Рентгенографический контроль сварных соединений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рентгенографический контроль сварных соединений

Содержание

1. Суть метода

2. Технология проведения

3. Оборудование для рентгенографического контроля

4. Нормативно-техническая документация

Список использованной литературы

1. Суть метода

Рентгенографический метод контроля является надежным и широко распространенным методом контроля, основанным на способности рентгеновского и гамма-излучения проникать через металл. Выявление дефектов при радиационных методах основано на разном поглощении рентгеновского или гамма-излучения участками металла с дефектами и без них.

Сварные соединения просвечивают специальными рентгеновскими аппаратами. С одной стороны шва на некотором расстоянии от него помещают источник излучения, с противоположной стороны плотно прижимают кассету с чувствительной фотопленкой. При просвечивании лучи проходят через сварное соединение и облучают пленку. В местах, где имеются поры, шлаковые включения, непровары, крупные трещины, на пленке образуются темные пятна. Вид и размеры дефектов определяют сравнением снимка с эталонами.

При просвечивании сварных соединений гамма-излучением источником излучения служат радиоактивные изотопы: селен-75, кобальт-60, тулий-170, иридий-192 и др. Ампула с радиоактивным изотопом помещается в свинцовый контейнер.

Технология выполнения просвечивания подобна рентгеновскому просвечиванию. Гамма-излучение отличается от рентгеновского большей жесткостью и меньшей длиной волны, поэтому оно может проникать в металл на большую глубину. Оно позволяет просвечивать металл толщиной до 300 мм.

Недостатками просвечивания гамма-излучением по сравнению с рентгеновским являются меньшая чувствительность при просвечивании тонкого металла (менее 50 мм), невозможность регулирования интенсивности излучения, большая опасность гамма-излучения при неосторожном обращении с гамма-дефектоскопами.

2. Технология проведения

рентгенографический контроль сварный

Выпускаемые отечественной промышленностью источники ионизирующего излучения для неразрушающего контроля рассчитаны на диапазон энергии примерно 10 кэВ--35 МэВ. Это рентгеновские аппараты, гамма-дефектоскопы и специальные электрофизические установки -- ускорители электронов. Рентгеновские аппараты применяют в цеховых и реже в полевых условиях, а также в случаях, когда к качеству сварных соединений предъявляются высокие требования. Гамма-дефектоскопы используют при контроле сварных соединений больших толщин, а также стыков, расположенных в труднодоступных местах, в полевых условиях. Ускорители электронов эффективны при дефектоскопии соединений большой толщины, в основном в цеховых условиях.

Рентгеновский аппарат служит для получения рентгеновского излучения с заданными параметрами и состоит из рентгеновской трубки, генератора высокого напряжения и аппаратуры управления.

Рентгеновская трубка, которая является основным блоком рентгеновского аппарата, представляет собой вакуумный баллон, содержащий катод, устройство для фокусировки электронов и анод. Источником электронов в большинстве рентгеновских аппаратов служит подогреваемый катод. Исключение составляют импульсные рентгеновские трубки с холодным катодом, в которых использован принцип автоэлектронной эмиссии.

Эмитируемые катодом электроны ускоряются под воздействием приложенной разности потенциалов и бомбардируют анод. Торможение электронов сопровождается ионизирующим излучением. Большинство рентгеновских трубок имеют массивные составные аноды различной конфигурации, основными элементами которых является мишень, представляющая собой пластину из вольфрама круглой или прямоугольной формы толщиной 2--3 мм, и медное тело. В трубках для промышленной дефектоскопии мишень изготовляют из вольфрама.

При торможении электронов в материале анода их энергия превращается в электромагнитную, излучаемую в виде фотонов. В соответствии с физическим процессом, при котором происходит превращение энергии, это излучение называется тормозным. Тормозное излучение имеет непрерывный спектр. Участок поверхности мишени, на котором происходит торможение электронов, называется действительным фокусным пятном рентгеновской трубки. Размер и форма рентгеновского пятна являются важнейшими параметрами, определяющими возможность получения качественного снимка на рентгеновской пленке.

Рентгеновские трубки могут быть классифицированы по конструктивным особенностям анода: с вынесенным анодом и с закрытым анодом. Вынесенный анод выступает за пределы рентгеновской трубки. Такие трубки предназначены для введения излучения внутрь контролируемых изделий, например цилиндрических сосудов. При использовании выносных анодов необходимо учитывать возможную намагниченность изделий. В этом случае магнитное поле воздействует на поток электронов, проходящий в рентгеновской трубке и попадающий на выносной анод, что вызывает искажение пучка рентгеновского излучения. При использовании трубок с выносными анодами необходимо принимать меры по размагничиванию контролируемого объекта.

Рентгеновские трубки с вынесенным полым анодом отличаются тем, что анод выполнен в виде медной трубы, выступающей за ее пределы. Внутри трубы у ее закрытого конца установлена вольфрамовая мишень, некоторой тормозится сфокусированный пучок электронов.

В зависимости от назначения рентгеновской трубки мишень может быть расположена под углом к потоку электронов. При этом формируется направленный поток тормозного излучения, предназначенный для прямого просвечивания. Панорамный пучок формируется при расположении мишени на толстом основании в плоскости, перпендикулярной к потоку электронов.

В рентгеновских трубках с закрытым анодом на анод трубки надет медный чехол для ограничения размера пучка вторичных электронов. При этом рентгеновское излучение проходит через тонкое бериллиевое окно, встроенное в чехол. Трубки такой конструкции предназначены для стационарного оборудования.

Баллон описанных ваше рентгеновских трубок выполнен из стекла. Этот материал незначительно ослабляет рентгеновское излучение. Помимо стекла в последнее время применяют керамику, поскольку данный материал обладает высокими механическими и диэлектрическими свойствами.

В зависимости от анодного напряжения рентгеновские аппараты разделяются на два вида: непрерывного действия и импульсные. В импульсных аппаратах под воздействием импульса высокого напряжения образуется мощный импульс излучения. Эти аппараты благодаря малым размерам обладают повышенной технологической маневренностью, что позволяет использовать их в условиях монтажа.

По конструктивному исполнению рентгеновские аппараты делят на моноблочные и кабельные. В моноблочных аппаратах рентгеновская трубка и высоковольтный трансформатор помещены в одном блоке. Аппараты такого типа предназначены преимущественно для работы в полевых условиях. Существуют также стационарные моноблочные аппараты.

В аппаратах кабельного типа рентгеновская трубка размещена в защитном кожухе, а высоковольтный трансформатор -- в отдельном блоке, от которого высокое напряжение передается к рентгеновской трубке.

В последние годы нашли применение выпускаемые отечественной промышленностью малогабаритные и импульсные рентгеновские аппараты типа МИРА, НОРА и др. Средняя мощность импульсного аппарата намного меньше мощности аппарата непрерывного действия, поскольку в промежутках между импульсами излучение отсутствует. При уменьшении длительности импульса для сохранения мощности необходимо увеличить ток или напряжение. Увеличение тока предпочтительнее, так как повышение анодного напряжения сопровождается изменением спектрального состава излучения и, следовательно, контраста теневой картины. Импульсные рентгеновские трубки должны генерировать импульсы возможно меньшей длительности, обеспечивать большую энергию излучения в импульсе, иметь малый размер эффективного фокуса для получения резкой теневой картины.

Наиболее полно этим требованиям отвечают трубки с автоэмиссионным катодом, механизм эмиссии которого состоит в следующем. Около металлического электрода (катода) создают сильное электрическое поле. Благодаря этому инжектируются электроны. Если напряженность поля составляет 109 В/см, то плотность тока достигает десятков и сотен ампер на квадратный сантиметр. Для получения высоких значений напряженности электрического поля около катода создают большую неоднородность поля (заостренные кромки, иглы и т. п.) и используют высокие рабочие напряжения.

4. Нормативно-техническая документация