Радиоскопический контроль

Автоматизацию рентгеновского контроля наиболее эффективно осуществлять радиоскопическим методом, используя в качестве преобразователя цифровые детекторные системы с матричными плоскопанельными преобразователями. Технологический цикл до получения рентгеновского изображения пригодного к расшифровке практически не требует ручного труда, исключает стадию «мокрой» фотообработки в тёмной фотокомнате и может осуществляться под управлением программных средств.

Радиоскопический метод, так же как и радиография, основан на просвечивании исследуемых объектов рентгеновским излучением. Метод проводится для контроля внутренней структуры объектов. В ходе контроля выявляются и классифицируются несовершенства: одни относятся к дефектам, другие -- к допустимым отклонениям в соответствии с предписанными нормами.

Чувствительность контроля радиоскопического метода не уступает плёночной радиографии. Цифровые технологии управляемого интегрирования сигнала и калибровки обеспечивают чувствительность по 1-му классу в соответствии с ГОСТ 7512-82 и классу «В» по ГОСТ ИСО 17636-2.

Перечислим преимущества радиоскопических систем автоматизированного контроля:

Технология предварительной калибровки матрицы пикселей позволяют практически полностью избавиться от собственных шумов, функции калибровки качественно отличают детекторы от плёнки и запоминающих пластин, так как там нельзя провести корректировку шума носителя изображения.

Повышенная производительность контроля. На заводах применяются промышленные роботы и манипуляторы с дистанционным управлением для автоматизированного перемещения объекта относительно преобразователя и источника излучения. Расшифровка и анализ изображения автоматизируются при помощи программных средств. Возможен контроль в режиме реального времени, передача изображений по Wi-Fi, сохранение изображений для последующей арбитражной расшифровки и архивирования в цифровой форме.

Возможность исследования объектов в движении и обеспечение многоракурсных проекций наблюдения. Это играет решающую роль в повышении выявляемости дефектов.

Отпадает необходимость использования серебросодержащего расходного материала.

Перечисленные преимущества определяют существенный выигрыш в производительности и снижении затрат по сравнению с плёночным методом. Более того -- они определяют перспективность развития радиоскопических систем автоматизированного контроля.

1. Радиоскопические системы автоматизированного контроля

1.1 Принцип работы радиоскопических систем

Автоматизированные радиоскопические системы контроля состоят из источника излучения, манипулятора, коллиматоров, фильтров, плоскопанельного детектора, пульта управления с процессором для цифровой обработки сигнала и мониторов для отображения изображения в режиме реального времени, обработанного изображения и монитора наблюдения за пространственным положением объекта контроля в процессе просвечивания.

Управляемые загрузочные транспортёры и платформы позволяют механизировать подачу изделий в зону контроля. Кроме того они надёжно крепят изделия в устройстве позиционирования. Само устройство позиционирования может иметь до 6 и более степеней свободы. Такие устройства и роботизированные манипуляторы обеспечивают перемещение литых изделий сложной конфигурации в любых заданных ракурсах в соответствии со схемами контроля каждого участка по запрограммированным алгоритмам.

Всеми процессами руководит единый командный процессор-дирижёр. Он управляет включением - выключением рентгеновского аппарата, устанавливает необходимое напряжение, ток трубки и временные циклы просвечивания каждого участка, синхронизирует сложные движения манипуляторов, управляет загрузочными линиями и механизмами, контролирует радиационную обстановку, включает внешнюю сигнализацию о наличии излучения в камере биологической защиты, диагностирует технологическое оборудование. Также он может отдать команду на предварительное проведение калибровки матричного плоскопанельного преобразователя DDA.

Полученное от плоскопанельного детектора рентгеновское изображение оптимизируется в специализированном процессоре и по каналам связи поступает на расшифровку.

На этапе расшифровки изделие и контролируемые участки идентифицируется по маркировке: в специализированной программе проверяется качество изображения на выполнение минимальных требований к качеству изображения по чувствительности контроля, нерезкости и отношению сигнал/шум SNRN. Выделяются зоны интереса. Программа распознаёт несплошности и нарушения формы, которые отмечает и затем анализирует по конфигурации, размерам, количеству, взаимному расположению, площади и затем классифицирует их по группам как допустимые, недопустимые и требующие ремонта, подготавливает машинный протокол.

Форма и места расположения предполагаемых дефектов отличаются разнообразием, индивидуальны и уникальны для каждого литого или сварного изделия. Это объясняется сложными металлургическими закономерностями поведения расплавов при остывании. Из - за этого на окончательном этапе классификации и выдачи заключения о годности изделия требуется участие специалиста расшифровщика.

1.2 Схемы просвечивания. Сравнение схем просвечивания при радиоскопии и радиографии

2.1 Виды дефектов

Наиболее распространенными дефектами литых полуфабрикатов и изделий из черных и цветных металлов являются газовые и усадочные раковины, поры, рыхлоты, земляные и шлаковые включения, трещины и спаи. В зависимости от причин образования газовые раковины концентрируются группами на отдельных участках, или распределяются по всей массе отливки или слитка как показано на репродукции цифрового радиоскопического изображения. Рис(2)

Рис.2. Радиоскопическое изображение алюминиевой отливки после автоматической цифровой обработки. Стрелками отмечены рыхлота и поры.

2.2 Форма и расположение дефектов в литых изделиях

Усадочные раковины и рыхлоты представляют собой различной величины пустоты самой разнообразной формы. Усадочные раковины встречаются одиночно или группами, располагаясь обычно в массивных частях отливки рядом с сопряжением толстого и тонкого сечений. Трещины чаще встречаются в местах резкого изменения величины сечения отливки и являются наиболее серьезным видом брака. Спай образуется при немонолитном слипании затвердевших потоков металла и на поверхности отливки имеет вид шва с заваленными кромками.

2.3 Как располагать эталоны чувствительности или IQI

Эталоны чувствительности или IQI должны располагаться на контролируемом участке со стороны, обращенной к источнику излучения в зоне, где толщина стенки литого объекта наиболее равномерна и не имеет резких перепадов. При контроле галтелей и разнотолщинных участков IQI следует располагать на более толстой части или контролировать чувствительность по IQI отдельно на образцах-имитаторах.

В особых условиях контракта могут быть поставлены иные условия, например, чтобы эталоны чувствительности устанавливались не по центру, а ближе к границам контролируемого участка в его краевой зоне, отстоящей от оси центрального луча, и при этом самая тонкая проволочка должна быть наиболее удалена от центральной оси луча. Если предложенные условия технически невыполнимы, IQI может быть установлен со стороны детектора непосредственно на поверхности контролируемого участка, в исключительном случае - на входной плоскости самого детектора или на образце имитаторе. При этом на изображении рядом с маркировкой IQI должен отображаться дополнительный маркировочный знак, например, буква Ф или F, устанавливаемый перед просвечиванием.

2.4 Требования по чувствительности контроля и нормы оценки качества

Для кромок литого изделия выполненных под последующую сварку с другими элементами конструкции чувствительность контроля должна удовлетворять требованиям документов на сварные соединения.

На остальных элементах конструкции литого изделия - требованиям нормативных документов на литые изделия.

То же относится и к нормам оценки качества изделия:

- для кромок под сварку качество должно удовлетворять требованиям документов на сварные соединения,

- в остальных местах изделия - документов на литые изделия.

- оценку качества изделия по параметру пористости рекомендуется проводить по контрольным изображениям.

2.5 Что нужно учесть на этапе проектирования радиоскопической системы

Радиационный контроль литых полуфабрикатов и изделий, должен осуществляться при наличии двухстороннего доступа к контролируемому объекту, обеспечивающего возможность установки детектора излучения с одной стороны контролируемого участка и источника излучения с другой в соответствии с разработанными схемами и параметрами контроля.

Также рекомендуется предусмотреть применение программ-расшифровщиков с функцией автоматического машинного определения дефектов и уровня пористости литья по заданным критериям или по моделям бездефектных образцов методом вычитания изображений. Также рекомендуется подготовить первичные оригиналы, согласованные с заказчиком: «эталонные» наборы обычных радиографических снимков или их электронных изображений с различным уровнем пористости.

дефект отливка радиоскопический контроль металл

Заключение

В результате проделанной работы был осуществлен анализ средств радиационного контроля сварных соединений, который показал, что по производительности радиографический контроль значительно уступает автоматизированным технологическим процессам сварки.

Для нашего случая можно выбрать радиоскопический или радиометрический метод контроля.

Список используемой литературы