п 9 методичка РК (1). НрСлтан аласы Товарищество с ограниченной ответственностью Казахстанский центр обучения
 Скачать 2.53 Mb.
|
|
Товарищество с ограниченной ответственностью «Казахстанский центр обучения и аттестаций в области неразрушающего контроля и сварки» Лекционный материал «Радиографический контроля» Обозначение документа МК РК Дата введения в действие 22.11.2021 Страница 19 из 107 Рис. 3. Классификация источников ионизирующих излучений Радиографические методы радиационного неразрушающего контроля основаны на преобразовании радиационного изображения контролируемого объекта в радиографический снимок или запись этого изображения на запоминающем устройстве с последующим преобразованием в световое изображение. На практике этот метод наиболее широко распространен в связи с его простотой и документным подтверждением получаемых результатов. В зависимости от используемых детекторов различают пленочную радиографию и ксерорадиографию (электрорадиографию). В первом случае детектором скрытого изображения и регистратором статического видимого изображения служит фоточувствительная пленка, во втором — полупроводниковая пластина, а в качестве регистратора используют обычную бумагу. В зависимости от используемого излучения различают несколько разновидностей промышленной радиографии: рентгенографию, гаммаграфию, ускорительную и нейтронную радиографии. Каждый из перечисленных методов имеет свою сферу использования. Этими методами можно просвечивать стальные изделия толщиной от 1 до 700 мм. Радиационная интроскопия — метод радиационного неразрушающего контроля, основанный на преобразовании радиационного изображения контролируемого объекта в световое изображение на выходном экране радиационно-оптического преобразователя, причем анализ полученного изображения проводится в процессе контроля. Чувствительность этого метода несколько меньше, чем радиографии, но его преимуществами являются повышенная достоверность получаемых результатов благодаря возможности стетереоскопического видения дефектов и рассмотрения изделий под разными углами, "экспрессность" и непрерывность контроля. Радиометрическая дефектоскопия — метод получения информации о внутреннем состоянии контролируемого изделия, просвечиваемого ионизирующим излучением, в виде электрических сигналов (различной величины, длительности или количества). Этот метод обеспечивает наибольшие возможности автоматизации процесса контроля и осуществления автоматической обратной связи контроля и технологического процесса изготовления изделия. Преимуществом метода является возможность проведения непрерывного высокопроизводительного контроля качества изделия, обусловленная высоким быстродействием применения аппаратуры. По чувствительности этот метод не уступает радиографии. 5.2. Рентгеновские аппараты Рентгеновская установка состоит из рентгеновского излучателя, источника высокого напряжения и контрольной аппаратуры (рис.4). Ряс 4. Структурная схема рентгеновской установки Высоковольтный генератор преобразует напряжение сети в напряжение питания Товарищество с ограниченной ответственностью «Казахстанский центр обучения и аттестаций в области неразрушающего контроля и сварки» Лекционный материал «Радиографический контроля» Обозначение документа МК РК Дата введения в действие 22.11.2021 Страница 20 из 107 рентгеновской трубки. Высоковольтный генератор включает: преобразователи переменного тока в постоянный (кенотроны, диоды), конденсаторы для фильтрации и удваивания напряжения, трансформаторы накала рентгеновской трубки, трансформаторы накала кенотронов, выключатели и защитные устройства. Контрольно-измерительная часть представляет собой группу приборов, которые служат для изменения и регулирования времени, тока, напряжения и частоты (реле времени, измерительные приборы прерыватели, селекторы, защитные приборы и т.