п 9 методичка РК (1). НрСлтан аласы Товарищество с ограниченной ответственностью Казахстанский центр обучения
 Скачать 2.53 Mb.
|
|
Источники радиоактивного излучения. При распаде искусственных или естественных радиоактивных изотопов возникает гамма-излучение. Одновременно с гамма-квантами могут образоваться бетта-частицы (ядра гелия — He" 4 ) и альфа-частицы . Гамма-кванты обладают существенно большей проникающей способностью по сравнению с альфа и бетта-частицами, поэтому их преимущественно и используют при контроле качества изделий. Искусственные радионуклиды получают: облучением неактивных заготовок в нейтронных потоках ядерных ректоров (например, 60 Со, 192 1г ); разделением остаточных продуктов деления горючего ядерного реактора (например, l37 Cs, 90 Sr ); облучением неактивных заготовок — мишеней на циклотронах (например, FeMn). Естественные радионуклиды ( 226 Ra и 232 Th ) для радиационного контроля не применяют. Радионуклиды являются активной частью источника излучения. Их помещают в герметизированные ампулы. Ампулы могут быть заваренными, завальцованными и на резьбе (рис.9 и 10). Способ герметизации, материал и число ампул зависят 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 34 из 107 Рис. 9. Конструкция радиоактивных дефектоскопических источников отечественного производства: а,б — заваренный; в — завальцованный; 1 — наружная ампула; 2, 5 — крышки; 3 — активная часть; 4 — внутренняя ампула Рис. 10. Конструкция радиоактивных дефектоскопических источников на резьбе и сварного: 1 — наружная ампула; 2, 5 — крышки; 3 — активная часть; 4 — внутренняя ампула; 6 — баллон от мощности экспозиционной дозы (МЭД) излучения, физического состояния и свойств нуклидов. Основными радиационно-дефектоскопическими характеристиками источников радиоактивного излучения являются: энергия (спектральный состав) излучения, которая определяет проникающую способность излучения и выявляемость дефектов в контролируемых материалах различной толщины и плотности; мощность экспозиционной дозы (МЭД) излучения, которая определяет производительность контроля, а также требования к технике безопасности и конструкции защитных устройств; удельная активность источника, которая определяет размеры мягкой части, а, следовательно геометрию контроля, нерезкости изображения и выявляемость дефектов; наличие радиоактивных примесей в источнике излучения, которые существенно ухудшают выявляемость дефектов при использовании источников низкоэнергетического излучения; период полураспада Т 1/2 , который определяет периодичность замены источников и затраты на их приобретение и захоронение. 5.4. Дефектоскопы Дефектоскопия (от лат. defectus — недостаток и ... скопия) – комплекс методов и средств неразрушающего контроля материалов и изделий с целью обнаружения дефектов. Дефектоскопия включает: разработку методов и аппаратуру (дефектоскопы и др.); составление методик контроля; обработку показаний дефектоскопов. В основе существующих методов дефектоскопии лежит исследование физических свойств материалов при воздействии на них рентгеновских, инфракрасных, ультрафиолетовых и гаммалучей, радиоволн, ультразвуковых колебаний, магнитного и электростатического полей и др. Наиболее простым методом дефектоскопии является визуальный — невооружённым глазом или с помощью оптических приборов (например, лупы). Для осмотра внутренних поверхностей, глубоких полостей и труднодоступных мест применяют специальные трубки с призмами и миниатюрными осветителями (диоптрийные трубки) и телевизионные трубки. Используют также лазеры для контроля, например, качества поверхности тонкой проволоки и др. Визуальная дефектоскопии позволяет обнаруживать только поверхностные дефекты (трещины, плёны и др.) в металлических изделиях и внутренние дефекты в изделиях из стекла или прозрачных для видимого света пластмасс. Минимальный размер дефектов, обнаруживаемых невооружённым глазом, составляет 0,1— 0,2 мм, а при использовании оптических систем — десятки мкм. Радионуклиды, заключенные в герметичные металлические