Радиографический контроль ГОСТ

Технология радиографического контроля

Усиливающие экраны. Из рис. 2.34 видно, что применение металлических экранов обеспечивает некоторое повышение чувствительности, обусловленное уменьшением воздействия вторичного излучения, источником которого является сам контролируемый материал. Рассеянное вторичное излучение уменьшает резкость и контрастность изображения объекта. Рассеянное излучение от тяжелых элементов, подобных свинцу, сравнительно невелико, они выполняют роль своеобразного фильтра, особенно для первичного излучения низких энергий.
Тип пленки. В зависимости от типа пленки, обусловленного размером зерна и реакцией к излучению, чувствительность радиографического контроля при прочих равных условиях (энергий излучения, рода и толщины материала) может изменяться от 0,5% (РТ-5) до 3% (РТ). Пленки, обеспечивающие лучшую чувствительность, имеют мелкозернистую структуру и слабую реакцию к излучению, но требуют большего времени для просвечивания.
С учетом изложенных факторов, влияющих на чувствительность контроля, кратко рассмотрим операции радиографического контроля на примере сварных соединений.


При радиографировании изделий соблюдают такую последовательность выполнения основных операций. Выбирают источник излучения, радиографическую пленку и определяют оптимальные режимы просвечивания, просвечивают объект, производят фотообработку снимков и их расшифровку, оформляют результаты контроля.

Выбор источника излучения обусловливается технической целесообразностью и экономической эффективностью. Основными факторами, определяющими выбор источника, являются заданная чувствительность, плотность и толщина материала контролируемого изделия, производительность контроля, конфигурация контролируемой детали, доступность ее для контроля и др.
Например, при контроле изделий, в которых допускаются дефекты большого размера, наиболее целесообразно применять изотопы с высокой энергией, обеспечивающие малое время просвечивания. Для изделий ответственного назначения используют рентгеновское излучение и только как исключение — изотопы, имеющие по возможности наименьшую энергию излучения, например 1г (табл. 2.8).
Выбор радиографической пленки осуществляется по толщине и плотности материала просвечиваемого объекта, а также по требуемой производительности и заданной чувствительности контроля.

Пленку РТ-1 используют, главным образом, для контроля сварных соединений больших толщин, так как она обладает высокой контрастностью и чувствительностью к излучению. Универсальную экранную пленку РТ-2 применяют при просвечивании деталей различной толщины, при этом время просвечивания по сравнению с другими типами пленок наименьшее. Для контроля изделий из алюминиевых сплавов и сплавов черных металлов небольшой толщины можно использовать высококонтрастную пленку РТ-3 и РТ-4.
При дефектоскопии ответственных соединений применяют пленку РТ-5. Эта пленка обладает весьма высокой контрастностью, позволяет выявлять незначительные дефекты, хотя и имеет наименьшую чувствительность к излучению, что приводит к увеличению времени экспозиции при контроле. Ориентировочно выбор радиографической пленки целесообразно производить пономограммам (рис. 2.35).

Для контроля сварных соединений различных типов выбирают одну из схем просвечивания, приведенных на рис. 2.36. Стыковые односторонние соединения без разделки кромок, а также с V-образной разделкой просвечивают, как правило, по нормали к плоскости свариваемых элементов (рис. 2.36, схема 1).
Швы, выполненные двусторонней сваркой с К-образной разделкой кромок, наиболее целесообразно просвечивать по схеме 2 с применением в ряде случаев двух экспозиций. В этом случае направление центрального луча должно совпадать с линией разделки кромок. Допускается просвечивать эти швы также и по схеме 1 .
При контроле швов нахлесточных, угловых и тавровых соединений центральный луч направляют, как правило, под углом 45° к плоскости листа (схемы 3, 4, 5, 6, 7, 8). Трубы большого диаметра (>200 мм) просвечивают через одну стенку, а источник излучения устанавливают снаружи или внутри изделий с направлением оси рабочего пучка перпендикулярно шву (схемы 9, 11).
При просвечивании через две стенки сварных соединений труб малого диаметра, чтобы избежать наложения изображения участка шва, обращенного к источнику излучения, на изображение участка шва, обращенного к пленке, источник сдвигают от плоскости сварного соединения (схема 10) на угол до 20—25°.

