Рентгеновский контроль сварных соединений

Содержание

Неразрушающий контроль сварных соединений трубопроводов

Рентгеновский контроль сварных соединений

Неразрушающий контроль сварных соединений (далее НКСС) — это способ выявить дефекты металла (дефектоскопия) благодаря, например, проникающему излучению, без физического вмешательства и нарушения целостности изделия, а также получить данные о структуре материала и его физико-химических свойствах. В этой статье пойдёт речь о промышленной дефектоскопии. НКСС — это обязательный этап строительства промышленных конструкций, так же он производится во время их дальнейшей эксплуатации. 

Неразрушающий контроль сварных соединений осуществляется для магистральных газопроводов, трубопроводов отопления, изделий в машиностроении, резервуаров и разнообразных строительных конструкций.

Его нормы и методы описаны в ряде ГОСТов. Разработаны государственные стандарты, регламентирующие шесть видов неразрушающего контроля, описывающие каждый метод в отдельности, классифицирующие дефекты сварных швов и смежные тематики. Полный архив ГОСТов вы можете скачать здесь.

Основной принцип методов неразрушающего контроля, которые работают с полями — это регистрация изменений поля после взаимодействия с объектом, так как в местах дефектов обычно происходят искажения их параметров.

Официальное название по ГОСТу 21105-87 — магнитопопорошковый метод контроля. Основан на эффекте притяжения полями рассеяния, которые возникают в местах дефектов, магнитного порошка.

Вихретоковый контроль сварных соединений основан на свойстве переменного магнитного поля возбуждать в объекте вихревые токи. В процессе участвуют генератор магнитного поля, преобразователь и объект изучения. Благодаря взаимодействию поля вихревых токов и поля преобразователя регистрируется нарушения структуры поверхностного и подповерхностного слоя. При прохождении прибора в районе дефекта магнитная стрелка отклоняется от базового положения; так же в некоторых дефектоскопах присутствует световая индикация и звуковая. 

Преимущество данного метода так же в том, что во время дефектоскопии не требуется физического контакта с объектом, между ним и дефектоскопом может оставаться зазор в несколько миллиметров, что позволяет ускорить процесс выявления дефектов. Он может проводиться под водой, так же ему не мешают поверхностные загрязнения объекта.

Вихретоковый контроль — единственный метод, позволяющий выявить локальные пятна твёрдости в металле под изоляционным слоем.

Оптический метод контроля сварных швов основан на свойствах оптического излучения проникать на небольшую глубину непрозрачных объектов, что и позволяет выявлять только наружные дефекты.

К этому методу так же относят визуально-измерительный контроль, при котором осуществляется простой осмотр изделия с использованием таких приборов, как эндоскопы, фотоаппараты-микроскопы, лупы и др.

 

Позволяет выявлять только выходящие на поверхность и сквозные дефекты. 

Этапы каппилярного метода контроля сварных соединений:

1. Подготовка поверхности. Очистка при помощи инструментов и растворителей, сушка тёплым воздухом.

2. Обработка дефектоскопическими материалами. На поверхность объекта наносится индикаторная жидкость (пенетрат), которая под действием каппилярных сил проникает в трещины, после чего поверхность очищается от излишков пенетрата при помощи очистителей или гасителей. Наносится проявитель, например, в виде порошка, который пропитывается пенетратом в местах трещин. Обычно проявитель ярко-оранжевого или красного цвета.

3. Обнаружение дефектов. Обычно они регистрируются визуальным способом, реже — при помощи преобразователей.

Как правило, метод используется для контроля сварных соединений из нержавеющих металлов. Преимущество данного метода — в его простоте и скорости, так же по расположению и размеру обнаруженных дефектов можно судить об их характере и причинах возникновения. Недостатки — ручной труд, мало возможности для автоматизации, токсичность препаратов.

Электрический контроль

Электрический сварных соединений — первый из рассматриваемых нами, который позволяет выявлять глубинные дефекты. Этот метод реализуется на основе характеристик электрического поля объекта, которое возбуждается специальными приборами.

Существует множество подвидов этого метода, суть которых сводится к одному — в местах повреждений металла характеристики электрического поля объекта меняются.

В качестве индикатора изменений может быть порошок (электростатический порошковый метод), который образует структуры в местах полей рассеяния, которые присутствуют в зоне дефектов, или же электроискровой дефектоскоп (электроискровой метод), который регистрирует электрический пробой в месте дефекта, падение напряжения в местах дефекта при электропотенциальном методе.

Недостаток метода — физическое взаимодействие с объектом контроля, высокие требования к чистоте поверхности, зависимость от окружающей среды (например, в воде его реализовать невозможно, в отличие от вихретокового контроля). С другой стороны преимущество этого метода в том, что при его помощи можно проверить объект непосредственно в рабочих условиях, которые могли привести к дефектам — температура, вибрация, давление и т.д.

Радиоволновой конроль

Метод реализуется благодаря взаимодействию сверхчастотных электромагнитных волн радиодиапазона с объектом контроля, благодаря чему ещё называется СВЧ-методом неразрушающего контроля. В радиоволновом контроле участвуют СВЧ-генератор, который создаёт СВЧ-поле, объект контроля и СВЧ-приёмник, который регистрирует изменение параметров электромагнитного поля.  

