую схему без выпрямителя. Ток на R-трубку подается здесь  непо­средственно от трансформатора высокого напряжения. R-трубка пропус­кает ток только в одном направлении  в течение первого полупериода, а во втором полупериоде она запирает ток, работая как вып­рямитель. Такая система сокращает срок службы трубки, но достигается простота устройства и его большая надежность. Портативные аппараты-моноблоки используют обычно в полевых, монтажных условиях. Приме­ром могут служить отечественные аппараты РУП-60-20-1М, РУП-160-6П, РУП-200-5-1, РУП-120-5-2. Их современная модификации – аппараты серии «Ратмир». Есть и стационарные аппараты-моноблоки, нап­ример, РУП400-5-1. Из последних марок – аппараты серии «Интровольт». РУП (или РАП) обозначает: рентгеновская установка (аппарат) промышленная; первая цифра — напряжение в кВ; вторая — ток трубки в мА; третья — номер модели.

Рис.3.4. Блок-схема кабельного R-аппарата и электросхема удвоения напряжения.

Кабельные аппараты обычно предназначены для стационарных условий работы в цехах, лабораториях (например, РУП-150/300-10, РАП-150-ЗДФ, РАП-220-5П-01), современная серия – «Экстравольт». Применяют R-трубки с обычным и с вынесенным анодом для панорамного просвечивания. Используют полуволновые схемы с вып­рямителем (кенотроном) и схемы удваивания напряжения с двумя дио­дами-выпрямителями и конденсаторами. Использование такой схемы позволяет подать на трубку удвоенное сглаженное выпрям­ленное напряжение, что повышает выходную мощность установки.

В такой схеме к вторичной обмотке трансформатора подключены две цепи: одна состоит из диода Д₁ и конденсатора С₁, а другая - из диода Д₂  и конденсатора С₂. Рентгеновская трубка включена параллельно конденсаторам С₁ и С₂. Катод диода Д₁ и анод диода Д₂ имеют общую точку с одним из выводов вторичной обмотки трансформатора. Благодаря та­кому включению диодов при отсутствии тока через трубку (на холостом ходу) величина напряжения, до которого зарядится каждый конденсатор, равна амплитудному значению напряжения U_T вторичной обмотки транс­форматора; амплитуда напряжения, приложенного к трубке U, равна уд­военной амплитуде вторичного напряжения.

При работе рентгеновской трубки конденсаторы С₁ и С₂ разряжаются практически постоянным током и напряжения на них U _С1 и U _С2 с тече­нием времени уменьшаются. В момент времени, когда напряжение на конденсаторе (например, С₁) оказывается меньше мгновенного зна­чения напряжения на вторичной обмотке трансформатора, открывается соответствующий диод (в данном случае Д₁) и конденсатор дозаряжается до напряжения U_T. Приложенное к трубке напряжение U пульсирует с уд­военной частотой. Пульсации зависят от тока рентгеновской трубки и емкости конденсаторов.

Размер фокусного пятна трубок обычно от 2Х 2 до 5Х 5 (8) мм. Для контроля малых толщин или неметаллов применяют специальные острофокусные трубки с фокусным пятном до 1 мм² и пониженным напряжением (менее 20—50 кВ) с выходом R-излучения через бериллиевое окно трубки.

Маркировка рентгеновских трубок содержит комбина­цию цифр и букв. Первая цифра означает предельно допустимую мощ­ность трубки в киловаттах. Первая буква соответствует характеру защиты от радиации (Б — безопасная), вторая буква — назначению трубки (П — промышленная, М - медицинская), третья - системе охлаждения (В - во­дяное, М — масляное). Далее цифры соответствуют номеру модели и нап­ряжению в кВ.

Импульсные R -аппараты. Их удобно использовать в условиях монтажа - в связи с малой (10—30 кг) массой и малыми размерами. Применяют специальные R-трубки с концентрически расположенным холодным катодом и конусным анодом в центре.