При выборе схемы просвечивания необходимо помнить, что непровары и трещины могут быть выявлены лишь в том случае, если плоскости их раскрытия близки к направлению просвечивания (0 — 10°), а их раскрытие не менее 0,05 мм.

При контроле кольцевых сварных соединений труб часто применяют панорамную схему просвечивания (схема при которой источник с панорамным излучением устанавливают внутри трубы на ее оси и соединение просвечивают за одну экспозицию. Условие применения этой схемы просвечивания следующее: размер активной части Ф источника излучения, при котором возможно его использование для контроля сварного шва панорамным способом, определяют по формуле Ф^ ^(и—R)/(r—1), где и — максимально допустимая величина геометрической нерезкости изображения дефектов на снимке, задаваемая, как правило, действующей документацией по контролю, мм; # — внешний радиус контролируемого соединения, мм; г -т- внутренний радиус контролируемого соединения, мм.
После выбора схемы просвечивания устанавливают величину фокусного расстояния (F). С увеличением фокусного расстояния несколько увеличивается чувствительность метода, но возрастает (пропорционально квадрату расстояния) время экспозиции.

Фокусное расстояние выбирают в зависимости от схемы просвечивания, толщины материала и размеров активной части (фокусного пятна) источника излучения. Например, для схем (см. рис. 2.36) фокусное расстояние должно быть F^ ^(Ф1и+\) (S+H), где 5 — толщина сварного соединения в направлении просвечивания, мм; Н — расстояние от пленки до обращенной к пленке поверхности — изделия. Обычно фокусное расстояние выбирают в диапазоне от 300 до 750 мм.

Время экспозиции и длина контролируемого за одну экспозицию участка при контроле по приведенным выше схемам должны быть такими, чтобы: плотность почернения изображения контролируемого участка шва, околошовной зоны и эталонов чувствительности была не менее 1,0 и не более 3,0 единиц оптической плотности; уменьшение плотности почернения любого участка сварного шва на снимке по сравнению с плотностью почернения в месте, установки эталона чувствительности было не более 0,4 — 0,6 единиц оптической плотности в зависимости от коэффициента контрастности пленки, но нигде плотность почернения не должна быть менее 1,5 единиц; искажение изображения дефектов на краях снимка по отношений) к изображениям их в его центре не превышало 10% для прямолинейных и 25% для криволинейных участков, и Обычно длина прямолинейных и близких к прямолинейным участков, контролируемых за одну экспозицию, должна быть не более /^0,8/, где / — расстояние от источника излучения до поверхности контролируемого участка.

Радиографический метод контроля

С момента появления первых способов соединения деталей при помощи сварки встал вопрос о необходимости контроля качества соединительных швов. Опираясь на существующие технологии, разработчики создали различные методики, позволяющие с той или иной точностью выявить грозящие разрушению конструкций дефекты. Но среди них нет одного, универсального, способного удовлетворить все существующие запросы производства. На сегодняшний день при проведении сварочных работ всё равно приходится выбирать, чему следует отдать предпочтение.

  • Более простым и дешёвым процессам, не требующим наличия сложного оборудования, способным дать достаточно приблизительную оценку состояния шва.
  • Довольно сложным и дорогостоящим методикам, которые применимы только на располагающем определёнными технологическими возможностями производстве, зато показывающим более полную и объективную картину.

В ситуациях, когда прочность шва играет ключевую роль и недопустимы даже незначительные его дефекты, приходится задействовать пусть и затратные, но точные способы дефектоскопии. Именно к таким относится радиографический контроль сварных соединений.

Основанный на принципах просвечивания контролируемого участка детали рентгеновскими или гамма-лучами, метод радиографического контроля сварных швов – один из самых точных. Как и все технологически сложные процессы, он имеет свои достоинства и недостатки.