Поскольку важным условием для проведения радиоволнового контроля является радиопрозрачность объекта, а сварные швы трубопроводов — это довольно толстый слой металла, а не, например, диэлектрик, то метод является не самым эффективным для глубинного контроля сварных швов.

Тепловой контроль

При тепловом контроле сварных соединений объект исследования нагревается, затем его термические параметры регистрируются специальными приборами — тепловизорами, пирометрами и т.д. Места дефектов характеризуются тепловыми параметрами, отличными от всего объекта. 

Преимущества данного метода в том, что его можно использовать при контроле любых материалов, он достаточно быстр и оборудование довольно мобильное, за единицу времени можно провести довольно большой объём работ. Недостатки его, как правило, обуславливаются окружающей средой.

Тепловой контроль не рекомендуется проводить под прямыми солнечными лучами, во время осадков, во время тумана или ветра. Поверхность объекта должна быть чиста — грязь и инородные объекты могут исказить параметры инфракрасного (теплового) излучения.

Так же повлиять на результаты могут взвешенные осадки, которые присутствуют в воздухе — пыль, сажа, дым, испарения.

Акустический (ультразвуковой) контроль

Когда говорят об акустическом контроле сварных соединений обычно подразумевают ультразвуковой метод с частотой колебания волн выше 20 кГц. Ультразвуковой контроль наряду с радиографическим является обязательным по отношению к объектам повышенной зоны риска.

Особенность ультразвука такова, что он будет бродить по объекту, пока не наткнётся на препятствие — это может быть задняя стенка объекта, после которой начинается воздух или же дефект, например, трещина, от которой он отразится (в случае эхо-метода).

Металл и воздух обладают очень различающимися акустическими параметрами, поэтому благодаря ультразвуковому контролю можно обнаружить мельчайшие дефекты — от 10-6. мм.

Общие недостатки метода — низкая достоверность исследования при работе с крупнозернистыми металлами (например, чугун), потому как ультразвуковой сигнал быстро рассеивается и затухает, а также с неоднородными по структуре сварными швами, выполненными из разных видов сталей.

Радиационный контроль

Схема проведения радиационного контроля практически для всех его видов схожа — через объект контроля пропускается ионизирующее излучение, которое фиксируется специальным экраном, это может быть рентгеновская плёнка, или флуоресцирующий экран и т.д. Чаще всего используется рентгенография (радиография) и гаммаграфия.

Рассмотрим основные этапы радиационного метода на примере радиографии:

  1. подготовка поверхности к контролю — зачистка от брызг металла, неровностей и инородных элементов, которые могут помешать расшифровке снимка;
  2. установка источника рентгеновского излучения, эталонов чувствительности (для определения чувствительности контроля) и принимающего экрана (рентгеновскую плёнку);
  3. просвечивание объекта контроля рентгеновским излучением;
  4. проявление полученных фотографий в специальном помещении со специальными осветителями — негатоскопами;
  5. расшифровка снимков.

 

Главное преимущество этих методов в том, что они позволяют обнаруживать практически любые дефекты, и поэтому радиографический метод, в частности, прописан как обязательный для некоторых случаев в СНиП 3-05-05-84 «Технологическое оборудование и технологические трубопроводы», СНиП III-42-80 «Магистральные трубопроводы» и др. Оборудование для радиографического контроля сильно разнится по характеристикам. «Синтез НДТ», в частности, выпускает лёгкие переносные аппараты постоянного потенциала, преимущества которых мы рассмотрим в отдельной статье.

Источник: https://syntezndt.ru/rentgen/nerazrushayushchiy-kontrol-svarnykh-soedineniy/

Рентгенографический контроль сварных швов и соединений

Являясь фактически одной из разновидностей радиографического контроля, этот метод не требует применения используемых в гамма-дефектоскопах радиоактивных изотопов. Источником излучения в этом случае являются рентгеновские лампы. Генерируемые лампой лучи проходят через обследуемый участок детали.

При этом они интенсивнее поглощаются однородным металлом, а при прохождении сквозь пустоты, трещины или просто рыхлый металл, интенсивность поглощения снижается. Основываясь на этом эффекте, на различных светочувствительных материалах – бумаге, плёнке, пластиковых или стеклянных пластинах, получают изображение, где места дефекта выглядят более светлыми. Это позволяет зафиксировать результаты обследования документально.

Если же применить специальный преобразователь излучения, то результаты дефектоскопии можно вывести на экран и, по полученному изображению, исследовать в реальном времени.

Читайте также  Сварные изделия из металла своими руками

Возможности технологии

Используя рентгеновский контроль, удаётся с высокой степенью точности выявить:

  • Плохо проваренные места соединительных швов.
  • Трещины и каверны, причём даже те, которые находятся под поверхностью детали и не обнаруживаются другими методами дефектоскопии.
  • Включения инородных материалов – шлаков, окислов и т. п.

Также появляется возможность оценить вогнутость и выпуклость корня сварного шва.

Впрочем, с помощью прогрессивной технологии контроля удаётся обследовать не только детали, изготовленные из металла. Изменение интенсивности рентгеновского излучения регистрируется при его прохождении через минералы и полимеры, органические и неорганические вещества. Таким образом, значительно расширяется область применения рентгенографического контроля.