п.). Рентгеновский излучатель (рис.5) состоит из рентгеновской трубки и защитного кожуха, заполненного изолирующей средой: трансформаторное масло, воздух или газ под давлением. Рис. 5. Схема рентгеновской трубки: 1 — катод; 2 — фокусирующие пластины; 3 —нить накала; 4 — анод Рентгеновская трубка — это электровакуумный прибор, предназначенный для получения рентгеновского излучения. Рентгеновское излучение возникает при торможении ускоренных электронов на экране антикатода (анода), изготовленного из тяжелого металла (например, вольфрама). Получение электронов, их ускорение и торможение осуществляется в самой рентгеновской трубке, представляющей вакуумированный стеклянный баллон, в который впаяны металлические электроды: катод (см.) — для получения электронов и анод (см.) — для их торможения (рис. 1). Для ускорения электронов к электродам подводится высокое напряжение. Рис. 1. Терапевтическая, рентгеновская трубка с массивным вольфрамовым анодом: 1 — катод; 2 — анод. Преимущества рентгеноскопии: - Метод прост и экономичен (так как часто не затрачивается серебросодержащая рентгеновская пленка); - Позволяет исследовать пациента при постепенных поворотах (многоосевое исследование); - Возможность полипозиционного исследования; - Позволяет наблюдать внутренние органы в их динамике (сердечные сокращения, сосудистая пульсация, перистальтика ЖКТ); - Возможность рентгенопальпации. Преимущества рентгенографии: - Главное преимущество заключается в том, что на рентгенограмме выявляется большее количество деталей рентгеновского изображения; - Рентгеновский снимок – это объективный документ, пригодный для демонстрации, для прослеживания процесса в динамике и т.д.; Товарищество с ограниченной ответственностью «Казахстанский центр обучения и аттестаций в области неразрушающего контроля и сварки» Лекционный материал «Радиографический контроля» Обозначение документа МК РК Дата введения в действие 22.11.2021 Страница 21 из 107 - Рентгенография – объективный метод исследования, в то время как, рентгеноскопия – субъективный, проводить описание снимков, выполненных в ходе рентгеноскопии имеет право только тот врач, который проводил исследование; - Меньше лучевая нагрузка на пациента (так как меньше время воздействия рентгеновского излучения: при рентгенографии – секунды или доли секунд, при рентгеноскопии – минуты). Классификация рентгеновских труб: 1. По назначению 1. Диагностические 2. Терапевтические 3. Для структурного анализа 4. Для просвечивания 2. По конструкции 1. По фокусности Однофокусные (на катоде одна спираль, а на аноде одно фокусное пятно) Двухфокусные (на катоде две спирали разного размера, а на аноде два фокусных пятна) 2. По типу анода Стационарный (неподвижный) Вращающийся В зависимости от типа анода, рентгеновские трубки различаются по конструкции. В силу того, что 99% кинетической энергии электронов переходит в тепловую энергию, во время работы трубки происходит значительное нагревание анода — чувствительная вольфрамовая мишень часто сгорает. Охлаждение анода осуществляется в современных рентгеновских трубках при помощи его вращения. Вращающийся анод имеет форму диска, который распределяет тепло по всей своей поверхности равномерно, препятствуя локальному перегреву вольфрамовой мишени. Конструкция рентгеновских трубок различается также по фокусности. Фокусное пятно — участок анода, на котором происходит генерирование рабочего пучка рентгеновского излучения. Подразделяется на реальное фокусное пятно и эффективное фокусное пятно (рис. 12). Из-за того, что анод расположен под углом, эффективное фокусное пятно меньше, чем реальное. Различные размеры фокусного пятна используются в зависимости от величины области снимка. Чем больше область снимка, тем шире должно быть фокусное пятно, чтобы покрыть всю площадь снимка. Однако меньшее фокусное пятно формирует лучшую чёткость изображения. Поэтому при производстве небольших снимков используется короткая нить накала и электроны направляются на небольшую область мишени анода, создавая меньшее фокусное пятно. Товарищество с ограниченной ответственностью «Казахстанский центр обучения и аттестаций в области неразрушающего контроля и сварки» Лекционный материал «Радиографический контроля» Обозначение документа МК РК Дата введения в действие 22.11.2021 Страница 22 из 107 Рис. 9 — рентгеновская трубка со стационарным анодом. Рис. 10 — рентгеновская трубка с вращающимся анодом. Рис. 11 — устройство рентгеновской трубки с вращающимся анодом. Рис. 12 — схема образования реального и эффективного фокусного пятна. В большинстве случаев рентгенография на заключительном этапе включает в себя получение традиционного рентгеновского снимка на пленке. После выполнения снимка пленку подвергают специальной обработке: проявке, фиксации, промывке, сушке. Это может выполняться как вручную, так и автоматически в проявочных машинах. Почернение рентгеновской пленки происходит при восстановлении металлического серебра в ее экспонированном эмульсионном слое. То есть чем больше рентгеновского излучения попадет на данный участок пленки, тем в большей степени она почернеет. И наоборот, если расположенный перед пленкой объект плохо пропускает рентгеновские лучи, то участок пленки, «экранированный» этим объектом, останется светлым. Существует еще очень важная особенность получения рентгеновского изображения, Товарищество с ограниченной ответственностью «Казахстанский центр обучения и аттестаций в области неразрушающего контроля и сварки» Лекционный материал «Радиографический контроля» Обозначение документа МК РК Дата введения в действие 22.11.2021 Страница 23 из 107 которая заключается в его суммационном характере. Что это такое? Проходя через исследуемый объект (тело человека), рентгеновский луч пересекает не одну, а огромное множество точек, каждая из которых обладает собственными свойствами по взаимодействию с рентгеновским лучом. Соответственно на любой точке рентгенограммы получится суммарное изображение всего множества проецирующихся друг на друга точек реального объекта, расположенных по ходу каждого рентгеновского луча. Следовательно, на рентгенограмме определяется проекция объекта на плоскость. Судить о глубине расположения того или иного фрагмента исследуемого объекта по одной рентгенограмме нельзя. Чтобы точно определить, где расположен интересующий объект, надо выполнять рентгенограммы в нескольких проекциях (прямой и боковой). Первая рентгеновская трубка, с которой В. К. Рентген сделал свое открытие, была ионной. Рентгеновская трубка этого типа (хрупкие и трудноуправляемые) в настоящее время полностью вытеснены более совершенными электронными трубками. В них электроны получаются путем накаливания катода. Регулируя ток в цепи накала рентгеновской трубки, а следовательно, и температуру катода, можно изменять количество испускаемых катодом электронов. При низком напряжении не все испускаемые катодом электроны участвуют в создании анодного тока и у катода образуется так называемое электронное облако. При повышении напряжения электронное облако рассасывается и, начиная с определенного напряжения (напряжения насыщения), все электроны достигают анода. Через трубку при этом течет максимальный ток (ток насыщения). Напряжение на рентгеновской трубке обычно выше напряжения насыщения, поэтому возможно раздельно регулировать напряжение и ток рентгеновской трубки. Это означает, что жесткость излучения, определяемая напряжением, регулируется независимо от интенсивности, которая обусловлена анодным током. Анод рентгеновской трубки обычно выполняется в виде массивного медного чехла, обращенного к катоду скошенным торцом, чтобы выходящее рентгеновское излучение было перпендикулярно оси трубки. В толщу анода впаяна вольфрамовая пластинка в 2— (зеркало анода). Катод электронной рентгеновской трубки содержит тугоплавкую нить накала, обычно из вольфрама, которая выполнена в виде цилиндрической или плоской спирали и окружена металлическим стаканчиком для фокусирования пучка электронов на зеркале анода (фокусе рентгеновской трубки). В двухфокусных рентгеновских трубках катод содержит две нити накала. При работе рентгеновской трубки на аноде выделяется большое количество тепла. Чтобы предохранить анод от перегрева и повысить мощность рентгеновской трубки, используются охлаждающие анод устройства: воздушное радиаторное, масляное, водяное охлаждение, охлаждение лучеиспусканием. В качестве материала оболочки рентгеновской трубки обычно применяют стекло, которое позволяет прикладывать к электродам достаточно высокое напряжение, пропускает рентгеновское излучение без заметного ослабления (для получения букки-лучей делают бериллиевые окна), достаточно прочно и непроницаемо для газов (вакуум в рентгеновской трубке 10 —6 — 10 —7 мм рт. ст.). Диагностические рентгеновские трубки работают при максимальных напряжениях до 150 кв, терапевтические — до 400 кв. Товарищество с ограниченной ответственностью «Казахстанский центр обучения и аттестаций в области неразрушающего контроля и сварки» Лекционный материал «Радиографический контроля» Обозначение