Рис. 3.5. Схема импульсного R -аппарата

 В электро­схеме (рис. 3.5.) использован разрядник Р₁ с конденсатором и допол­нительный пик-трансформатор ПТр. Это обеспечивает при времени заряд­ки до 5 с импульсы  напряжением 200-350 кВ в течение 1—5 мкс с частотой вспышек 0, 2—15 Гц. Ток R-трубки достигает 200—300 А, но потребляемая мощность не более 20—60 Вт, что позволяет использо­вать питание от бытовой сети (220 В) и даже от аккумулятора (12 В). С увеличением мощности до 300, 400, 450 Вт время на зарядку конденса­тора увеличивается, поэтому частота импульсов уменьшается: f = 20, 10, 5 1/с].

Схема работает следующим образом. С момента t ₀ на электродах импульсной R-трубки возрастает напряжение. Ко времени t ₁, когда (U _э = U ₁), между кромками кольцевого катода и острием анода возникает ток, вызванный автоэлектронной эмиссией; одновременно появляются R-лучи. При t > t ₂ анод и катод разогреваются протекающим током, так как электроды трубки здесь не охлаждаемые. Появляются пары металлов, которые ионизируются потоком электронов с катода. В интервале ( t ₂ – t ₃ ) возникает вакуумный пробой и формируется дуговой разряд с падающей вольт-амперной характеристикой: U _э — падает, I _а — растет. Пик импульса R-излучения соответствует максимуму U _э а затем R-импульс быстро уменьшается, так что t _и = 1 - 5 мкс. Импульс питающего напряжения U _пт формируется за счет разряда конденсатора С через первичный разрядник Р₁ и первичную обмотку пик-трансформа­тора, во вторичной цепи которого имеется второй разрядник-обостритель Р₂.

 Контролируемые толщины стали до 15—30 мм. Конструкции импуль­сных R-аппаратов интенсивно совершенствуют: первая модель ИРА-1Д (импульсный R-аппарат), затем ИРА-2Д, РИНА-2Д ( R-импульсный нано-секундный), МИРА-1Д; 2Д; ЗД; 4Д и их более современные модификации – аппараты серии «АРИНА-3, 5 и 7», аппараты «ПИОН-2МБ» и др. Это малогабаритные мо­дели, отличающиеся увеличением мощности, напряжения и соответствен­но просвечиваемых толщин стали (10, 20, 30, 60 мм).

Источники гамма - излучения

Гамма-аппараты или γ -дефектоскопы представляют собой устройства для безопасного транспортирования γ -изотопов на объекты и подачи γ -ампул в зону контроля. Применяют универсальные шланговые дефекто­скопы и дефектоскопы специального назначения (затворные) для фрон­тального или панорамного γ -просвечивания (рис. 3.6.).

Рис.3.6. Кинематическая схема шлангового гамма-дефектоскопа

Шланговый γ -дефектоскоп обычно состоит: из радиационной головки РГ с защитным блоком; привода управления ПУ, обеспечивающего с по­мощью троса Г, двигающегося в соединительном шланге Ш, подачу ам­пулы γ -изотопа А в ампулопровод АП; систем сигнализации о наведении γ -пучка на объект контроля, коллиматоров и диафрагм для получения пучков требуемой формы. Кроме того, в комплект гамма-дефектоскопов входят штативы, транспортно-перезарядные устройства и т.п.

В защитных блоках, радиационных головках и в контейнерах исполь­зуют: свинец, ρ = 11 г/см³, Ζ = 82;

сплавы ВНМ (вольфрам, никель, медь) ВНМ-3-2 и ВНМ-5-3, ρ = 16 т 18г/см³, Ζ = 74;

обедненный уран, ρ = 18, 5 г/см³, Ζ = 92. Защита обеспечивает ослабление γ -лучей до безопасных уровней, чтобы МЭД на расстоянии 1 м от источника была не более 2 • 10 ^-10 А/кг. Это соответствует ослаблению излучения в 10⁶ —10⁷ раз.