Достоинства и недостатки

Любым технологиям присущи как достоинства, так и недостатки. Именно они влияют на их развитие в первую очередь. Оценивая метод дефектоскопии, использующий рентгеновское излучение, к его достоинствам можно отнести:

  • Высокую точность получаемых данных. По этому параметру соперничать с рентгенографией очень трудно. Ведь с её помощью удаётся обнаружить не только дефекты микроскопического размера, но также определить форму и характер повреждения.
  • Возможность выявления скрытых дефектов, вне зависимости от глубины их расположения. При использовании большинства других способов контроля такая задача невыполнима.
  • Достаточно высокая скорость получения результатов, благодаря которой становится возможным использование технологии в массовом производстве и при изучении сварных швов большой суммарной протяжённости.

Что касается основных недостатков, то ими принято считать:

  • Значительную стоимость оборудования и сложность его обслуживания.
  • Опасность для здоровья, которую может представлять метод рентгеновского контроля при нарушении норм безопасности и неграмотном его использовании.
  • Необходимость в специальных расходных материалах для фиксации результатов.
  • Наличие способного работать на сложном оборудовании квалифицированного персонала, поскольку эффективность метода напрямую зависит от правильности его применения.
  • Влияние заданных параметров регулировки измерительной аппаратуры на точность результатов.

Как можно понять, недостатки являются хотя и сложными, но преодолимыми, а значит, не мешают внедрению рентгеновской дефектоскопии там, где в ней существует необходимость.

Как это работает

Очевидно, что для оценки возможностей технологии и особенностей её применения, желательно знать её основные принципы. В основе процесса – рентгеновское излучение, открытое ещё в 1895 году Вильгельмом Конрадом Рентгеном. Мог ли знать проводивший эксперименты знаменитый учёный, во скольких областях человеческой деятельности благодаря его открытию произойдут изменения?!

Во всех аппаратах, использующих описываемый принцип дефектоскопии, источником регистрируемого излучения служат рентгеновские трубки. Характеристики этих трубок влияют на возможности аппаратуры и результаты замеров. Максимальная толщина металла, которую способен просветить рентгеновский аппарат, напрямую зависит от излучения, жёсткость которого, в свою очередь, связана с параметрами подаваемого на трубку тока. По используемому напряжению оборудование делят на три основные группы.

  • Малого, в пределах от 60 до 120 кВ.
  • Среднего, от 200 до 400 кВ.
  • Высокого, от 1 до 2 МэВ, напряжения.

Если первые два типа удаётся сделать переносными, то последний может быть либо передвижным (установленным на самоходное или буксируемое шасси), либо стационарным.

Рентгеновские трубки высокого напряжения могут быть использованы для выявления дефектов в деталях, изготовленных из стали толщиной до 500 мм.

Благодаря особенностям конструкции рентгеновской трубки, предусмотрена возможность регулировки размеров фокусного пятна. Излучатель помещается внутрь специальной защитной капсулы, имеющей отверстие или прорезь, сквозь которые лучи направляют на исследуемый участок. В некоторых конструкциях аппаратов пятно фокусируется с помощью дополнительных линз.

Прошедшее сквозь материал излучение попадает на светочувствительный материал, оставляя на нём отпечаток, подобный тому, какие получаются при использовании технологии классической фотографии.

В случаях, когда существует необходимость непрерывно получать данные в реальном времени, прибегают к использованию так называемых сцинтилляторов.

Эти вещества обладают способностью преобразовывать невидимое жёсткое излучение в свет, видимый человеческому глазу, благодаря чему появляется возможность задействовать специальный преобразователь и вывести изображение на экран. Работающие по такому принципу установки иногда называют рентгенотелевизионными.

Некоторые особенности

В зависимости от устройства трубки аппараты делят на импульсные, в которых поток излучения выдаётся сжатыми порциями, и постоянного действия, где излучение идёт непрерывно. Ввиду того что при создании короткого импульса удаётся повысить пиковые значения излучателя без существенного увеличения его размеров и параметров напряжения, в последнее время именно таким аппаратам отдаётся предпочтение.

Важные моменты

В любом случае на конечные результаты проводимых замеров влияют несколько основных факторов.

  • Стабильность характеристик подаваемого напряжения.
  • Точные геометрические параметры контроля.
  • Регулировка размеров фокусного пятна.
  • Фокусное расстояние между дефектоскопируемым объектом и преобразователем излучения.

Согласно требованиям ГОСТ 7512-86, распространяющим своё действие на методы РК контроля, для каждого обследуемого изделия должна быть разработана технологическая карта. Это важно, поскольку свою эффективность рентгеновский контроль демонстрирует только при полном соблюдении всех нормативов.

На участке производства, где используется полезная, но всё же опасная технология, существует очевидная необходимость в строжайшем соблюдении норм техники безопасности. Ведь полученное даже в малых дозах, жёсткое излучение накапливается в организме и способно нанести непоправимый вред здоровью. Чтобы этого не случилось, следует выполнять следующие правила.

  • При проведении замеров недопустимо присутствие на участке работ посторонних лиц. Даже допуск людей к прошедшим дефектоскопию деталям на какое-то время следует ограничить.
  • Всё излучающее оборудование должно быть надёжно защищено специальными экранами. В качестве материала для таких экранов может быть использован свинец, или иные вещества, поглощающие жёсткое излучение.
  • Управляющий процессом оператор должен быть максимально удалён от излучателя, а его рабочее место также защищено поглощающими экранами.
  • При необходимости посещения зоны повышенной опасности сотрудники должны быть обеспечены надёжными средствами индивидуальной защиты. Время их пребывания рядом с излучателем следует свести к минимуму.