Признанные достоинства

Основными преимуществами подобного способа дефектоскопии принято считать:

  • Возможность выявления скрытых дефектов, находящихся внутри сварного шва. Поскольку невидимые снаружи каверны и трещины снижают прочность готового изделия точно так же, как и те, которые находятся на поверхности, их необходимо своевременно обнаружить, что простым методикам часто не под силу.
  • Высокую точность полученных данных, позволяющих оценить размеры и характер дефекта, место его расположения. На основании полученной информации появляется возможность выявить причину возникновения брака и принять меры к её устранению.
  • Малое время, необходимое для проведения обследования и оценки данных. Это означает, что метод радиографического контроля сварных швов применим не только на ответственных участках работы, но и в массовом производстве.
  • Возможность документирования результатов. Подобно тому, как врач подшивает в медицинскую карту больного рентгеновский снимок, проводящий технологический контроль специалист может подшить в паспорт готового изделия снимок с точными данными обследования.

Существующие недостатки

Широкому распространению современной технологии мешают существенные и пока не устранённые недостатки.

  • Требуется наличие сложного специального оборудования. Такое оснащение стоит денег, а это значит, что его покупка не под силу организациям с ограниченным бюджетом. Для домашнего пользования подобная методика точно не подходит.
  • Необходимы специфические расходные материалы, доступ к которым ограничен.
  • Обязателен жёсткий контроль за правильным использованием оборудования и оборотом расходных материалов, поскольку при нарушении инструкций по их применению и хранению они могут представлять опасность для здоровья и даже жизни людей.
  • Работающий с оборудованием и материалами персонал должен обладать необходимой, довольно высокой, квалификацией. Освоить сложный процесс под силу далеко не каждому.

Основываясь на перечисленных достоинствах и недостатках, следует оценивать для каждого конкретного случая необходимость в оснащение производства участком радиографического контроля сварных швов.

Основные принципы

Суть процесса, нормируемого ГОСТ 7512-86, состоит в просвечивании контролируемого участка рентгеновскими или гамма-лучами от источника, помещённого в специальную защитную капсулу. Эта капсула необходима для того, чтобы защитить от вредного излучения находящихся поблизости людей и оборудования. Поскольку однородный металл поглощает лучи лучше, чем нарушающие его структуру пустоты, то места дефектов проявляются в виде светлых пятен, форма и размеры которых соответствуют форме и размерам выявленных трещин, каверн и других пустот. При этом регистрация результатов дефектоскопии может производиться различными способами.

  • На бумагу или плёнку, поверхность которых покрыта слоем химического вещества, чувствительного к излучению. Такой метод фиксации данных дефектоскопии точен, но снижает скорость проведения обследования. Он хорошо зарекомендовал себя при изготовлении ограниченных партий ответственных деталей высокой точности.
  • С помощью специальных веществ, получивших название «сцинтилляторы», обладающих способностью поглощать не видимое глазу излучение и преобразовывать его в видимый свет. С помощью нехитрого преобразователя получаемое при этом изображение выводится на монитор, что даёт возможность производить дефектоскопию сварного шва в реальном времени. Эта технология подходит для массового производства, а также применяется для контроля сварных соединений строящихся и ремонтируемых трубопроводов. В последнем случае капсулу с излучающим веществом, как правило, помещают внутрь трубопровода и, вместе с остальным оборудованием, выполняют мобильной.

Ключевые моменты

Для того чтобы результаты радиографического контроля были достоверны, следует выполнить ряд условий.

  • С поверхности контролируемого шва удаляются окалина, шлак и другие загрязнения, из-за которых может быть искажена реальная картина.
  • Плотность потока излучения должна быть достаточной для того, чтобы сделать возможным регистрацию толщины контролируемого объекта.
  • На протяжении всего времени обследования плотность излучения должна быть стабильной и иметь постоянный характер.
  • Согласно требованиям ГОСТ, для каждого объекта контроля разрабатываются технологические карты.

Характеристики источника излучения подбираются в зависимости от типа исследуемого материала и его толщины. Только когда перечисленные требования соблюдены, можно полностью полагаться на полученные результаты.

Безопасность – превыше всего!

Одной из важнейших проблем, которую следует решить, используя методику радиографического контроля сварных соединений, это обеспечение мер по технике безопасности.

