Спектрометрический метод.

Для практических целей представляет интерес не только спектр излучения но и излучение прошедшего через контролируемое вещество. Для измерения энергетического спектра применяются специальные приборы – спектрометры. В спектрометрах измеряется энергия фотонов поглощенная в сцинтилляционном кристалле. В зависимости от того какой процесс поглощения энергии выбран для измерения различают: спектрометры фотопоглощения, катодовские, спектрометры пар и спектрометры полного поглощения. Работа простейшего спектрометра фотопоглощения происходит по следующей схеме: излучение источника через отверстие коллиматора попадает на сцинтилляционный кристалл в котором излучение приводит к образованию свободных электронов, причем этот процесс происходит(в зависимости от энергии фотонов и материала сцинтиллятора) в результате фотоэффекта каптон эффекта и эффекта образования пар. В любом из этих эффектов энергия электронов зависит от энергии фотонов и преобразуется в энергию возбуждения кристаллической решетки сцинтиллятора, которая частично отдается сцинтиллятором в виде светового излучения, т.к. большинство сцинтилляторов создает световые вспышке по величине пропорциональные поглощенной энергии, то измеряя величину световой вспышке можно измерить энергию рентгеновского или гамма излучения. Световое излучение попадает на ФЭУ в результате чего на аноде ФЭУ возникают импульс напряжения. С анода и через катодный повторитель импульс напряжение поступает на линейный импульсный усилитель. Усиленные импульсы анализируются по амплитуде одноканальным или многоканальным анализатором амплитуд, а распределение импульсов по амплитудам регистрируется счетным устройством. При работе с однокристальным спектрометром энергию фотонов определяют по положению пика фотоэлектрического поглощения на графике представляющем зависимость интенсивности счета импульсов от их амплитуды. Основные достоинства: большая эффективность, эффективность регистрации спектрометра зависит от размеров и плотности сцинтилляционного кристалла. Применение кристаллов в состав которых входят элементы с большим атомным номером, натрий йод активированный таллием и цезий йод, позволяет повысить эффективность регистрации до 100%. Недостатком спектрометров следует отнести ограниченный диапазон энергии в котором возможны измерения и малую разрешающую способность(возможность различать две близкие энергетические линии спектра). Диапазон энергии фотопоглощения от нескольких кЭВ до 0,5МЭВ, при энергии больше 0,5МЭВ в кристаллах натрий йод и цезий йод активированные таллием возникает эффект камптоновкого излучения.

Радиографический метод контроля сварных соединений.

Сущность метода заключается в просвечивании контролируемого объекта ионизирующим излучением и последующем анализе расположения, формы и размеров внутренних дефектов по их теневому изображению полученного в результате фотографического преобразования скрытого радиационного изображения в видимое при проведении радиографического контроля используются следующие нормативные документы: ГОСТ 12.20070-75 «Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности», ГОСТ 2601-84 «Сварка металлов. Термины и определения основных понятий», ГОСТ 7512-82 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод», ГОСТ 9559-89 «Листы свинцовые. Технические условия», ГОСТ 15843-79 «Принадлежности для промышленной радиографии. Основные размеры», ГОСТ 17925-72 «Знак радиационной опасности», ГОСТ 20426-82 «Контроль неразрушающий. Методы дефектоскопии радиационные. Область применения», ГОСТ 23055-78 «Контроль неразрушающий. Сварка металлов плавлением. Классификация сварных соединений по результатам радиографического контроля», ГОСТ 23764-79 «Гамма дефектоскопы. Общие технические условия», ГОСТ 24034-80 «Контроль неразрушающий радиационный. Термины и определения», ГОСТ 30242-97 «Дефекты соединений при сварки металлов соединений. Классификация, обозначения и определения», ГОСТ 30489-97(ЕН 473-92) «Квалификация и сертификация персонала в области НК. Общие принципы». Радиографический контроль применяется для сварных соединений с отношением толщины свариваемых элементов не менее 0,2 имеющих двухсторонний доступ. Радиографический метод применяют для выявления в сварных соединениях: трещин, непроваров, пор, шлаковых, вольфрамовых, окисных и других включений. Радиографический контроль применяют так же для выявления прожогов, подрезов, оценки величины выпуклости обратного валика и вогнутости корня шва недоступных для внешнего осмотра. При радиографическом контроле не выявляются любые несплошности и включения с размером в направлении просвечивания (высотой менее удвоенной чувствительности контроля), а так же металлические и неметаллические включения с линейным коэффициентом ослабления излучения близким к линейному коэффициенту ослабления основного металла сварного соединения. Любые несплошности и включения, если их изображение на снимках совпадают с изображениями посторонних деталей, острых углов и резких перепадов толщин металла.

Величина раскрытия непроваров(трещин) невыявляемых при радиографическом контроле.

Контролируемая толщина, мм	Результаты непровара(трещины), мм
До 40мм	0.1
40-100	0.2
100-150	0.3
150-200	0.4
200-300	0.5
300-400	0.6

Радиографический контроль реализуется через последовательность технологических операций:

1 Конструктивно технологический анализ пригодности объекта для контроля(эта работа как правило проводится задолго до радиографирования) на этапе технического или рабочего проектирования объекта.

2 Подготовка к радиографированию: выбор источника излучения и фотоматериалов, подготовка объекта к контролю, выбор схемы просвечивания, маркировка снимков, установка эталонов чувствительности и кассет с пленкой, определение режимов просвечивания.

3 Радиографирования объекта.

4 Химико-фотографическая обработка экспонированного материала.

5 Расшифровка снимков с оформлением полученных результатов.

Подготовка к контролю. Сварные соединения подлежащие радиографическому контролю должны подвергаться внешнему осмотру и измерениям ширины и выпуклости сварного шва. При этом должны быть выявлены и устранены наружные дефекты, неровности, загрязнения, грубая чешуйчатость, наплывы, брызги металла, изображение которые могут затруднить расшифровку радиографических снимков. Сварные соединения не принятые по результатам внешнего осмотра к радиографическому контролю не допускаются. После устранения дефектов выявленных внешним осмотром следует производить разметку сварного соединения на участке и их маркировку(нумерацию). Разметку и маркировку подлежащие контролю участков сварных соединений следует выполнять быстро сохнущей краской или другим способом обеспечивающим сохранение маркировки до окончательной приемки сварного соединения. Система разметы и маркировки участков(начало и направление нумерации) должна обеспечивать возможность возобновление разметки и нумерации для нахождения точного расположения снимка на контролируемом объекте при проведении контроля. Перед контролем на контролируемые участки сварного соединения должны быть установлены маркировочные знаки(ограничительные метки) на границах участков, а так же на границах наплавленного и основного металла. При контроле сварных швов без усиления или со снятым усилением. На контролируемых участках должны быть установлены эталоны чувствительности, чтобы на каждом снимке было полное изображение эталона, при панорамном просвечивании кольцевых сварных соединений допускается устанавливать по одному эталону чувствительности на каждую четверть длины окружности сварного соединения. Эталоны чувствительности следует устанавливать на контролируемом участке со стороны обращенной к источнику излучения. При невозможности установки эталонов со стороны источника излучения при контроле сварных соединений цилиндрических, сферических и других пустотелых объектов, через две стенки с расшифровкой только прилегающей к пленке участка сварного соединения, а так же при панорамном просвечивании допускается устанавливать эталоны чувствительности со стороны кассеты с пленкой или непосредственно на ней. Проволочные эталоны следует устанавливать непосредственно на сварной шов с направлением проволок поперек шва. Канавочные эталоны следует устанавливать с направлением канавок поперек сварного шва на расстоянии от него не менее 5мм при толщине свариваемых кромок до 5мм, не менее толщины свариваемых кромок. Более 5мм при толщине свариваемых кромок до 20мм и не менее 20мм при свариваемых кромок 5мм. При контроле кольцевых труб трубопровода с диаметром менее 100мм допускается устанавливать канавочные эталоны на расстоянии не менее 5мм под шва с направлением канавок вдоль шва. Пластинчатые эталоны чувствительности следует устанавливать вдоль шва на расстоянии не 5мм от него. В исключительных случаях допускается установка эталонов непосредственно на шов с направлением эталона поперек шва так, чтобы изображение маркировочных знаков эталонов не накладывались на изображение шва на снимке. Если радиационная толщина канавочного эталона чувствительности и металла вместе установки эталона меньше максимальной радиационной толщины металла контролируемого участка сварного шва, эталон следует устанавливать на прокладку компенсирующую эту разность толщин. Компенсирующая прокладка должна быть изготовлена из металла или сплава основа которого по плотности аналогична плотности материала контролируемого изделия(радиационная толщина – это суммарная длина участков оси рабочего пучка направленного первичного ионизирующего излучения в материале контролируемого объекта, при просвечивании трубопровода через две стенки радиационная толщина определяется с учетом суммарной толщины двух стенок трубопровода, усиления сварного шва и обратного валика на контролируемом участке в направлении центрального луча). При невозможности установки эталонов чувствительности на контролируемом участке сварного соединения в соответствии с требованиями СТБ 1428-2003 порядок проведения контроля без установки эталонов чувствительности и(или) маркировочных знаков должен быть предусмотрен в технической документации на контроль или приемку сварных соединений, кроме маркировки контролируемых участков сварных соединений необходимо производить маркировку снимков с использованием маркировочных знаков, которыми на радиографических снимках должна быть отображена основная информация о контролируемом изделии в том числе номе сварного соединения, клеймо сварщика, клеймо дефектоскописта, номер кассеты с пленкой, рекомендуется так же отображать на снимках дату контроля и шифр объекта контроля. Допускается осуществлять полную маркировку только одного из снимков данного сварного соединения. Маркировка остальных снимков может быть не полной и включать номер кассеты, и номер контролируемого сварного соединения. При повторном(после исправления дефектного участка сварного соединения) в маркировку снимка в конце группы маркировочных знаков добавляются знаки обозначающие порядковый номер проведения повторного контроля. Способ крепления эталонов и маркировочного знаков на изделии или на кассете должен обеспечивать невозможность их смещения или утери прикреплении кассет на контролируемом изделии и в процессе проведения контроля. При контроле сварных соединений трубопроводов для обозначения границ контролируемых участков целесообразно применять гибкие координатные пояса, конструкция которого обеспечивает удобство закрепления их на трубопроводе и неизменность расстояний между закрепленными на координатном поясе цифровыми или буквенными изображениями.

Пример расположения изображения маркировочных знаков на радиографическом снимке.

где 1, 2, 3 – маркировочные знаки координатного пояса, 4 – место расположения канавочного эталона, 5 – место расположения проволочного эталона, 6 – сварной шов, М3 клеймо дефектоскописта, 325 номер кассеты с пленкой, 215 номер контролируемого сварного соединения, Д4 клеймо сварщика 3Б шифр объекта контроля.

Выбор источника излучения.

Сначала с учетом конструктивных особенностей объекта и условий контроля по справочным данным СТБ 1428-2003 определяют вид необходимого излучения и основную характеристику (напряжение на рентгеновской трубке радионуклид, энергию ускоренных электронов), затем определяют конкретный тип источника с учетом инструментальной доступности излучателя источника, наиболее надежным и простым в обслуживании являются промышленные рентгеновские аппараты. Установки с радиоактивными источниками рекомендуется применять в случае контроля:

1Изделий большой толщины, которые невозможно просветить с помощью рентгеновских аппаратов в следствии недостаточной проникающей способности рентгеновского излучения.

2 Сложных агрегатов сварных и других деталей и узлов конструкция, которых не позволяет установить рентгеновские аппараты в положение просвечивание в соответствии с оптимальной схемой.

3 Агрегатов сварных и других неразъемных соединений в полевых условиях, когда применение рентгеновских аппаратов невозможно из-за отсутствия источников питания.

Ускорители применяются главным образом для контроля толщины недоступной для просвечивания другими источниками излучения.