Недопустимо использование неисправных рентгенографических установок. Ремонт оборудования должен производиться только квалифицированными специалистами, имеющими соответствующий допуск. Совершенно очевидно, что применять технологию в домашних условиях не стоит.

Попытки изготовить оборудование самостоятельно, а тем более выполнить с его помощью необходимые замеры, почти наверняка приведут к тяжелейшим последствиям для здоровья оказавшихся рядом людей. К счастью, в этом нет необходимости. Промышленность выпускает в достаточном количестве эффективные и вполне надёжные приборы, способные обеспечить точный рентгенконтроль. Нужно лишь правильно выбрать устройство, возможности которого соответствуют намеченным задачам.

Где можно применить?

При правильном подходе и соблюдении всех требований, технология безопасна и весьма эффективна. Она постепенно вытесняет устаревшие методы и всё чаще рентгенографические установки можно встретить в самых разных местах.

  • На строительстве новых или обслуживании уже находившихся в эксплуатации трубопроводов. Ведь это один из самых удобных способов проверки надёжности сварных соединений и герметичности трасс, по которым перекачиваются различные химические вещества.
  • В местах возведения многоэтажных зданий, от прочности несущего каркаса которых будут зависеть жизни огромного количества людей. Чтобы исключить ненужные риски, стоит проверить качество сварных швов заблаговременно.
  • На судостроительных верфях, де строятся огромные грузовые суда или фешенебельные пассажирские лайнеры. Лишь надёжным сварным соединениям не страшны шторма.
  • В цехах, где собирают на стапелях самые современные самолёты, и даже ракеты. Подняться в небо или достигнуть звёзд они смогут лишь в том случае, если их сварные швы не имеют дефектов.
  • У сборочных конвейеров, с которых сходят новейшие модели автомобилей. Количество звёзд, заработанных на краш-тестах, зависит от многих факторов. В том числе и от хорошо выполненной дефектоскопии.

Безусловно, это далеко не весь перечень возможностей рентгенографического контроля. Ведь подробное перечисление заняло бы не одну страницу. Вполне возможно, что именно сейчас кто-то придумал, как ещё можно использовать эту имеющую широкие возможности технологию.

Поделись с друзьями

Источник: https://svarkalegko.com/tehonology/rentgenograficheskij-kontrol.html

Радиографический контроль сварных соединений

Как известно, контроль – это обязательная и заключительная часть всего технологического сварочного процесса. Существуют неразрушающие и разрушающие методы контроля. Контроль посредством радиографии относится к неразрушающему физическому методу.

Прежде чем приступить к радиографическому методу, сварное изделие подвергается визуальному и измерительному контролю. Затем, в соответствии с проектной документацией, контроль проводятся другими физическими методами. Очень распространенные методы такие как ультразвук и рентген. В этой статье будет говориться о радиографическом контроле.

Но в начале нужно понять для каких задач и выявления каких дефектов он предназначен, и принцип работы этого вида контроля.

Немного о дефектах 

Что же это такое? Согласно определению — это несоответствие продукции установленным в НТД требованиям. Они делятся на наружные и внутренние. Наружные дефекты призван обнаруживать, фиксировать и измерять визуальный и измерительный контроль. А вот с внутренними «шовными проблемами» и предназначен определяться радиографический метод контроля.

Ниже приведены основные распространенные внутренние дефекты швов и (ЗТВ) и основные причины их появления:

  • Поры — образуются из-за безобразной зачистки кромок; сырого флюса или влажных электродов, а если сварка ведется в среде защитных газов, то может быть плохая газовая защита; может быть быстро двигался электрод в направлении сварки.
  • Шлаковые включения и окисные пленки — это когда внутри шва остаются нерасплавленные неметаллические вещества или окислы.
  • Непровары – это несплавление основного металла с наплавленным;
  • Трещины – это дефект соединения в виде разрыва металла в шве или прилегающих зонах.

Самыми коварными внутренними дефектами считаются поры молекулярного свойства. Когда водородные атомы соединяются в молекулы водорода (это может происходит даже через много часов после окончания сварки) и по внутренней структуре «простреливает» трещина. Поэтому в ответственных и особо ответственных сварных конструкциях поры просто недопустимы.

Читайте также  Аренда полуавтоматического сварочного аппарата

Эти дефекты и предназначен выявлять радиографический метод.

Сущность и принцип работы радиографии

  Сущность рентгенографии в том, что обладая огромной энергией и не подвергаясь электро-и магнитному воздействию, рентгеновское излучение проходит через определенные материалы и реагирует на «чужую» среду. А благодаря именно тому, что по-разному поглощается разными материалами, рентген и используют в дефектоскопии.

Короче говоря, проникает излучение через металлическую среду, а на пути встречается какое-нибудь препятствие в виде поры, трещины у которых физическая среда другая, значит поглощение будет другим и на «выходе» с обратной стороны на пленку этот дефект будет на ней запечатлен. У ультразвука похожая реакция на чужую среду, только физический принцип действия другой.

Схожесть в том, что и один, и другой метод основан на реакции чужеродным средам.  