ампулы, помещают в защитные блоки дефектоскопов. Выпуск и перекрытие пучка излучения осуществляется с 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 35 из 107 помощью дистанционных приводов управления. Дефектоскопы в основном используют в полевых и монтажных условиях при отсутствии источников электропитания, контроле изделий, расположенных в труднодоступных местах. Выпускаются гамма-дефетоскопы двух видов: универсальные шлангового типа, у которых источник излучения подается к месту просвечивания по шланг у-ампулопроводу, и для фронтального и панорамного просвечивания, у которых источник излучения не выходит за пределы радиационной головки. В аппаратах шлангового типа пучок излучения формируется с помощью сменных коллимирующих головок. Защитные блоки радиационных головок, контейнеров и коллиматоров дефектоскопов изготавливают из свинца, сплавов на основе вольфрама, обедненного урана или лх комбинаций. Согласно требованиям нормативных документов Р < 2,8 мР/ч на расстоянии 1 м от источника излучения, находящегося в защите, Р доп < 100 мР/ч на расстоянии 0,1 м от поверхности защитного блока(Р-мощность). Рис. 11. Схема универсального шлангового гамма-дефектоскопа: 1 — коллимирующая головка; 2 — радиационная головка; 3 — ампулопровод; 4 — пленка; 5 — привод; 6 — тележка. Шланговые гаммы-дефектоскопы нашли наиболее широкое хгмменение в промышленности в связи с тем, что они :сеспечивают подачу источника излучения из радиационной головки 2 по шлангу-ампулопроводу 3 в коллимирующую готовку на расстояние 5—12 м. Их используют для контроля качества изделий, расположенных в труднодоступных местах. В этих аппаратах источник излучения подается по испгулопроводу с помощью гибкого троса, находящегося в зазеплении с зубчатым приводным колесом. Гамма-дефектоскопы снабжены набором источников у-излучения с различными размерами активной части и МЭД у-излучения. Радиационная головка и магазин-контейнер гамма-кфектоскопов согласно требованиям МАГАТЭ снабжены комплектом, предназначенным для перевозки и выдерживающим юздействие крупной аварии (пожар при 800 е С, падение с высоты 9 м на бетонное основание и с высоты 1 м на стальной штырь) Рис 12. Гамма-дефектоскоп для контроля трубопроводов внутри I — труба; 2 — привод тележки; 3 — привод источника; 4 — радиационная головка; 5 — датчик с 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 36 из 107 коллиматором; 6 — блок автоматики; 7 — реперный контейнер; 8 — пленка Некоторые аппараты снабжены гамма-экспонометрами для автоматической выдержки времени просвечивания. Шланговые гамма-дефектоскопы типа Гаммарид выполнены из унифицированных блоков. Они снабжены комплектом разнообразных штативов существенно расширяющих технологические возможности дефектоскопов. Гамма-дефектоскопы для фронтального и панорамного просвечивания. Аппараты этого типа предназначены для использования в полевых, монтажных и стапельных условиях в тех случаях, когда применение шланговых аппаратов невозможно из-за ограниченных размеров радиационно-защитных зон. Гамма-дефектоскоп (рис.12) предназначен для контроля сварных стыков магистральных трубопроводов. 5.5. Методы и средства промышленной радиографии 5.5.1. Физические основы и элементная база радиографии В зависимости от способа регистрации и типа детектора различают два основных метода радиографии — прямой экспозиции и переноса изображения. Метод прямой экспозиции является наиболее распространенным методом промышленной радиографии, при котором используются источники ионизирующего излучения практически всех видов. Просвечивание изделий производится на радиографическую пленку. Метод переноса изображения применяют при нейтронной радиографии и ксерорадиографии (электрорадиографии). В первом случае скрытое изображение получают на промежуточном металлическому активируемом экране, размещенном за изделием в нейтронном потоке. После этого скрытое изображение переносят на радиографическую пленку, прикладывая ее к металлическому экрану. При электрорадиографии в качестве промежуточного носителя скрытого изображения используют электрически заряженные полупроводниковые пластины, помещаемые за объектом в пучке ионизирующего излучения, а в качестве регистратора видимого изображения применяют обычную бумагу, на которой изображения проявляются с помощью сухих красящих веществ. 