документа МК РК Дата введения в действие 22.11.2021 Страница 24 из 107 Рис. 6. Схематическое изображение линейчатого фокуса диагностической рентгеновской трубки: 1 — зеркало анода; 2 — действительный фокус; 3 — анод; 4 — центральный луч; 5 — оптический фокус; 6 — ось трубки; 7 — катод. Рис. 8. Схематическое изображение фокуса трубки с вращающимся дисковым анодом: 1 — действительный фокус; 2 — его развертка; 3 — мгновенный фокус; 4 — ось трубки; 5 — катод; 6 — оптический фокус; 7 — анод. Резкость рентгеновского изображения обусловлена величиной фокуса. Основное требование к диагностическим рентгеновским трубкам — большая мощность при малом фокусе. Современные рентгеновские трубки имеют линейчатый фокус размером 10—40 мм 2 , но практическое значение имеет не действительная величина фокуса, а его видимая проекция в направлении пучка, т. е. размеры эффективного оптического фокуса (рис. 2). При угле наклона анода 19° площадь эффективного фокуса в 3 раза меньше действительного, что позволяет увеличить мощность рентгеновской трубки в два раза. Дальнейшее увеличение мощности достигнуто в трубках с вращающимся анодом (рис. 3 и 4). В настоящее время выпускают рентгеновские трубки различного назначения, отличающиеся как конструктивно, так и мощностью, способами охлаждения, защиты от излучения и высокого напряжения. Условное обозначение рентгеновской трубки представляет собой комбинацию букв и цифр. Первая цифра — мощность трубки в киловаттах; второй знак определяет род защиты (Р — защитная от излучения, Б — защитная от излучения и высокого напряжения, отсутствие буквы указывает на отсутствие защиты); третий знак определяет назначение рентгеновской трубки (Д — диагностика, Т — терапия); четвертый — указывает способ охлаждения (К — воздушное радиаторное, М— Товарищество с ограниченной ответственностью «Казахстанский центр обучения и аттестаций в области неразрушающего контроля и сварки» Лекционный материал «Радиографический контроля» Обозначение документа МК РК Дата введения в действие 22.11.2021 Страница 25 из 107 масляное, В — воздушное, отсутствие буквы означает охлаждение лучеиспусканием); пятая цифра указывает максимальное анодное напряжение в киловольтах. Так, например, 6-РДВ- 110 — шестикиловаттная защитная диагностическая трубка с водяным охлаждением на 110 кв; трубка 1-Т-1-200—терапевтическая, без защиты, охлаждение лучеиспусканием, мощностью 1 кет на напряженно 200 кв (условный номер 1). Рис. 3. Трубка с вращающимся дисковым анодом: 1 — катод; 2 — дисковый анод; 3 — защитный диск; 4 — ось анода; 5 — стальной цилиндр — ротор асинхронного электродвигателя. Каждую новую трубку перед пуском в работу необходимо проверить на вакуум, не включая накала. Если при этом появится розовое свечение или искра, рентгеновская трубка потеряла вакуум и к работе непригодна. Трубку, сохранившую вакуум, подвергают тренировке: устанавливают ток 1—2 ма при высоком напряжении порядка 1/3 от номинального и в течение 30—60 мин. напряжение и ток постепенно повышают до значений длительного режима, указанного в паспорте рентгеновской трубки. При эксплуатации рентгеновской трубки необходимо строго придерживаться режимов работы, указанных в ее паспорте. Рентгеновская трубка — это электровакуумное устройство, применяемое для генерирования рентгеновых лучей путем эмиссии электронов с катода, фокусировки и ускорения их в электрическом поле высокого напряжения с последующим торможением электронного потока на зеркале анода. В результате торможения потока электронов на аноде рентгеновской трубки выделяется большое количество тепла и лишь незначительное количество этой энергии трансформируется в энергию рентгеновского излучения (см.). Со времени открытия Рентгеном икс-лучей и до начала первой мировой войны для рентгенодиагностики и рентгенотерапии применялись так называемые ионные газосодержащие рентгеновские трубки (рис. 1), хрупкие и трудноуправляемые. Лилиенфельд (L. Lilienfeld) предложил более совершенную рентгеновскую трубку с промежуточным электродом, накаливаемым катодом и водяным охлаждением (рис. 2).Однако высоковакуумная двухэлектродная рентгеновская трубка, предложенная американцем Кулиджем (W. D. Coolidge), постепенно вытеснила все другие рентгеновские трубки и применяется в разных модификациях до настоящего времени. |