Контроль изделий просвечиванием

Сущность метода. В природе существуют различные виды электромагнитных излучений. В целях дефектоскопии используют ионизирующие излучения – высокочастотные электромагнитные волны, распространяющиеся в вакууме со скоростью света (2,998 × 10⁸ м/с). Эти излучения, проходя через вещество, ионизируют его атомы и молекулы, т. е. образуются положительные и отрицательные ионы и свободные электроны. Указанные излучения поэтому и называют ионизирующими. Обладая высокой энергией, ионизирующие излучения проникают сквозь слои веществ различной толщины.

Неразрушающие методы контроля различных деталей и участков конструкции с помощью просвечивания основаны на способности электромагнитных излучений проникать сквозь толщу материала и терять при этом свою интенсивность в зависимости от свойств среды.

Рис. 16

Интенсивность прошедших сквозь контролируемый объект лучей замеряется или фиксируется, и по результатам расшифровки судят о состоянии объекта. На рис. 16 показана схема просвечивания с помощью рентгеновской трубки 3. Здесь в детали 4 имеется плотное включение 2 и пустотелая раковина 5. Эпюра 1 интенсивности излучения за деталью дает представление о характере изменения интенсивности. При прохождении лучей через плотное включение 2 интенсивность падает, при прохождении пустотелой раковины 5 интенсивность излучения увеличивается. Участок с большой толщиной вызывает большое падение интенсивности излучения.

Для просвечивания изделий используют следующие источники излучений: рентгеновские трубки, ускорители заряженных частиц (электронов) и радиоактивные изотопы. Излучения рентгеновских трубок используют для просвечивания изделий толщиной до 160 мм, излучения ускорителей электронов применяют для просвечивания стальных изделий толщиной более 450 мм, излучения, получаемые от радиоактивных изотопов, применяют для просвечивания стальных деталей толщиной до 200 мм.

В качестве ускорителя заряженных частиц используют бетатроны – индукционные ускорители электронов. С их помощью можно просвечивать изделия из стали толщиной 450 мм. В авиаремонтном производстве бетатроны распространения не получили. Используют в большинстве случаев для автоматизированного контроля при массовом производстве, где необходимо интенсивное излучение.

Рентгеновское и γ – излучения при прохождении через материал контролируемого изделия теряют свою энергию за счет рассеяния и преобразования в кинетическую энергию электронов. Для создания рентгеновского излучения служат рентгеновские трубки. Для создания γ – излучения используют радиоактивные изотопы, помещающиеся в ампулы из коррозионно-стойкой стали 12Х18Н10Т. Ампула в дефектоскопах хранится в блоке защиты, удаленном от пульта управления. Рентгеновские и гамм – дефектоскопы могут быть стационарными, подвижными и переносными.

Наиболее распространенным детектором для обнаружения и регистрации рентгеновского излучения является рентгеновская пленка (фотографический детектор). Пленка представляет собой прозрачную подложку нитроцеллюлозы или ацетатцеллюлозы, на которую нанесен слой фотоэмульсии, покрытой сверху для предупреждения от повреждений слоем желатина. Для большего поглощения излучения (почернения пленки) эмульсионный слой наносят с двух сторон.

Выявляемость дефектов при контроле с использованием рентгеновской пленки зависит от качества негатива. На качество снимка (резкость и контрастность изображения) влияют различные взаимосвязанные факторы: геометрические условия просвечивания, характеристики пленок, размеры дефекта и толщина просвечиваемого материала и др. Геометрические условия зависят от линейных размеров фокусного пятна источника излучения Ф, расстояния от дефекта до пленки В и фокусного расстояния F (рис. 17).

Геометрическую нерезкость Нr можно определить по формуле .

Таким образом, из формулы следует, что Нr можно уменьшить применением источника с меньшими размерами фокусного пятна Ф, увеличением фокусного расстояния между пленкой и деталью. На рис. показано влияние размера фокусного расстояния на нерезкость Нr. Здесь ясно видно, что уменьшение F ведет к увеличению Нr.

На качество изображения влияет рассеянное излучение, исходящее от просвечиваемой детали и окружающих предметов (стен, стола, пола) и попадающее на пленку. Для снижения отрицательного влияния рассеянного излучения пленку помещают в кассету между двумя металлическими экранами, устанавливают свинцовые листы за кассетой.

Рис. 17

Технологическая последовательность операций при рентгеноконтроле такая: подготовка к просвечиванию, зарядка кассет, установка деталей и кассет, просвечивание и фотообработка рентгеновских пленок. При подготовке очищают детали, так как загрязнения могут исказить изображение; размечают просвечиваемые участки и нумеруют их. Затем заряжают кассеты при темно – красном освещении. При зарядке в кассеты могут быть вложены флуоресцирующие экраны для усиления контрастности изображения. В качестве мягких кассет часто используют конверты из светонепроницаемой бумаги. Геометрические характеристики просвечивания, экспозицию устанавливают с учетом типа рентгеновского аппарата, просвечиваемого материала и типа пленки. Все эти данные отражаются в технологической документации. Пленку устанавливают как можно ближе к объекту.

Радиографический контроль применяют для обнаружения трещин, раковин, непроваров, глубокой коррозии, неметаллических включений, непропаев и других видов несплошностей. Кроме того, просвечивание применяют для контроля расположения деталей в местах, не доступных для технического осмотра. Так, проверяют, например, состояние закрытых подшипников, заделку тросов, положение заклепок в месте крепления наконечников тяг управления в трубах и т. п.

На рис. 18 показаны примеры схем просвечивания сварных швов, где 1 – направление излучения, 2 – контролируемый сварной шов, 3 – пленка.

Рис. 18

Стационарные рентгеновские аппараты должны размещаться в специально отведенных для этой цели помещениях, отвечающих требованиям «Основных санитарных правил» и «Нормам радиационной безопасности». В составе лаборатории или участка рентгеноконтроля должны быть помещения для просвечивания, пультовая, фотокомната и помещение для расшифровки снимков. Помещения должны быть оборудованы защитными устройствами от излучений с тем, чтобы уменьшить дозу облучения обслуживающего персонала. С этой целью применяют защитные экраны, ширмы, изготовленные из свинца или из свинца и железа. Пол, потолок, стены помещения должны защищать окружающих об облучения, что достигается применением бетона, барибетона, кирпича. При просвечивании на пульте управления и у входа в помещение устанавливается световая сигнализация. Двери блокируют с аппаратом так, что при открытой или неплотно прикрытой ее створки аппарат автоматически отключается.

На участках рентгеновской дефектоскопии проводят дозиметрический контроль с целью регулярной проверки надежности защиты на рабочих местах и измерения индивидуальных доз облучения персонала. Просвечиванием могут заниматься лица не моложе 18 лет, знающие правила эксплуатации аппаратуры и обращения с высоковольтным оборудованием. Весь персонал, принимающий участие в радиационном контроле, проходит медицинское освидетельствование не реже одного раза в год. Радиационный контроль на съемных деталях должен проводиться в отсутствие других работников, в промежутках между сменами. Дозы облучения измеряют с помощью индивидуальных дозиметров, которые носят в нагрудных карманах.

Снижения уровня радиации добиваются направлением излучения в сторону земли, уменьшением времени облучения, увеличением расстояния от источника до исполнителя и экранированием. При проведении рентгеноконтроля переносными аппаратами устанавливаются ограждения и знаки радиационной опасности. Персонал при этом должен находиться на безопасном расстоянии.

Дата добавления: 2015-08-27