В то же время шланги обеспечивают дистанционный контроль при расстояниях от пульта до ампулы от 5 до 50 м, что также гарантирует безопасность персонала.

РАДИОГРАФИЯ

Основной метод используемый в радиографии — фотометод, при котором изделия просвечивают непосредственно на радио­графическую Р-пленку (с усиливающими экранами). Кроме этого приме­няют метод переноса изображения, когда сначала получают скрытое изоб­ражение, а потом его переносят: а) при нейтронной радиографии — на Р-пленку; б) при электрорадиографии — на обычную бумагу.

Радиографические детекторы

Детектирование включает преобразование излучения и регистрацию изображения. Радиографические пленки служат средством регистрации R -, γ -излучения после его прохождения через сварной шов (изделие) и экраны-преобразователи. Различают две группы пленок: безэкранные и экранные. К безэкранным относят (в порядке уменьшения их контрастности и увеличения чувствительности) пленки: РТ-5, РТ-4М, РТ-3, РТ-1. К экранным — пленку РТ-2, а также медицинские пленки (РМ-1, РМ-2, РМ-3), которые предназначены для использования главным образом с флуоресцентными усиливающими экранами. Экранные пленки имеют высокую чувствительность не только к R -, γ -лучам, но также к лучам видимой и ультрафиолетовой части спектра. Р-пленки представляют собой пленки обычно с целлюлозной или полиэтилентерефталатной основой, на которую с обеих сторон нанесены слои фотоэмульсии с гаплоидной солью серебра.

. Обычно R-пленки характеризуют: плотностью почернения, контрастностью, спектральной чувствительностью, разрешающей способ­ностью, зернистостью.

Плотность почернения D — это логарифм отношения световых пото­ков: яркости L ₀ падающего света к яркости L _п света, прошедшего через пленку. Оптическая плотность — свойство пленки и не зависит от падаю­щего света. Для прозрачной пленки D = lg 1 = 0. Плотность Вуали.D < 0, 2.

Если негатоскоп имеет яркость свечения экрана 100 нит (нт), а R-пленка ослабляет эту яркость в 100 раз, до L _п = 1 нт, то D = lg ( L ₀ / L _п )= lg (100/1)=2.

Оптические плотности R, γ -снимков (обычно от 0 до 4 ед.) измеряют
с помощью денситометров. Используют компарирующий денситометр
ДФО-10, либо прибор ЦЦ-ФЭУ. Последний достаточно сложен в эксплуата­
ции из-за необходимости утомительных пересчетов по градуировочным
таблицам.                                                            

Удобен денситометр " Полдень" со стрелочным прибором, градуиро­ванным непосредственно в единицах оптической плотности D от 0 до 37.

Чувствительность W _пл, пленки, измеряемая в соответствии с ТУ на пленки в обратных рентгенах Р^-', обратно пропорциональна дозе излуче­ния (Р), необходимой для получения заданной плотности почернения. Обычно W _пл оценивают при D= 0, 85. Например, если для пленки РТ-1 W _пл = 100 P ^-1, то плотность почернения 0, 85 будет полу­чена при экспозиционной дозе ЭД-1/100Р = 2, 5 10 ^-6 Кл/кг. Для мало­чувствительной пленки РТ-5 W _пл, = 5 Р ^-1, что требует ЭД = 1/5 Р =0, 5Х 10^-4 Кл/кг. Чувствительность пленки зависит от условий ее изготовле­ния и фотообработки, а также от жесткости излучения. Наилучшая чувст­вительность при Е = 60 т 80 кэВ.

Контрастность Р-пленки γ _D — есть отношение приращения плотности почернения (определяемом по так называемым, характеристическим кривым Р-пленок) к приращению логарифма относительной экспозиции.

Практически контрастность измеряют разностью оптических плот­ностей D ₁ – D ₂ =Δ D негатива. Наименьший воспринимаемый глазом контраст Δ D =0, 02. Высококонтрастная пленка РТ-5 имеет контрастность у _D> 4, но зато экспозиция требуется в 10—15 раз больше, чем для высокочувствительной, но малоконтрастной пленки РТ-1. Максимальную контрастность пленок получают при D=2(1, 5 -2, 5).  