Рентгеновское излучение

Это чудо-явление происходит в электронных оболочках атомов, когда на них воздействуют свободные электроны, обладающие огромной скоростью. А их в свою очередь получают и придают им умопомрачительную быстроту в специальных рентгеновских трубках. Эта штука представляет собой стеклянный баллон из которого выкачан весь воздух, а внутри находятся два электрода: анод (А) и катод (С).

Катод выполнен из вольфрамовой спирали, а анод из пластины вольфрамовой или молибденовой, (-) – это электроны, излучение (х). В трубке электроны несутся к аноду с сумасшедшей скоростью, врезаются в него и резко тормозясь превращают свою кинетическую энергию в лучевую выделяющуюся в виде фотонов рентгеновского излучения. Но большая часть ее переходит в тепловую энергию и нагревает анод.

Весь процесс получения этого рентгеновского излучения характеризуется непрерывным и дискретным энергетическими спектрами и сопровождается энергетическими переходами на изделие.

Гамма-излучение. А это излучение появляется в результате распада радиоактивных элементов или как их еще называют изотопами.

Процесс происходит так: силы притяжения между нейтронами и протонами, входящими в состав изотопов, не могут придать устойчивости ядру и поэтому менее устойчивые ядра самопроизвольно перестраиваются в более устойчивые. Происходит то, что называют радиоактивным распадом.

Гамма-излучения способны проникать через сталь толщиной в 0,5м, но поглощаются листом алюминия толщиной в 6мм, а безопасно находиться от источника излучения можно на расстоянии в 7-7,5м.

Рентгеновские аппараты

В общем виде рентгеновская аппаратура собрана из основных составляющих — это рентгеновская трубка, которая обязательно находится в защите, высоковольтный генератор и пульт управления. Генератор, в свою очередь выстроен из высоковольтного трансформатора и накала трубки, выпрямителя и трансформатора

Гамма-аппараты

Это радиоизотопный дефектоскоп, состоящий из радиационной головки с радиоизотопом, привод источника, ампулопровод и пульт управления. Они делятся на:

  1. Общепромышленного назначения – они наиболее распространенные для применения в труднодоступных местах из-за удобства подачи источника излучения по ампулопроводу в контролируемые места на 5-12м.
  2. Специального назначения. Очень хороши для контроля однотипных по форме конструкций. Например магистральных трубопроводов, резервуаров или газгольдеров.

  Кроме указанных аппаратов для просвечивания необходимы специальные эталоны для определения относительной чувствительности, радиографические пленки для отображения и фиксации дефекта, кассеты и держатели для закрепления материалов на объекте контроля. После процесса просвечивания происходит фотообработка снимков, их расшифровка с обязательной записью в специальный журнал.

      Выявление внутренних дефектов при просвечивании основано на способности описанных излучений проникать через материалы и поглощаться в них в зависимости от толщины, рода материалов и энергии излучения.

Источник: http://svarkagid.com/radiograficheskij-kontrol-svarnyh-soedinenij/

Ренгенографический контроль сварных соединений

24.05.2017

Среди всех возможных разновидностей НК сварных швов, радиографический контроль (РК) сварных соединений является одним из самых точных. Он очень востребован в профессиональной сфере, где производятся качественные изделия, рассчитанные на существенную нагрузку, поскольку в них не допускается наличие каких-либо дефектов: непровара, микротрещин, раковин, пор и прочих видов дефектов.

Радиографическому контролю в соответствии с требованиями нормативных документов по НК подвергают сварные соединения металлоконструкций, нефтепроводов, газопроводов, выполненные всеми видами автоматической, полуавтоматической и ручной электродуговой сваркой плавлением. Метод радиографического контроля сварных соединений используется для металлов и их сплавов, выполненных сваркой плавлением, с толщиной свариваемых элементов 1-400 мм, с применением рентгеновского, гамма- и тормозного излучений и радиографической пленки.

Для проведения РК очень важно правильно выбрать источник излучения и радиографическую пленку, а также правильно подобрать параметры просвечивания. Выбор источника излучения обусловлен технической целесообразностью и экономическoй эффективностью. Основные факторы, опредeляющие выбор источника: заданная чувствительность; толщина и плотность материала ОК; производительность контроля; конфигурaция контролируемой детали; доступность еe для контроля и дp.

Например, пpи контроле изделий, в которыx допускаются дефекты большого размера, целесообразнее применение изотопов с высокой энергией, обеспечивающих малое время просвечивания. Для издeлий ответственного назначения испoльзуют рентгеновское излучение и толькo как исключение — изотопы, имеющие пo возможности наимeньшую энергию излучения.

Выбор радиографической пленки осуществляетcя пo толщине и плотности материала просвечиваемогo объекта, а также пo требуемой производительности и заданнoй чувствительности контроля.

Основные параметры РК

Энергия излучения определяет его проникающую способность и выявляемость дефектов в контролируемом изделии.

От мощности Р экспозиционной дозы излучения  (МЭД) зависят производительность контроля, a также требования техники безопасности.

Плотность ρ контролируемого материала определяет необходимую МЭД и получение требуемой производительности и чувствительности.

Линейный коэффициент ослабления μо излучения в материале свидетельствует о проникающих свойствах излучения и выявляемости дефектов.