5.5.2. Средства и техника радиографии Для организации и проведения на предприятии радиографических работ по контролю качества изделий необходимо оборудование, перечень которого приведен в табл.4. Источники ионизирующего излучения и штативы для них описаны . Подготовка изделия к просвечиванию заключается в его предварительном осмотре и очистке от шлака, масла и других загрязнений. Все наружные дефекты должны быть удалены, так как их изображение на снимках может помешать обнаружению изображений внутренних дефектов. При зарядке кассет радиографическую пленку помещают в кассету с использованием следующих схем зарядки: 1) без экранов; 2) между двумя металлическими экранами; 3) между двумя флюоресцентными экранами; 4) между парами экранов, каждая из которых состоит из одного металлического и одного флуоресцентного экрана. В последнем случае к пленке прикладывается флуоресцентный экран. В ответственных случаях контроля применяют схему двойной зарядки, когда в одну кассету 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 37 из 107 помещают две вышеописанные комбинации экран -пленка — экран. Радиографические пленки реагируют на прошедшее через объект излучение. В процессе экспонирования изменяются параметры чувствительного слоя, обеспечивая регистрацию изменения интенсивности излучения. Пленки обладают интегрирующей способностью регистрировать чрезвычайно низкие потоки излучения за длительное время просвечивания в широком диапазоне энергий. Фотографическая эмульсия содержит чувствительную к излучению галлоидную соль серебра (обычно бромистое серебро с небольшой примесью йодистого), равномерно в виде зерен распределенную в тонком слое желатины. Эмульсию наносят на подложку (целлюлозу, стекло, бумагу и т.д.) с обеих сторон. При облучении пленки проникающим излучением в кристаллах бромистого серебра происходят изменения, приводящие к тому, что кристалл становится способным к проявлению, т.е. восстановлению металлического серебра под действием проявителя. Радиографические пленки подразделяют на два класса : 1) безэкранные пленки, предназначенные для использования без флюоресцентных экранов, или с металлическими усиливающими экранами; 2) экранные пленки, предназначенные для использования с флуоресцентными усиливающими экранами в связи с их высокой чу чувствительностью к видимой и ультрафиолетовой части спектра. Контрастность пленки является функцией плотности почернения и экспозиции и для пленок различного типа эта зависимость не постоянная Контрастность безэкранных пленки увеличивается с ростом плотности почернения. Именно поэтому наивыгоднейшей плотностью почернения пленок этого типа является та, при которой можно просмотреть ее на расшифровочном оборудовании. Максимальная контрастность пленок экранного типа соответствует плотности почернения лучшую радиографическую чувствительность можно получить именно при этих значениях D. В этом диапозоне плотностей почернения контрастность пленки y D можно принимать равной среднему градиенту у. Метод промышленной радиографии основан на том, что степень почернения радиографической пленки, находящейся в поле излучения, в некотором диапазоне плотностей почернений пропорциональна экспозиционной дозе. Это определяется тем, что плотность почернения D пропорциональна числу проявленных зерен, а экспозиционная доза X зависит от числа квантов, приходящихся на пленку. На практике спектральная чувствительность радиографических пленок характеризуется величиной, обратной экспозиционной дозе X ионизирующего излучения, необходимой для получения на пленке плотности почернения D - 1. Спектральная чувствительность зависит от энергии излучения. В частности, она достигает максимального значения в диапазоне энергий 40-50 кэВ, а при энергиях свыше 250-300 кэВ спектральная чувствительность практически постоянна (рис.7). Зависимости для определения плотности почернения Д среднего градиента у, контрастности y D и спектральной чувствительности Q для радиографических пленок различных типов . Одной из важнейших характеристик радиографических пленок является разрешающая способность, которая характеризуется количеством различимых штриховых линий одинаковой толщины на длине 1 мм. Мелкозернистые пленки типа РТ-5, РТ-4М имеют более высокую разрешающую способность в отличие от крупнозернистых пленок типа РТ-3, РТ-1 и РТ-2. 5.5.3. Усиливающие металлические и флуоресцентные экраны применяют для сокращения времени просвечивания. Усиливающее действие экранов характеризуется коэффициентом усиления, определяемым отношением времен просвечивания без экрана и с 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 38 из 107 экраном. Усиливающее действие металлических экранов, используемых при контроле методом прямой экспозиции, определяется вторичными электронами, образующимися в экране при прохождении через него ионизирующего излучения. Экраны изготовляют из фольги тяжелых металлов (свинец, фольфрам, олово и др.), так как она обеспечивает высокие коэффициенты усиления . Для каждого источника ионизирующего излучения материал экрана следует выбирать в зависимости от его энергии, в частности, для рентгеновского излучения целесообразно использовать олово, вольфрам, свинец, для у- излучения — вольфрам, свинец. Толщина экрана должна быть равна максимальной длине пробега вторичных электронов в экране. При изменении толщины фольги либо уменьшается коэффициент преобразования энергии излучения в кинетическую энергию вторичных электронов, либо ослабляется интенсивность ионизирующего излучения и вследствие этого уменьшается усиливающее действие экрана. Металлические экраны рекомендуется использовать с безэкранными радиографическими пленками РТ-1, РТ-3, РТ-4М, РТ-5. При их применении фактически не ухудшается разрешающая способность изображения на пленках. Усаливающее действие флуоресцентных экранов определяется действием фотонов видимой, сине-фиолетовой, ультрафиолетовой и инфракрасной областей спектра, высвечиваемых из люминофоров при прохождении через них ионизирующего жзлучения. В качестве люминофоров используют ZnS, CdS, 3aS0 4 . PbS0 4 , CaW0 4 и др. Флуоресцентные экраны изготовляют в виде пластмассовых картонных подложек, на которые наносят слой люминофсра. Эти экраны рекомендуется использовать с экранными и о графически ми пленками, поскольку спектральная чувствительность эмульсии пленки и спектр свечения экранов хорошо согласуются. При использовании флуоресцентных экранов разрешающая способность изображения на пленках существенно ухудшается из-за крупнозернистости экранов. С помощью флуоресцентных экранов получают меньшие экспозиции а при использовании металлических экранов— лучшую чувствительность. При радиографии применяют флуорометаллические усиливающие экраны в виде свинцовой подложки с нанесенным на нее слоем люминофора. Они имеют больший коэффициент усиления, чем металлические, и обеспечивают лучшую чувствительность, чем флуоресцентные экраны. Усиливающие экраны используют в виде заднего и переднего экранов, между которыми размещены радиографические пленки. При этом увеличивается коэффициент усиления и уменьшается влияние рассеянного излучения на пленку. Толщину метллических экранов, а также материал люминофора и его количество в состава флуоресцентных экранов выбирают в зависимости от типа источника излучения При просвечивании по участкам разбивают изделие на участки и маркируют с применением маркировочных свинцовых знаков. Размеры знаков выбирают в зависимости от толщины объекта. Маркировочные знаки (свинцовые буквы, цифры, стрелки и тире) поставляют в коробках в комплекте с пинцетами и пеналами для набора маркировки (рис.13). Пеналы помещают в карманы, специально предусмотренные на гибких кассетах, изготовляемых из светонепроницаемых материалов — пластиков, дерматина, бумаги и т.п. (рис.14). |