Разрешающую способность Р-пленки определяют по числу раздельно различимых тонких штрихов на длине 1 мм. Высокое " разрешение" дают мелкозернистые пленки, которые в то же время и высококонтрастные: РТ-5, РТ-4М.

Р-пленки принято делить на четыре класса [12]:

1 - особомелкозернистая (ОМЗ) и высококонтрастная (ВК): РТ-5, РТ-5Д

2 — мелкозернистая (МЗ) и высококонтрастная (ВК) РТ-4М; РНТМ;

3 — высокочувствительная к ионизирующему излучению (ВЧИИ): РТ-1, РТ-1Д;

4 — высокочувствительная к любому излучению (ВЧИ) РТ-2 и меди­цинские РМ-1; РМ-2; РМ-3.

Пленки первых трех классов используют с металлическими экранами или без них. Пленки 4-го класса обладают хорошей чувствительностью и контрастностью при использовании их с флуоресцирующими экранами.

Пленки 1-го класса в 2-3 раза дороже остальных и требуют в нес­колько раз больших экспозиций. Поэтому пленки РТ-5 и др. применяют там, где необходимы снимки высшего качества с высокой выявляемостью мелких трещиноподобных дефектов. В том же время крупные раковины в толстостенных сварно-литых конструкциях хорошо будут выявлены и на крупнозернистой пленке РТ-2, которая с экранами позволит сократить время экспозиции в несколько десятков раз. Для легких металлов и ма­лых толщин могут быть рекомендованы безэкранные мелкозернистые пленки, наоборот, для тяжелых металлов и больших толщин — экранные пленки.

Усиливающие металлические и флуоресцентные экраны служат в де­текторах преобразователями излучения. Их применяют с двумя целями: для сокращения времени просвечивания и для лучшей выявляемости де­фектов на Р-пленке. Для металлических экранов используют фольгу тяжелых металлов (Рb, Sn, Сu и др.). Их усиливающее действие опреде­ляется вторичными электронами, которые образуются при прохождении через него R, γ -квантов. Кроме того, металлическая фольга отфильтровы­вает мягкую компоненту R, γ - излучения. Толщина фольги должна быть равна максимальной длине пробега вторичных электронов в экране. Выпускают 15 типоразмеров экранов (ГОСТ 15843—70) в виде свинцо­вой фольги 0, 05—0, 5 мм, нанесенной на гибкую пластмассовую подложку.

Действие флуоресцентных (Ф-) экранов определяется фотонами, вы­свечиваемыми из люминофора при прохождении через него R, γ - излуче­ния. Ф-экраны выполняют в виде пластмассовых или картонных подло­жек, на которые наносят слой люминофора: ZnS, CdS, BaSO₄, PbSO₄, CaWO₄ и др. Наименьшие экспозиции полу­чают при использовании Ф-экранов, а лучшую выявляемость дефектов при использовании металлических фольг. Усиливающее действие экранов оценивают К_у — коэффициентом уси­ления, равным отношению экспозиций: " без экрана" и " с экраном". Коэффи­циент усиления фольг (1—3) меньше, чем Ф-экранов (до 10), но резкость изображения с металлическими эк­ранами лучше. Рекомендуется применять по два флуоресцентных и по два металлических экрана: передний изадний. Задний металлический экран кроме усиливающего действия уменьшает за счет фильтрации влияние рас­сеянного излучения на Р-пленку. Для особо ответственных изделий ис­пользуют два комплекта пленок, закладываемых в кассету между экра­нами. В этом случае дефект самой пленки не будет принят как дефект шва.

Обработка Р-пленок включает проявление, промежуточную промывку, фиксирование, окончательную промывку и сушку. Режимы фотообработ­ки и составы реагентов указаны на упаковках Р-пленок. Поскольку сереб­ро является дефицитным, необходимо обеспечить его утилизацию из фиксажного раствора.