Дозовый фактор накопления β характеризует рассеяние излучения в материале изделия в зависимости от линейного коэффициента ослабления μо и толщины контролируемого изделия и оказывает заметное влияние на выявляемость дефектов. Он зависит от отношения суммы интенсивностей нерассеянного и рассеянного излучений к интенсивности нерассеянного излучения:

β = (Iн + Ip) /Iн .

Разрешающая способность детектора определяет его способность регистрировать рядом расположенные дефекты и бездефектные участки контролируемого изделия и характеризуется числом линий, равномерно распределенных на единице длины тест-образца.

Абсолютная чувствительность Wабс (измеряется в мм) говорит о размере минимально выявляемого дефекта или элемента эталона чувствительности. Относительная чувствительность Wотн(измеряется в %) определяется отношением размера Δδ минимально выявляемого дефекта или элемента эталона чувствительности к толщине контролируемого изделия δ. Зависимость относительной чувствительности радиографии от основных параметров просвечивания выражается уравнением

Wотн = Δδ / δ= (2,3 ΔDminB) / (μо γD δ) • 100% (1)

где ΔDmin — минимальная разность плотностей почернения различаемая глазом; В — дозовый фактор накопления; γD — контрастность радиографической пленки.

На практике значение ΔDmin ≈ 0,006 …0,01. Значения γD, β и μо известны из литературы.

Помимо указанных факторов чувствительность радиографического контроля зависит также от : формы и места расположeния дефекта, величины фокусного расстояния, фокусного пятна трубки, типа рентгеновской пленки.

Чувствительность радиационного контроля

На чувствительность контроля оказывают влияние ряд факторов:

  • параметры источника излучения: его энергия и мощность экспозиционной дозы, а в случае радионуклидных источников — их активность
  • характеристика изделия химический состав, атомный номер, плотность, толщина, физические свойства (линейный коэффициент ослабления, дозовый фактор накопления)
  • характеристики детектора: спектральная чувствительность, разрешающая способность, инерционность, размер рабочего поля, масштаб преобразования, коэффициент усиления яркости, геометрические искажения.

Учет этих данных позволяет оценить основные параметры контроля, к которым относят абсолютную и относительную чувствительность РК, геометрическую и динамическую нерезкость радиационного изображения.

Нерезкость рассеяния, преобразование радиационного изображения и предел разрешения радиационного преобразователя являются основными параметрами формирования световой картины. В соответствии с ГОСТ 7512-82 величина абсолютной чувствительности может быть вдвое меньше величины минимального дефекта, который необходимо выявить.

Поэтому при контроле важно правильно выбрать энергию излучения источника, направление просвечивания, детектор с необходимыми характеристиками и т. д.

Для просвечивания стали используют номограммы применения радиографических пленок (см. рисунок).

Пленку РТ-1 испoльзуют в основном для контроля сварных соединений большиx толщин, так как она обладаeт высокими контрастностью и чувствительноcтью к излучению. Универсaльную экранную пленку РТ-2 примeняют при просвечивании деталей различнoй толщины, при этoм время просвечивания пo сравнению c дpугими типами пленок наимeньшee.

Для контроля издeлий из алюминиевых сплавов или сплавов черных металлов небольшой тoлщины подходит высококонтрастная пленка РT-З и РТ-4. Пpи дефектоскопии ответственных соединений применяется пленка РТ-5. Этa пленка обладает достаочно высокой контрастностью, позволяет выявлять незначительныe дефекты, хотя и имеeт наименьшую чувствительность к излучению, чтo и увеличивает время экспозиции пpи контроле.

Ориентировочно радиографическую пленку целесообразно выбирать по номограммам (рис. 1).

Для контроля сварных соединений различныx типов выбирают одну из схeм просвечивания, приведенных нa риcунке. Стыковые односторонние сварные соединения бeз разделки кромок, a такжe c V-образной разделкой просвечивают, кaк правило, пo нормали к плоскоcти свариваемых элементов (cм. рис. 2, схему 1).

Швы, выполненныe двусторонней сваркой c К-образнoй разделкой кромок, целесообрaзнee просвечивать пo сxеме 2 c применением в ряде cлучаeв двух экспозиций. В этом случаe направление центрального луча должнo совпадaть c линией разделки кромок. Допускаетcя просвечивание этих швов также и пo схеме 1.

Рис. 2. Схемы радиографического контроля сварных соединений.

При контроле швов нахлесточных, тавровых и угловых соединений центральный луч напрaвляют, как правило, пoд углом 45° к плоскoсти листа (схeмы 3 — 8). A трубы большого диаметра (бoлee 200мм) просвечивают чepeз одну стенку, a источник излучения устанaвливaют снаpужи или внутри издeлия c направлeнием оси рабочего пучка перпендикулярнo к шву (схемы 9, 11).

Читайте также  Как сварить входную металлическую дверь своими руками

Пpи просвечивании через две стенки сварныx соединений труб малого диаметра, чтoбы избежать наложения изображения участкa шва, обращенногo к источнику излучения, нa изображение участка шва, обращенногo к пленке, источник сдвигают oт плоскости сварного соединения (схемa 10) на угол дo 20… 25°.

Пpи выборе схемы просвечивания необходимо пoмнить, чтo непровары и трещины мoгут быть выявлены лишь в тoм случае, если плоскости иx раскрытия близки к направлeнию просвечивания (0 … 10°), а иx раскрытие ≥0,05 мм.

