Вопрос 9. Радиографический контроль. 9. Радиографический контроль. Теоретические основы метода. Средства контроля
 Скачать 25.67 Kb.
|
9. Радиографический контроль. Теоретические основы метода. Средства контроля.Радиационный неразрушающий контроль - вид неразрушающего контроля, основанный на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения после взаимодействия с контролируемым объектом. Ионизирующим называют излучение, взаимодействие которого с веществом приводит к образованию в этом веществе зарядов различного знака. Длина волны электромагнитного ионизирующего излучения составляет 6∙10-9…10-16 м. При радиационном контроле ионизирующее излучение от источника проходя через объект контроля регистрируется специальным устройством – детектором. При прохождении излучения через объект контроля происходит уменьшение интенсивности излучения, которое зависит от размеров объекта контроля, плотности его материала и энергии источника излучения. Наличие в объекте контроля дефектов, плотность материала в которых отличается от основного материала, приводит к изменению интенсивности пучка излучения, прошедшего объект контроля в зоне этого дефекта. Источником ионизирующего излучения при радиационном контроле выступают, как правило, рентгеновские аппараты, либо источники на базе радионуклидов. [ИЗ ЛЕКЦИИ] Теоретические основы метода Радиографический контроль является одним из наиболее информативных методов дефектоскопии и широко применяется для контроля опасных производственных объектов. Наибольшее распространение получил радиографический метод контроля качества сварных соединений при изготовлении, монтаже, эксплуатации и ремонте в атомной промышленности, нефтяной и газовой отраслях, машиностроении, на взрывопожароопасных и химически опасных производствах. Рентгеновское излучение – электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением (от 0,001 до 50 нанометров). Рентгеновские лучи могут проникать сквозь вещество, причём различные вещества по-разному их поглощают. Поглощение рентгеновских лучей является важнейшим их свойством в рентгеновской съёмке. Интенсивность рентгеновских лучей экспоненциально убывает в зависимости от пройденного пути в поглощающем слое:  , где  ,  – интенсивность излучения на поверхности объекта контроля и при выходе из него соответственно, Вт/м2;  – толщина объекта контроля;  – коэффициент ослабления ионизирующего излучения в объекте контроля, 1/м.Поглощение происходит в результате фотопоглощения (фотоэффекта) и комптоновского рассеяния. Вследствие данных эффектов взаимодействия излучения с веществом интенсивность первичного излучения по мере прохождения его через вещество уменьшается. Наличие в материале внутренних несплошностей размером  , отличающихся по плотности от основного материала, приводит к изменению значения интенсивности пучка излучения в зоне несплошности по сравнению с бездефектной зоной. Основная задача радиационного контроля (РК) – зарегистрировать данное изменение интенсивности при помощи детекторов ионизирующего излучения. Основными источниками рентгеновского излучения являются рентгеновские трубки, которые представляют собой двухэлектродный вакуумный прибор. В стеклянном или керамическом баллоне расположены катод и анод. При протекании по вольфрамовой нити накала катода электрического тока происходит его нагрев до температуры 2200 – 2500°С и за счет явления термоэлектронной эмиссии в междуэлектродном пространстве появляются свободные электроны, которые фокусируются специальным устройством и при этом образуют вокруг катода электронное облачко. При приложении между электродами трубки (катодом и анодом) разности потенциалов (напряжения) отрицательно заряженные электроны начинают ускоренно двигаться к положительно заряженному аноду. Возникновение рентгеновского излучения происходит при торможении ускоренных электронов мишенью анода. В качестве материала мишени используются тугоплавкие металлы, например, вольфрам или молибден. Радиографическая чувствительность характеризуется минимальным дефектом, выявляемым радиографическим методом и определяется радиографической контрастностью объекта контроля, разрешающей способностью и контрастной чувствительностью детектора излучения, а также геометрией просвечивания. Разрешающая способность характеризуется минимальным размером выявленного дефекта в плоскости, перпендикулярной направлению просвечивания и определяется минимальным расстоянием между двумя элементами изображения, которые на радиограмме переданы раздельно. Разрешающая способность детектора излучения, например, рентгеновской пленки, зависит от энергии излучения, толщины фоточувствительного слоя, метода фотообработки и размера зерен галоидного серебра. Минимальный размер дефекта, который может быть обнаружен радиографическим методом, зависит от его формы и местонахождения. Лучше всего выявляются дефекты с плоскими гранями, ориентированные вдоль направления просвечивания, вследствие большего градиента интенсивности излучения на границах по сравнению с дефектами, например, шаровой или цилиндрической формы. Дефекты в виде плотного слипания металла (расслоения), расположенные перпендикулярно направлению просвечивания, радиографическим методом не выявляются. Чувствительность радиографического контроля характеризуется минимальным лучевым (в направлении просвечивания) размером выявленного эталонного дефекта (проволочки, канавки, отверстия) и выражается в абсолютных или относительных единицах. Она зависит от радиографической контрастности контролируемого объекта и от коэффициента контрастности детектора излучения. Порядок проведения радиографического контроля сварных соединений регламентирован ГОСТ 7512-82 и ВСН 2-146-82 «Инструкция по радиографическому контролю сварных соединений трубопроводов различного диаметра». Перед проведением радиографического контроля необходимо провести подготовку к контролю. Радиографический контроль следует проводить после устранения обнаруженных при внешнем осмотре сварного соединения наружных дефектов и зачистки его от неровностей, шлака, брызг металла, окалины и других загрязнений, изображения которых на снимке могут помешать расшифровке снимка. После зачистки сварного соединения и устранения наружных дефектов должна быть произведена разметка сварного соединения на участки и маркировка (нумерация) участков, установка эталонов и маркировочных знаков. Одним из главных нормативных документов, регламентирующих работу с использованием источников ионизирующего излучения является «Нормы радиационной безопасности НРБ-99». Он устанавливает основные дозовые пределы: Эффективная доза 20 мЗв за год при продолжительности работы 2000 /год соответствует мощности эффективной дозы рентгеновского (гамма) излучения на рабочем месте 10 мкЗв/ч. За период трудовой деятельности (50лет) эффективная доза (поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения, с учетом их радиочувствительности) для персонала на должна превышать 1000 мЗв, а для населения за период жизни (70 лет) – 70 мЗв. Средства контроля В качестве источников ионизирующего излучения используют радионуклиды, в результате распада которых получается линейчатый спектр излучения, рентгеновские трубки и ускорители, дающие непрерывный спектр тормозного излучения. Примеры источников ионизирующего излучения: гамма-дефектоскоп на основе радионуклида Se-75 РИД-Se4P; рентгеновский аппарат импульсного действия Арина-3; рентгеновский аппарат непрерывного излучения ICM SITE-X C2004; рентгеновский аппарат непрерывного излучения РПД-200; бетатрон. Радиографическая пленка состоит из следующих слоев: подложка – основание пленки, представляющее собой тонкую, прозрачную и гибкую пластмассу; подслой – тонкий слой специального клея, нанесенный с обеих сторон подложки и улучшающий соединение эмульсионных слоев с подложкой; светочувствительные эмульсионные слои – слои, состоящие из равномерно распределенных кристаллов AgBr и частично AgJ, нанесенный с двух сторон на подслой защитный слой – тонкий слой на основе желатина, предохраняющий эмульсионные слои от механических повреждений Промышленные генераторы бывают импульсного или постоянного потенциала. «Импульсники» рассчитаны на просвечивание малых толщин. С импульсными генераторами можно делать как направленные, так и панорамные экспозиции. Тем не менее, импульсные переносные рентгеновские аппараты очень мало весят (в пределах 10 кг) и стоят недорого. Но «живут», как правило, не очень долго. Генераторы постоянного потенциала долговечнее «импульсников», лучше подходят для рентгенографии больших толщин и диаметров. Вес таких ИИИ может составлять 20–40 кг, а иногда и больше.
|