Эталоны чувствительности. В промышленной радиографии их приме­няют для оценки относительной чувствительности W _отн снимка. Исполь­зуют главным образом эталоны двух типов: канавочные и проволочные (согласно ГОСТ 7512—82). На канавочном эталоне - шесть канавок (рис. 3.7, а).

Рис.3.7. Канавочный (а), проволочный (б), и пластинчатый (в) эталоны чувствительности

 Три типоразмера эталонов охватывают геометрический ряд размеров канавок от 0, 1 до 4 мм, чем может быть обеспечен R, γ -контроль основных толщин и видов металлоизделий и сварных швов.

Проволочные эталоны (рис. 3.7, б) в комплекте из 4 типоразмеров содержат по семь проволок, укрепленных в пластмассовом прозрачном чехле. Геометрический ряд охватывает диаметры d_i проволок от 0, 05 до 4 мм. Реже применяют пластинчатые эталоны. Их двенадцать номеров с толщинами от 0, 1 до 2, 5 мм с двумя отверстиями в каждом (рис. 3.7, в).

Материал эталона должен быть аналогичен материалу контролируе­мого изделия. Эталоны маркируют следующим образом: первая цифра обозначает материал эталона, следующие — его номер (типоразмер). При­меняют также маркировку сверлениями (от 1 до 3) и надрезами.

В ряде стран по рекомендациям МИС применяют ступенчатый эталон с четырьмя отверстиями. Выбор типа эталона зависит от характера изде­лий и условий контроля. Отверстия приближаются по своему изображе­нию к реальным порам, а канавки — к непроварам.

Технология контроля

Технология радиографирования содержит следующие восемь основ­ных операций: выбор источника излучения; выбор пленок и экранов; определение режимов просвечивания; подготовка объекта; его просве­чивание; фотообработка снимков, их расшифровка и, наконец, оформле­ние результатов контроля.

Выбор источника излучения обычно зависит от объекта, условий конт­роля и требуемой экономической эффективности. Объект обусловли­вает толщину и плотность материала, требования по чувствительности контроля, а также по выяляемости определенного размера и вида дефек­тов. С условиями контроля связана дефектоскопичность объекта, необ­ходимая производительность контроля и т.п. В отношении чувствитель­ности W _отн наилучшим обычно считают мягкое R-излучение, при котором W _отн может достигать 0, 5 % (но обычно около 2 %).

Для γ -лучей чувствительность понижается по мере увеличения их жест­кости. При использовании Tm170 для радиографии стали толщиной 5—10мм  W _отн = 1 - 2 %  Со60 дает высокую чувствительность W _отн  = 2 % только при толщинах более 40—50 мм, а при малых толщинах 5—15 мм его применять нерационально из-за низкой чувствительности снимков: 4—8 % и более. Бетатрон дает высокую чувствительность W _отн = 0, 7 - 1 % только при просвечивании больших толщин 100—300 мм .

Приближенная зависимость W _отн, %, от основных параметров просве­чивания имеет вид.

W _отн = Δ δ /δ = 2, 3Δ D_minB 100/ (γ _D μ δ ).

При выборе источника кроме достигаемой чувствительности снимков важна также и выявляемость дефектов, которая в значительной мере за­висит от размеров активного пятна источника. Например, при разной жест­кости излучения размер фокуса в аппаратах РУП-150/300-10, РТД-1 одина­ков (4—5 мм²) и совпадает с размером активного пятна ис­точника Со60. Таким образом, при оптимальных режимах во всех указан­ных случаях может быть достигнута одинаковая выявляемость дефектов. По остроте фокуса наряду с R-трубками на первом месте стоят бетатроны.

Наивысшая производительность контроля больших толщин может быть достигнута на линейных ускорителях и микротронах, имеющих МЭД до 80 мА/кг на 1 м. В то же время гамма-источники весьма компактны, но требуемое время просвечивания может быть в сотни раз больше, чем на R-трубках и ускорителях.