Для контроля кольцевых сварных соединений труб чaсто применяют панорамную схему просвечивания (схемa 11), пpи котoрoй источник c панорамным излучением устанавливaют внутри трубы нa оси и соединение просвечивают зa одну экспозицию. Условие применения этoй схемы просвечивания следующеe: размер активнoй части Ф источника излучения, пpи котором возможно его использованиe для контроля сварного шва панорaмным способом, определяют по формулe

Ф ≤ (u — R) / (r — 1),

гдe u — максимально допустимая величинa геометрической нерезкости изображения дефектов нa снимке (в мм), задаваемая, как правило, действующeй документацией нa радиографический контроль сварных соединений; R и r — внешний и внутренний радиусы контролируемого соединения соответственно, мм.

Послe выбора схемы просвечивания устанавливaют величину фокусного расстояния F. C егo увеличением ненамногo повышается чувствительность метода, нo возрастает (пропорционально квадрату расстoяния) время экспозиции.

Фокусное расстояние выбиpают в зависимости oт схемы просвечивания, толщины материала и размеров активной части (фокусного пятна) источника излучения. Нaпример, для схем 1 — 8 (cм. риc. 2) фокусное расстояние должнo быть F ≥ (Ф / u + 1)(s + H), гдe s — толщинa сварного соединения в направлeнии просвечивания, мм; H — расстояние oт пленки до обращенной к нeй поверхности изделия. Обычнo фокусное расстояние выбирают в диапазонe 300…750 миллимeтров.

Время экспозиции и длина контролируемогo за одну экспозицию участка пpи контроле по привeденным схемам должны быть тaкими, чтoбы:

  • плотность почернения изображения контролируемого участкa шва, ОШЗ и эталонов чувствительности была ≥1,0 и ≤3,0 eд. оптической плотноcти;
  • уменьшение плотности почернения любогo участка сварного шва нa снимке по сравнению c плотностью почернения в месте устaновки эталона чувствительности былo ≤0,4 …0,6 eд. оптической плотности в зависимости oт коэффициента контрастности пленки, нo нигдe плотность почернения не должнa быть

Источник: https://alfatest.ru/support/articles/radiograficheskiy-kontrol-svarnykh-soedineniy/

Радиографический метод контроля

Наша лаборатория, специализирующаяся на проведении различных видов неразрушающего контроля, готова  оперативно и качественно выполнить рентгенографический контроль сварных соединений трубопроводов различного назначения, котлов или грузоподъемных механизмов.

Открытие нового вида электромагнитного излучения, которое впоследствии стали именовать рентгеновским, буквально произвело переворот во многих областях техники и технологий. В частности, появилась возможность контролировать качество внутренней структуры различных конструкций без их предварительного разрушения.

Рентгеновские лучи и их свойства

Излучение электромагнитной природы, длины волн которого занимают диапазон между ультрафиолетовыми  и гамма-лучами, называется рентгеновским по имени первооткрывателя – В. К. Рентгена. Это излучение обладает рядом интересных свойств, от способности к ионизации газов до воздействия на живые клетки. Падая на предмет, рентгеновские лучи отдают ему часть энергии фотонов, и предмет нагревается. Фотоплёнка или фотобумага, помещённая под рентгеновские лучи, «засвечивается» и темнеет.

Кинетическая энергия рентгеновских лучей неодинаково поглощается металлами и неметаллами. Это свойство позволило использовать их во многих областях, в том числе для проверки качества швов, получаемых при сварке, без разрушения готовых изделий.

Принцип рентгенографического контроля сварного шва

Просвечивая сварной шов излучением рентгеновской трубки, можно выявить целый ряд скрытых дефектов, от внутренних пор, трещин и раковин до непроваренных участков и посторонних включений в металлическом шве.

Проверка происходит следующим образом: изделие помещают в рентгеновскую установку таким образом, чтобы шов оказался между потоком излучения и фотобумагой/фотоплёнкой. По разнице поглощения лучей, которая выражается в более тёмных и светлых пятнах на месте шва, можно судить о наличии дефектов внутри металла. Чем тоньше слой металла, тем отчётливее различимы дефекты. Сварной шов, толщина которого превышает 100 мм, проверить рентгеновскими лучами невозможно.

Особенности метода

Посредством радиографического контроля обнаруживаются дефекты, которые при внешнем осмотре остаются невидимыми глазу, в том числе пустоты и трещины различного происхождения, включения шлаков и неметаллических соединений, а также других металлов – вольфрама и др.

Возможности радиографического контроля ограничены чувствительностью установки: не обнаруживаются дефекты микроскопического размера, а также трещины, идущие вдоль направления рентгеновского луча. Могут оставаться незамеченными дефекты, местоположение которых на снимке совпадает с перепадами толщин, углами изделия или другими предметами.

Чувствительность оборудования радиографического контроля

Важным параметром при обследовании шва является чувствительность дефектоскопа. Обычно этот показатель выражается в процентах и определяется несложной формулой:

К = (m/s)* 100, %

где буква m означает минимальную длину дефекта, а s – общую толщину шва.
 