  • Во избежание широкого распространения излучение, используемое оборудование должно быть надёжно экранировано. В качестве одного из возможных вариантов защиты, подойдут листы свинца. Впрочем, современная промышленность производит и другие материалы, вроде специальных пластиков и даже тканей. Их также можно использовать, ведь главное – чтобы защита была герметична и хорошо выполняла своё назначение.
  • Оператор, управляющий процессом, должен быть максимально удалён от установки, а посторонние лица удалены из зоны, где производится обследование.
  • Если возникла острая необходимость пребывания людей в зоне повышенной опасности при работе оборудования, то работников нужно обеспечить средствами индивидуальной защиты. Время самого пребывания в зоне контроля следует максимально сократить, поскольку даже малые дозы излучения накапливаются с течением времени, оказывая негативное влияние на организм человека.
  • При использовании в качестве источника излучения радиоактивных веществ, обеспечить их безопасное хранение, а также транспортировку к месту проведения работ.

Недопустимо использовать заведомо неисправную технику. Это может повлиять не только на результаты дефектоскопии. Под угрозой окажется здоровье людей, причём не только тех, что обеспечивают функционирование оборудования. Излучение, накопленное в самой детали, способно оказать негативное воздействие на всех, кто даже случайно оказался рядом.

Область применения

Несмотря на определённые трудности, связанные с использованием, радиография находит всё более широкое применение. Основная причина – высокая точность получаемых результатов. К тому же, методика позволяет решить такую проблему, как обнаружение внутренних дефектов. При правильном подходе, технология может с успехом использоваться почти во всех областях промышленности и строительства.

  • Возведение несущих каркасов многоэтажных зданий или безопорных перекрытий.
  • Изготовление корпусов судов вне зависимости от конструктивных особенностей их набора и обшивки.
  • Прокладка трубопроводов, по которым впоследствии будут перекачиваться различные виды топлива или просто вода, пищевые продукты или ядовитые химикаты.
  • Производство подвергающихся высоким нагрузкам особо ответственных деталей самолётов и ракет.
  • Проверка находящихся в длительной эксплуатации металлических конструкций путепроводов и мостов.
  • Контроль состояния сварных швов оружейных систем.
  • Изготовление высокоточного медицинского оборудования.

Во всех этих случаях может быть использован радиографический метод контролья.

Важно учесть заблаговременно

Собираясь приобрести промышленный рентгенографический аппарат, нужно точно определиться, какие детали и материалы предстоит обследовать с его помощью. Ведь на сегодняшний день выпускается большое количество подобного рода систем, а характеристики каждой модели имеют определённые ограничения. Всё поступающее на рынок оборудование рассчитано на выполнение узкого круга задач. Ввиду того что устройства проходят обязательную сертификацию и представляют повышенную опасность, их самостоятельное изготовление недопустимо!

Рентгеновские аппараты

По своей конструкции рентгеновские аппараты отличаются характеристиками излучающей трубки, на которые в первую очередь влияют сила тока, его напряжение и габариты излучателя. Отталкиваясь от этих параметров устройства с различным размером фокусного пятна, углом выходя излучения и максимально возможной толщиной просвечиваемой стали. Встречаются рентгеновские аппараты непрерывного и импульсного действия, кабельные и моноблочные.

Гамма-дефектоскопы

В некоторых случаях для обеспечения радиографического контроля предпочтительнее использование не рентгеновской аппаратуры, а гамма-дефектоскопов, внутрь которых помещают закрытые радиоактивные источники. В качестве излучающего материала могут быть задействованы изотопы тулия, селена, иридия, цезия, кобальта и т. п. Возможности оборудования, например, толщина просвечиваемого металла, во многом зависят от используемого радиоактивного вещества, при замене которого изменяются и характеристики излучения.

Важный стандарт

Для ознакомления с требованиями к радиографическому контролю в полном объёме целесообразно изучить ГОСТ 7512-86. В этом документе имеется вся необходимая информация. Тем же, кто собирается использовать методику на производстве, изучение стандарта строго обязательно, поскольку ответственность за его несоблюдение нешуточная.

Поделись с друзьями 0 0 0 0