Схемы и режимы просвечивания. Для контроля сварных соединений разного типа выбирают соответствующую схему просвечивания (рис.3.8.), обеспечивающую оптимальную выявляемость дефектов.

Наилучшие усло­вия имеются при R, γ -контроле стыковых соединений (рис. 3.8.—2, 2), Хуже выявляются дефекты нахлесточных (5, 4), угловых (5, 6) и особенно тавровых (7, 8) соединений, которые просвечивают под углом к плоскости листов. Следует иметь в виду, что трещины, а иногда и непровары (по Наилучшие усло­вия имеются при R, γ -контроле стыковых соединений (рис. 3.8.—2, 2), Хуже выявляются дефекты нахлесточных (5, 4), угловых (5, 6) и

 

 

 

Рис. 3.8. Схемы просвечивания сварных соединений

 

особенно тавровых (7, 8) соединений, которые просвечивают под углом к плоскости листов. Наилучшие усло­вия имеются при R, γ -контроле стыковых соединений (рис. 3.8.—2, 2), Хуже выявляются дефекты нахлесточных (5, 4), угловых (5, 6) и особенно тавровых (7, 8) соединений, которые просвечивают под углом к плоскости листов. Следует иметь в виду, что трещины, а иногда и непровары (по кромкам) мо­гут быть хорошо выявлены только тогда, когда угол меж­ду R, γ -лучами и плоскостью раскрытия трещины не более 10—15°. Таким образом веро­ятность выявления трещин, лежащих в плоскости поперек R, γ -лучей, близка к нулю. Заметим, что при  УЗ-контроле  как раз такие тре­щины выявляют очень уве­ренно.

При R, γ -просвечивании кольцевых стыков труб ма­лого диаметра применяют кон­троль через две стенки (рис. 3.8.—9, 10) со скошенным на 20—25° лучом. Трубы большо­го диаметра контролируют изнутри, используя аппараты для панорамного просвечива­ния (рис. 3.8, 11).

Параметры режима R, γ -просвечивания. Для получения R, γ -снимков   высокого качества с хорошей выявляемостью дефектов следует учитывать ряд пара­метров режима: жесткость и интенсивность излучения, экспозицию, раз­мер фокуса R-трубки или активного пятна γ -источника, влияние рассеян­ного излучения, характер дефектов в шве, фототехнику — качество пле­нок, экранов, режимы проявления. Чем выше энергия излучения, тем меньше контраст снимка и хуже чувствительность. Особо мягкое излучение следует использовать при контроле легких сплавов, где разница между плотностями дефектов и металла мала. В то же время, чем мягче R, γ -лучи, тем ниже производительность контроля. Время просвечивания выбирают обычно по номограммам экспозиций. Их составляют с учетом толщины и марки материала объекта, МЭД и энер­гии излучения, фокусного расстояния F, комбинации пленок и экранов. Для R-аппаратов экспозицию назначают как произведение I t тока трубки на время просвечивания (рис. 3.9).

а)                                                                 б)

Рис.3.9 Номограмма экспозиций для рентгенографии (а) и номограмма времени гамма-графирования (б)

 

 Если F отличается от заданного, ве­дут пересчет обратно пропорционально квадрату F. Например, на графике для δ = 50 м выбираем U= 250 кВ, что дает 60 мА/мин. При токе 10мA время 6 мин. Если требуется F= 100 см, то увеличиваем время на 100² / 75², что дает время t= 10 мин.

Для гамма-изотопов время экспонирования определяют также по но­мограммам с логарифмическими шкалами. Удобна универсальная номо­грамма (рис. 3.9 б) с ключом: МЭД, толщина объекта для данного изо­топа, из точки пересечения по косой " n" до ее пересечения с линией фокуса. Например, на рисунке показано, что для Ir192 с МЭД = 2, 5 10^-4 мА/кг на 1 м при контроле листов алюминия толщиной 40 мм имеем для Р = 50 экспозицию I = 0, 054 ч.

Увеличение площади фокусного активного пятна ведет к увеличению нерезкости изображения. Различают и_т геометрическую и и_ъ — внутрен­нюю нерезкость (и нерезкость рассеяния). Общая нерезкость и для канавочных эталонов и ступенчатых дефектов и = V и_г³ + и%. Обычно стре­мятся обеспечить наименьшее активное пятно источника излучения, но это связано с техническими ограничениями. Для уменьшения рассеянного излучения, как уже отмечалось выше, используют свинцовые экраны, в том числе и позади пленки.

Режимы фотообработки, указываемые в нормативно-технической документации, следует тщательно соблюдать. Несущественные, на первый взгляд, отклонения в температуре и времени проявления могут сущест­венно ухудшить выявляемость дефектов. Для фотообработки Р-пленок предпочтительно использовать автоматизированные установки.

Поскольку спектр тормозного излучения сплошной, то разностенность

при рентгеновском контроле с 11= 100 т 300 кВ влияет на качество сним­ков обычно сильнее, чем при гамма-контроле, где излучение, как правило, более жесткое  (Со60 - 1, 25 МэВ, Сs137 - 0, 66 МэВ, Iг192 - 0, 36 МэВ), Следует также отметить, что по мере увеличения толщины просвечивае­мого изделия спектральный состав R, γ -излучения меняется, так как мяг­кая его компонента задерживается, а жесткая — остается.

Контроль соединений сварки с давлением, в том числе точечной, роли­ковой электросварки и пайки, следует обычно проводить с использова­нием высококонтрастной и мелкозернистой пленки (типа РТ-5). При этом важно, чтобы соединения экспонировались при расположении вероятных дефектов вдоль направления R, -γ -лучей. Такое требование связано с тем, что дефекты указанных соединений имеют, как правило, малое раскрытие (несплавления, трещины), что затрудняет их выявление.

Расшифровку снимков и оценку качества просвечиваемых соедине­ний ведут обычно на негатоскопах, рассматривая снимки в проходящем свете на матовом стекле. Размеры поля и яркость облучения можно регу­лировать, что позволяет рассматривать снимки с плотностью почернения до 3 единиц (а вспомогательного малого поля до 5). На снимках обычно можно выявить: поры, шлаки, непровары, трещины, расположенные по направлению, близкому к  плоскости R, -γ -лучей, вольфрамовые включе­ния, подрезы, наплывы, неравномерность швов и т.п. В каждой отрасли существуют, как правило, свои нормы допустимой дефектности и правила оценки качества соединений, однако можно сформулировать и некоторые межведомственные рекомендации. Например, в ГОСТ 7512—82 описана методика рентгенографирования, включая выбор материалов эталонов, схем и параметров контроля. Поскольку Р-пленка — детектор с высоким уровнем собственной дефектности, то расшифровщик должен уметь отли­чать дефекты пленки от дефектов изделия. Неравномерность полива эмульсии (" зебра" ), ее пятнистость, царапины, некачественное проявле­ние и другие дефекты снимков приводят иногда к необходимости вторич­ного экспонирования стыка, поэтому для ответственных изделий ис­пользуют зарядку кассет сразу двумя комплектами пленок (с экранами).

В общем виде R-снимок должен удовлетворять следующим требова­ниям:

а)  на снимке должен быть виден весь оцениваемый участок шва с
усилением и околошовная зона необходимой ширины;

б)  должны быть отчетливо видны маркировочные знаки и эталоны
чувствительности;

в)  дефекты пленки (пятна, подтеки, царапины, белый налет и т.п.)
должны отсутствовать или не превышать допустимых по НТД размеров;

г) оптическая плотность снимка должна составлять 1, 5... 2, 5 ед.
   Оформление результатов. По совокупности обнаруженных на снимке дефектов участок шва или стык может быть классифицирован как " год­ный" или " негодный", т. е. по двухбалльной системе. Более предпочти­тельна трех- или пятибалльная система оценки дефектности снимков, учи­тывающая размеры и число дефектов разного вида. Например, по ГОСТ 23055—78 установлено семь классов сварных соединений, с толщиной эле­ментов от 1 до 400 мм, по максимальным допустимым размерам дефек­тов, увеличивающимся от 1-го к 7-му классу.