Чувствительность дефектоскопа зависит от ряда факторов:

  • от мощности энергии луча;
  • от толщины сварного шва;
  • от плотности металла или сплава, подвергаемого контролю;
  • от местоположения и формы дефектов;
  • от размеров и очертаний поверхности контролируемого шва;
  • от фокусного расстояния источника лучей;
  • от качества плёнки/фотобумаги, используемой для фиксации дефектов.

Заранее учесть всю совокупность этих факторов для каждого случая очень сложно. Как правило, чувствительность установок контроля шва определяется опытным путём, для чего используются проволочные/канавочные эталонные образцы. Наименьший размер различимого на снимке эталона принимается за показатель чувствительности аппарата.

Рентгеновские аппараты для контроля качества сварки

Для генерирования потока рентгеновских лучей, обладающего заданными параметрами, используются специальные рентгеновские установки. В составе аппарата присутствует рентгеновская трубка (самая важная часть), высоковольтный генератор электротока и контролирующие приборы.

Разновидности аппаратов для рентгеноскопии

На сегодняшний день в промышленности используются разные по конструкции и принципу действия рентгеноскопические установки. Они находят применение в различных областях деятельности.

По типу анодного напряжения установки делятся на:

  • импульсные, формирующие поток лучей в виде мощных импульсов, достоинства которых – небольшие размеры и мобильность;
  • непрерывного действия, в которых анод генерирует постоянный поток излучения.

Импульсные рентгеноскопы широко применяются для контроля строительных конструкций, монтажа ответственных металлоконструкций и др. Установки постоянного действия используются в стационарных лабораториях.

По типу конструкции аппараты подразделяются на:

  • моноблочные, где лучевая трубка и генератор напряжения смонтированы в одном корпусе;
  • кабельные, где конструкция предполагает размещение рентгеновской трубки в отдельном защитном кожухе, соединённом с прочими компонентами системой кабелей.

Моноблочные рентгеноскопы более мобильны и используются, в своём большинстве, для полевых исследований, тогда как аппаратура кабельного типа практически всегда устанавливается в цехах и лабораториях.

Существует и классификация по мощности, вернее, по показателю анодного напряжения, где аппараты делятся на две категории:

  • маломощные – до 160 КВ;
  • мощные – от 160 КВ до 400 КВ.

Установки, анодное напряжение которых превышает 400КВ, используются чрезвычайно редко.

Устройство рентгеновской трубки

Излучение, открытое Рентгеном, генерируется анодом трубки при облучении её быстро летящими электронами. Для исключения помех из трубки предварительно откачивается воздух, после чего она герметично запаивается.

Лучевая трубка устроена довольно просто. В стеклянном баллоне на определённом расстоянии друг от друга располагаются вольфрамовый катод, к которому подводится высокое напряжение, и анод из молибден-вольфрамового сплава. Анод расположен под углом к оси трубки и к плоскости катода.

При подаче высоковольтного напряжения на катод от трансформатора металл раскаляется и начинает испускать электроны. Чем выше температура, тем больше их кинетическая энергия. Электроны, сталкиваясь с катодом, теряют часть энергии, которая преобразуется в излучение рентгеновского диапазона.

Генерируемое трубкой излучение вредно влияет на живые клетки, в том числе клетки нашего тела. При работе с рентгеновскими установками необходимы серьёзные меры предосторожности, направленные на защиту от лучей Рентгена. Трубка, как правило, помещается в толстый свинцовый кожух, останавливающий фотоны излучения. Отверстие в кожухе направляет поток лучей исключительно на сварной шов, не допуская рассеивания в окружающем пространстве.

Как происходит проверка сварных швов рентген-установкой?

Порядок выполнения неразрушающей дефектоскопии при помощи установки рентгеновского излучения состоит из следующих технологических этапов.

  1. Поверхность шва очищается от шлака, окислов и грязи, чтобы они не исказили результат исследования.
  2. Контролируемый шов разбивается на несколько участков, каждый из них помечается эталоном чувствительности аппарата и маркировочным знаком со стороны рентгеновской трубки. Расстояние от шва до канавочного эталона составляет не менее 5 мм, причём канавки направлены перпендикулярно шву. Проволочные эталоны располагаются непосредственно на шве, но тоже перпендикулярно. Если шов проходит по криволинейной поверхности пустотелого изделия, и эталоны прикрепить к поверхности нет возможности, их располагают с обратной стороны, обращённой к фотоплёнке/бумаге.
  3. Выполняется непосредственное просвечивание шва потоком рентгеновских лучей. Порядок и приёмы просвечивания описаны ГОСТом 7512.
  4. Фотоматериалы после закрепления изображения и полного высыхания просматриваются с использованием специального оборудования, изображения анализируются квалифицированными специалистами, обнаруженные дефекты фиксируются и описываются.

Расшифровка плёнки – наиболее ответственный этап рентгеновской дефектоскопии. Для выполнения этой работы привлекаются лишь сотрудники с соответствующей квалификацией и огромным опытом. Плёнка не должна нести на себе признаков повреждения эмульсии, загрязнений и пятен. На изображении должны быть хорошо различимы маркировочные знаки и метки, а также эталоны чувствительности, по которым оценивается качество дефектоскопии. За одну единицу качества принимается наименьший из различимых эталонов.

Источник: http://www.antcszem.ru/uslugi/laboratoriya/laboratoriya-nerazrushayushchego-kontrolya/radiograficheskiy-metod-kontrolya/

Понравилась статья? Поделить с друзьями: