Конспект_Радиационная_дефектоскопия. Закон радиоактивного распада б Рентгеновское излучение 8 Рентгеновская трубка 8

• Название: Закон радиоактивного распада б Рентгеновское излучение 8 Рентгеновская трубка 8
• Дата: 10.03.2021
• Размер: 0.92 Mb.
• Имя файла: Конспект_Радиационная_дефектоскопия.doc
• Тип: Закон; #183309
• страница: 5 из 8

28

Признаки непригодности фиксажа:

• 
  увеличение времени просветления в 1,5...2 раза (норма 2...3 минуты);
  
• 
  выпадение серы;
  
• 
  потемнение раствора (пленки окрашиваются в коричневый цвет);
  
• 
  пена на поверхности фиксажа.
  

Для проверки фиксажа на серу необходимо взять пробу со дна бака и по­местить в пробирку. Бледно-желтый осадок серы хорошо виден на фоне черно­го листа бумаги, наличие даже следов серы недопустимо.

5.6.4. Окончательная промывка н сушка пленки

Окончательная промывка и сушка пленки завершают процесс фотообработки снимка. Для удаления продуктов проявления и фиксирования пленку необходимо тщательно промыть, в противном случае пленка выцветает - сернистое серебро и кислота уничтожают изображение.

Время промывки в проточной воде должно быть не менее 30 мин. Для сокращения времени сушки применяются сушильные шкафы.

5.7. Оборудование для фотообработки пленки

Наиболее распространенным методом обработки является так называемый «танковый» метод, когда все жидкости, включая воду, заливаются в специальные баки - танки, глубина которых выбирается с расчетом подвешивания пленки в вертикальном положении.

К достоинствам этою метода можно отнести следующие факты: пленка омывается растворами с обеих сторон, экономится время оператора, легко поддерживается постоянная температура.

Для обработки пленки также применяют автоматическое оборудование.

Важнейшим требованием в обращении с пленкой является соблюдение чистоты. Посуда, оборудование и прочие приспособления должны быть чистыми и употребляться только по назначению. Емкости перед заливкой растворов необходимо тщательно вымыть с помощью щетки. Все оборудование должно быть выполнено из нержавеющей стали или пластика.

5.8. Ошибки при фотообработке пленки

Ошибки при фотообработке	Причина ошибок
1. Однородная серая вуаль	большой срок хранения пленки; засветка
2. Мраморная серая вуаль	при проявлении пленка вынималась из проявителя более чем на 0,5 мин; длительное проявление; недостач очное фиксирование
3. Двухцветная вуаль	темно-зеленная в отраженном, красная в проходя­щем свете - загрязнение проявителя фиксажом или недостаточная промежуточная промывка
4. Светлые полосы или пятна	Загрязнение экранов, их повреждение или попада­ние фиксажа на пленку до ее проявления
5. Сетевидное строение изображения	различная температура обрабатывающих растворов

29

6. Источники ионизирующего излучения

6.1. Радионуклидные источники

6.1.1. Связь дефектоскопических и радиационных характеристик



6.1.3. Отечественные гаммадефектоскопы

В дефектоскопии радионуклидные источники применяются только в случае, когда по техническим или экономическим причинам применение рентгеновских аппаратов нецелесообразно или вообще невозможно.

Для хранения, транспортировки, радиационной защиты радиационные источники помещают в гамма-дефектоскоп, который состоит из:

• 
  источника излучения;
  
• 
  защитной радиационной головки (контейнера), служащей для перекрытия излучения радионуклидиого источника и снижения МЭД до допустимого уровня;
  
• 
  встроенных или сменных коллиматоров, обеспечивающих изменение размеров и пространственной ориентации рабочего пучка излучения;
  
• 
  пульта управления выпуском и перекрытием рабочего пучка.
  

В комплект гамма-дефектоскопа входит также вспомогательное оборудование и принадлежности, транспортировочные тележки, штативы для крепления радиационной головки, контейнеры для безопасной транспортировки и перезарядки источников излучения.

Источник излучения представляет собой герметично закрытую ампулу из коррозионно-стойкой стали.

30

Гамма-дефектоскопы классифицируют по следующим признакам:

• 
  условия использования (переносные, передвижные, стационарные);
  
• 
  степень коллимации рабочего пучка (для фронтального, панорамного и универсального просвечивания);
  
• 
  конструктивному исполнению (затворного тина или шланговые).
  

Наибольшее распространение в промышленности получили универсальные шланговые дефектоскопы типа ГАММА-РИД 192/120, 60/40, 170/400. В маркировке дефектоскопов цифрами обозначают массовое число радионуклида и его радиоактивность в Кюри, на которую расчитана защита рабочего контейнера дефектоскопа (например «192/120» означает, что защита рабочего контейнера рассчитана на излучение радионуклида ¹⁹²Irактивностью 120 Кюри).

В подобных гамма-дефектоскопах источники излучения перемещаются из защитного контейнера в коллимирующую головку но шлангу ампулонроводу на расстояние 5-12 метров (ампуло-провод может быть гибким или жестким).

Гибкий ампулопровод используют для просвечивания изделий с труднодоступными участками. С помощью гамма-дефектоскопов можно проводить и фронтальное просвечивание без вывода источника излучения из радиационнойголовки. Используя сменные коллимирующие головки можно получать пучки излучения различной формы: конические, кольцевые, пирамидальные.

Гамма-дефектоскопы используюг в основном в несгационарных условиях при отсутствии источников питания и контроле труднодоступных мест.

6.2. Рентгеновские аппараты

Рентгеновские аппараты в общем случае состоят из следующих основных элементов:

• 
  рентгеновская трубка;
  
• 
  источник высокого напряжения;
  
• 
  контрольная аппаратура.
  

Достоинства рентгеновских аппаратов:

• 
  более чем в 100 раз превосходят γ-источники по интенсивности;
  
• 
  имеется возможность регулировки напряжения и тока;
  
• 
  интенсивность излучения практически не изменяется со временем.
  

Недостатки:

• 
  необходимость в источнике электропитания
  
• 
  наличие источника питания;
  
• 
  требуется охлаждение;
  
• 
  крупногабаритная конструкция;
  
• 
  более сложная конструкция и обслуживание.
  

31

6.2.1. Рентгеновские трубки

Принцип работы рентгеновской трубки см..п. 2.1.

Долю кинетической энергии, преобразованной в излучение, можно записать как:



где Z - порядковый номер материала анода рентгеновской трубки в таблице Менделеева; U- напряжение на электродах рентгеновской трубки.

U	ή
U < 100 кВ	0,1...0,7%
U > 100 кВ	1...10%
U = 2 МэВ	10%
U = 15 МэВ	50%

Для охлаждения анода возможно применение следующих способов:

• 
  использование воды, масла, газа;
  
• 
  вращение анода (при n = 2500 об/мин мощность трубки увеличивается практически на порядок).
  

Материал мишени анода должен отвечать следующим требованиям:

• 
  высокое Z материала;
  
• 
  высокая точка плавления;
  
• 
  высокая теплопроводность мишени;
  
• 
  низкое давление паров (малая испаряемость анода).
  

Высокое Z материала мишени анода обеспечивает высокое КПД (ή) излучения; высокая температура плавления и теплопроводность обеспечивают получение максимальной энергии излучения для данного размера фокусного пятна. Низкое давление паров уменьшает количество металла, которое улетучивается из мишени и оседает на стенках рентгеновской трубки. Достаточно хорошо вышеперечисленным требованиям соответствует мишени, выполненные из вольфрама.

Для резкости рентгеновского изображения фокусное пятно рентгеновской трубки должно быть как можно меньше, что достигается выбором оптимальных форм, размеров и относительного положения нити катода и фокусирующего устройства, а также выбором формы и относительного положения анода.

Для получения панорамного выхода рентгеновского излучения изготавливают трубки с вынесенным анодом. Такой анод заземляется, а высокое напряжение отрицательной полярности подают на катод. Подобные устройства удобны при просвечивании кольцевых швов.

Технические и радиационные характеристики рентгеновских трубок

I. Лучевая отдача - мощность дозы рентгеновского излучения, создаваемая на расстоянии 1 м от анода при анодном токе 1 мА и напряжении на элек­тродах трубки 90 кВ.

2. Электрические характеристики

32

3. Спектральный состав излучения



С увеличением тока трубки при постоянном напряжении увеличивается интенсивность излучения без изменения спектра. Изменение ускоряющего напряжения при заданном токе анода изменяет спектр излучения со смещением максимума в сторону коротких волн.

4. Оптические характеристики определяются формой и размером оптического фокуса рентгеновской трубки.

6.2.2. Высоковольтная часть р/аппарата

Высоковольтная часть рентгеновского аппарата представляет собой высоковольтный генератор, преобразующий напряжение сети питания в высокое напряжение, необходимое для работы рентгеновской трубки. В состав в/в генератора входят:

• 
  высоковольтный трансформатор;
  
• 
  преобразователи переменного тока в постоянный;
  
• 
  конденсаторы фильтрации и умножения напряжения;
  
• 
  трансформатор накала;
  
• 
  выключатели, защитные устройства.
  

В ысоковольтный трансформатор должен иметь малый вес и размеры, надежную электрическую изоляцию, необходимую глубину регулировки напряжения, а также обеспечивать стабильную работу р/трубки. В малогабаритных, портативных и переносных р/аппаратах р/трубку и в/в трансформатор помещают в общий кожух (блок-трансформатор). Если р/трубка и в/в трансформатор разнесены, то высокое напряжение на трубку подают по кабелю, имеющему заземленную оболочку. В установках с блок-трансформатором выпрямление напряжения осущест­вляется самой р/трубкой, при этом р/трубка подключается к трансформатору напрямую. Кривая тока в первом полупериоде имеет форму, близкую к трапеции, то есть существует участок постоянного тока, когда р/трубка работает при токе насыщения. Поскольку на трансформаторе происходит падение напряжения, то рабочая реальная кривая напряжения проходит ниже, чем идеальная кривая.

Иногда, при длительной нагрузке анод р/трубки может эмитировать электроны, что приводит к пробою трубки. В стационарных установках применяют специальные схемы выпрямления напряжения, позволяющие увеличить выходную мощность, при этом нагрузка на фокусное пятно р/трубки более рав номерна. В этих схемах рентгеновскую трубку подключают к вторичной обмотке высоковольтного трансформатора через кенотрон (рис. а) или через два кенотрона в схеме с заземленной средней точкой (рис. б). Генерирование рентгеновского излучения возникает в течении положительного полупериода напряжения на аноде р/трубки.

33



Схема с удвоением напряжения позволяет получить напряжение в два раза выше, чем напряжение во вторичной обмотке высоковольтного трансформатора. Во время отрицательного полупериода емкости С1 и С2 заряжаются через кенотрон до максимального напряжения. Во время положительного полупериода напряжения с емкостей складывается с напряжением на вторичной обмотке высоковольтного транс­форматора и на аноде р/трубки оказывается удвоенное напря­жение. Подобная схема увеличения высокого напряжения не требует увеличения размеров трансформатора.
6.2.3. Контрольная аппаратура

Контрольная аппаратура служит для управления р/аппаратом и позволяет установить и поддерживать во время работы определенную интенсивность, энергию и продолжительность генерирования р/излучения.

Контрольная аппаратура включает:

• 
  стабилизаторы тока накала и высокого напряжения;
  
• 
  устройство защиты р/трубки от перегрузок;
  
• 
  индикаторы сетевого и высокого напряжения;
  
• 
  реле времени;
  
• 
  сигнализаторы неисправностей.
  

6.2.4. Нормальный ряд рентгеновских аппаратов

1. 
   Рентгеновские аппараты с максимальным напряжением до 100 кВ. Используются для просвечивания объектов из легких материалов (пластмасс, легких металлов, стали толщиной до 5...8 мм).
   
2. 
   Рентгеновские аппараты с максимальным напряжением 100. ..400 кВ. Используются для просвечивания стали и тяжелых сплавов (5... 130 мм по стали).
   
3. 
   Рентгеновские аппараты с максимальной энергией 1 ...2 МэВ. Используются для просвечивания изделий из стали и тяжелых сплавов (до 200 мм по стали).
   
4. 
   Беттатроны.
   

Используются для просвечивания изделий, имеющих большую толщину.

34

7. Методика рентгенографического контроля

7.1. Основные термины и определения

Рентгенографический контроль применяют для выявления в сварных соединениях внутренних дефектов (трещин, непроваров, пор, инородных включений, шлаков), а также выявления внешних дефектов объектов, недоступных для внешнего осмотра (подрезов, выпуклостей, вогнутостей и т.д.).

Одиночное включение (поры, шлак, вольфрам) представляет собой инородное включение, минимальное расстояние от края которого до края любого другого соседнего включения не менее максимальной ширины каждого из рассматриваемых включений, но fie менее 3-х кратного максимального размера включения с меньшим значением этого показателя из двух рассматриваемых (ι> Ь₁ι > За₂).

Скопление - два и более включения с наибольшим размером более 0,2 мм, минимальное расстояние между краями которых меньше расстояния, установленного для отдельных включений, но ме­нее максимальной ширины каждого из двух рассматриваемых любых соседних включений (ι > b₁).

7.2. Условия невыявления дефектов при рентгенографическом контроле

• 
  если протяженность дефекта в направлении просвечивания менее удвоенного значения абсолютной чувствительности контроля;
  
• 
  трещины и непровары с раскрытием менее 0,1 мм (при раскрытии 0,1 мм непровары и трещины выявляются в материале толщиной до 40 мм; при раскрытии 0,2 мм - в материале толщиной до 100 мм);
  
• 
  трещины и непровары, плоскость раскрытия которых не совпадает с направлением просвечивания;
  
• 
  если изображение дефектов совпадает на р/снимке с изображением посторонних деталей, острых углов или резких перепадов толщин объекта.