Применение многобалльной системы оценки швов позволяет осущест­влять доплату сварщикам за качественно выполненные стыки.

Форма регистрации дефектов по снимку может быть различной. Для примера приведем запись согласно ГОСТ 23055—82 для стыкового шва типа С5 с длиной участка 300 мм при чувствительности снимка 2 %: шов С5, 300 мм, 2 %; дефекты 5ПЗ; Ц30П5ХЗ; Ш15Х4; ∑ 20. Эта запись показывает, что в шве обнаружено: пять пор диаметром 3 мм; цепочка пор 30 мм с длиной и шириной пор 5 и 3 мм; шлак длиной 15 мм и шири­ной 4 мм; наибольшая длина дефектов на участке 100 мм составила сум­марно 20 мм.

Другой пример: 2НХ15, Тв20, 2С30Ш 2X7. В шве обнаружено: два не­провара в корне шва по 15 мм, трещина вдоль шва 20 мм; два скопления шлаков длиной 30 мм при размере включений 2X7 мм.

Радиационная безопасность

Любое воздействие проникающих ионизирующих излучений на орга­низм связано с нарушениями его функций, поскольку поглощенная тка­нями энергия вызывает ионизацию молекул вещества, что приводит к разрушению клеток. Биологические изменения при малых поглощенных дозах до 0, 5 Гр (50 рад) могут быть обратимыми, а при больших— необра­тимыми и даже смертельными, например, дозы более 4 Гр (400 рад) при облучении всего тела.

Основная задача защиты от R, -γ -излучений — не допустить генетичес­ких и соматических изменений в организме человека. Это обеспечивают соблюдением предельно допустимых доз (ПДД) облучения, регламенти­рованных " Нормами радиационной безопасности" (НРБ—69) и " Основ­ными санитарными правилами" (ОСП—72/80). Например, для всего тела операторов допускается за год не более 0, 05 Зв (5 бэр, но < 3 бэр в квар­тал) внешнего облучения, а для населения в целом не более 0, 17 x 10^-2 Зв/год, т.е. в 30 раз меньше. Фоновое γ -облучение из космоса в среднем составляет около (0, 05-0, 2) 10 ^-2 Зв/год.

Защиту от проникающих излучений осуществляют как у источника, так и в помещениях радиационной лаборатории в целом. Рентгеновские аппараты и ускорители в неработающем состоянии защиты не требуют. В то же время защита гамма-дефектоскопов должна обеспечивать сниже­ние МЭД до 2 • 10^{- 10} А/кг на 1 м и до 1, 17- 10 ^-9 А/кг (100мР/ч) на рас­стоянии 100 мм от поверхности защитного блока. Защита R -трубок дол­жна обеспечивать уменьшение уровня излучения примерно в 100 раз за счет наличия свинцовых бленд.

Радиационные лаборатории располагают либо в отдельных зданиях, либо в цехах в технологической цепочке. Для гамма-источников обору­дуют специальные хранилища. Рабочие помещения, так же как хранилища, должны иметь защитные стены из баритобетона или другого материала с толщиной, отвечающей нормам безопасности персонала или населения. Кубатура и площадь лаборатории зависят от используемых гамма-источни­ков, их МЭД и энергии излучения. Важно иметь в виду необходимость хо­рошей вентиляции помещения, поскольку ионизация воздуха, происходя­щая во время просвечивания, также вредна для человеческого организма.

Операторы-дефектоскописты, работающие с R, -γ -источниками, должны постоянно иметь при себе индивидуальные дозиметры (типа ИФКУ или КИД).

Кроме того, дозиметрические службы предприятий должны система­тически контролировать дозы облучения, имеющиеся во всех помещениях РЦЛ, радиационную загрязненность поверхностей, ионизацию воздуха и его загрязненность озоном и т.п.

4. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: