19Неразрушающие методы контроля качества сварных соединений. Радиографический и ультразвуковой методы контроля, физические основы.

Радиографический контроль (радиационная дефектоскопия).

Основные особенности и преимущества:

• основной вид контроля конструкций при монтаже

• отличается технологической маневренностью, наглядностью и документальностью

Физические основы дефектоскопии

1. Выявление внутренних дефектов этим методом основано на способности рентгеновского и γ-излучения неодинаково проникать через различные материалы и поглощаться ими в зависимости от толщины, вида материала и энергии излучения

2. Принципиальная схема:

1. источнитк излучения

2. СС

3. внутренний дефект

4. детектор-регистратор (пленка)

5. интенсивность излучения прошедшего через КСС

В дефектном месте, где интенсивность прошедшего излучения наибольшая пленка чернеет сильнее.

3. В основе этого метода лежит чаще всего применение рентгеновских пленок. Глубину залегания дефекта можно определить по 2-м снимкам из разных точек.

4. Не все дефекты могут быть обнаружены:

существует определенный, минимальный выявляемый дефект, характеризующий предельную чувствительность метода. Метод имеет низкую надежность при обнаружении плоских дефектов, расположенных в плоскости перпендикулярной к направлению пучка. Для выявления их необходима съемка минимум с 2-х разных точек.

5. Бездефектность СС следует понимать как отсутствие недопустимых дефектов а не полное их отсутствие

6. В методе используются различные излучения и различные источники их создания:

   • рентгеновское излучение (рентгеновские трубки)

   • γ-излучение (γ-источник с изотопом)

Изотопы применяемые при γ-графии:

– основные:

Co⁸⁰ – 50-200мм (толщина просвечиваемого Ме в мм)

Ir¹⁹² – 8-50 мм

Se⁷⁵ – 6-20 мм

– дополнительные:

Cs¹³⁷ – 30-70 мм

Tm¹⁷⁰ – 3-15 мм

7. Рентгеновское и γ-излучение отлучаются механизмом излучения:

   • для получения рентгеновского или тормозного излучения требуются специальные электрические аппараты (трубки) в которых лучи возникают при бомбардировке анода быстрыми электронами. Интенсивностью можно управлять изменяя на входе параметры тока.

   • γ-лучи испускаются при распаде искусственных или естественных ядер и этой энергией нельзя управлять т.к. она полностью определяется природой используемого изотопа.

8. Иногда применяют специальные усиливающие экраны:

   • флюоресцирующие

   • соляные и металлические

Действие экранов 1-ого типа основано на способности некоторых неорганических веществ испускать видимый свет.

Действие экранов 2-ого типа – на освобождении фотоэлектронов из свинцовой или оловянисто-свинцовой фольги, под действием ионизирующего излучения.

Основная их задача – дополнительная подсветка рентгеновской пленки, что позволяет изменять чувствительность контроля даже при использовании γ-аппаратов.

Указанные экраны вставляются в кассету с пленкой как перед, так и за пленкой.

Схема 1(схема панорамного просвечивания за одну установку)

1 – источник излучения

2 – сварной шов

3 – кассета с пленкой

4 – диагностируемый сварной объект

Схема 3 (схема фронтального просвечивания через 2-е стенки (просвечивание на эллипс))

Схема 1 наиболее эффективна из-за небольшого фокусного расстояния, минимальной толщины Ме, что позволяет использовать низкоэнергетическое рентгено- и γ-излучение. При данной схеме выявляемость дефектов наилучшая.

Эта схема не всегда возможна.

Схему 2 – применяют для крупногабаритных кольцевых стыков при невозможности схемы 1.

Схема 3 – приемлема для труб небольшого диаметра.

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ

* – особености

• УЗД основана на свойстве УЗ волн направленно распространяться в средах и отражаться от границ сред и нарушений сплошности сред (дефектов), обладающих другим акустическим сопротивлением (частота УЗК 0,15-10МГц, чаще всего 1-15 МГц).

• в практике контроля СС используют 3 метода:

I – эхоимпульсный метод (основной)

Г – генератор импульсов (волн)

П – приемник

1 – короткий, посылаемый импульс

2 – эхосигнал, отраженный от дефекта, регистрируемый приемником

II – теневой метод

1’ – импульс, который должен прийти к приемнику в бездефектном изделии

3. – фактический пришедший импульс (ослабленный за счет частичного отражения от дефекта)

III – зеркально теневой

3. – сигнал, отраженный от противоположной (донной) поверхности объекта (часть сигнала поглотил дефект)

• основным объектом аппаратуры для УЗК является преобразователь, который бывает 3-х основных типов:

• прямой

1 – корпус

2 – демпфер, из материала с большим поглощением УЗК (полимер)

3 – провод, подводящий ток

4 – защитное донышко (протектор)

5 – пьезопластина, осуществляющая УЗК

• наклонный

5 – пьезопластина, осуществляющая УЗК

6 – призма, изготовленная из оргстекла, полистирола, капралона и др. (в ней УЗ распространяется с небольшой скоростью, что позволяет контролировать объекты под разными углами ввода УЗ)

+ 7 – специальная контактная среда, облегчающая акустический контакт с объектом (минеральные масла, солидол, специальные пасты, а также специальные составы: сплав солей Na и K позволяет контролировать объекты с t⁰>400⁰C)

• раздельно–совмещенный (РС) преобразователь

• – дополнительные особенности УЗК

• применение УЗК наиболее эффективно в сочетании с другими методами неразрушающего контроля (просвечивание).

• Преимущества:

• высокая чувствительность при выявлении дефектов с малым раскрытием (трещины, узкие непровары и т.п.)

• имеется возможность определения координат расположения дефектов

• контроль швов сложной конфигурации

• возможность контроля объектов при эксплуатации без останова

• Недостатки:

• отсутствие объективного документа по результатам контроля

• высокий уровень субъективности при оценке