ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Машиностроительный факультет
Кафедра оборудования и технологии
сварочного производства
Лабораторная работа №5
«Радиографический контроль»
Выполнил: студент гр. 4611
Романов Н.А.
Дата « »__________ 2005 г.
Подпись __________
Проверили: преподаватель
Филишов Н.Я.
Дата « »__________ 2005 г.
Подпись __________
Томск 2005
1 Общие сведения о радиографическом методе контроля
В основе радиографического метода контроля лежат закона ослабления ионизирующих излучений (рентгеновского или гамма-излучения) и регистрации излучения за просвечиваемым объектом. В качестве регистраторов излучения в радиографическом методе неразрушающего контроля используют рентгеновские пленки. При просвечивании контролируемых на рентгеновскую пленку расположение, форма и размеры внутренних дефектов определяются по фотографическому изображению теневой проекции изделия- рентгеновскому снимку.
В радиографии используют свойство рентгеновских пленок чернеть после соответствующей фотообработки под действием ионизирующих излучений. Степень почернения различных участков рентгеновской пленки после проявления определяется величиной поглощенной дозы излучения, которая зависит от толщины, плотности и однородности излучения.
Получаемые при радиографировании снимки характеризуют прозрачность различных участков контролируемого изделия для рентгеновского и гамма-излучения. По снимку легко определяются неоднородности (дефекты) материала. Встречающиеся на практике дефекты в металлах и неметаллах имеют характер (раковины, трещины, непровары, поры и т.д.). На снимках эти дефекты выявляются в виде пятен различной формы, характеризующие вид и размеры дефектов.
Выявляемость дефектов - количественная характеристика данного метода контроля, т.е. способность этого метода обнаруживать реальные дефекты сварки, пайки, литья и других технологических процессов в конкретных производственных условиях.
Выявляемость дефектов характеризуется отношением числа обнаруженных дефектов N к полному числу дефектов N0:
В идеальном случая h=1, в действительности на практике h<1 и зависит от чувствительности метода.
1.1 Источники ионизирующих излучений
В
радиационной дефектоскопии широко
используются рентгеновское,
-излучение
радиоактивных изотопов и тормозное
излучение ускорителей - бетатронов.
Основным преимуществом электронных источников излучения (рентгеновских установок и ускорителей-бетатронов) является возможность регулирования энергии и интенсивности излучения. Для гамма-дефектоскопии источники изготовляют из радиоактивных изотопов с высокой удельной активностью и достаточно продолжительным периодом полураспада. Основными радиационными характеристиками источников, применяемых в гамма-дефектоскопии являются:
- Спектральный состав излучения;
- Радиационный выход;
Основные дефектоскопические характеристики источников излучения:
- Диапазон просвечиваемых толщин;
- Чувствительность метода;
- Экспозиции при просвечивании.
Основное радиоактивные изотопы, применяемые в радиационной дефектоскопии приведены в таблице I.
Таблица 1
Изотоп |
Период полураспада |
Толщина просвечиваемого материала, мм |
155 Eu |
13 лет |
6 |
170 Tm |
129дн |
20 |
75 Se |
120дн |
30 |
192 Jr |
74,4дн |
60 |
137 Cs |
30 лет |
120 |
60 Co |
5,25 года |
150 |
Другим источником ионизирующего излучения - рентгеновского являются рентгеновские аппараты, которые позволяют получать излучение с. заданными параметрами. Состоят из рентгеновской трубки, генератора высокого напряжения и контрольной аппаратуры. К. П. Д. рентгеновских аппаратов определяется той частью энергии электронов, которая переходит в энергию рентгеновского излучения. К. П. Д. растет с увеличением энергии электронов. Так, при U = 100 кВ, К.П.Д.=1%, при U = 15 МэВ К.П.Д. = 50%.
Типы рентгеновских аппаратов, применяемых при промышленной дефектоскопии, приведены в таблице 2.
Таблица 2 -
№ |
Тип рентгеновского аппарата |
Напряжение на трубке |
Толщина просвечиваемого материала, мм |
1 |
РУП 120-5-1 |
50-120 |
12 |
2 |
РУП 150-10-1 |
35-150 |
20 |
3 |
РУП 200-5-1 |
70-200 |
50 |
4 |
РУП 150/300-10-1 |
80-250 |
60 |
5 |
РУП 400-5-1 |
250-400 |
100 |
6 |
РАП 150/300-10 |
60-300 |
70 |
7 |
АРИНА-02 |
150±10 |
26 |
8 |
АРИНА-3 |
180±10 |
40 |
10 |
АРИНА-5 |
200±10 |
50 |
Выбор типа рентгеновского аппарата определяется следующими параметрами:
плотностью и толщиной материала контролируемого изделия;
скоростью проведения контроля и количество рентгенограмм в единицу времени;
конфигурацией контролируемой детали,
технологией контроля.
Повышение напряжения при ускорении электронов увеличивает энергию тормозного излучения, что ведет к повышению производительности контроля и просвечиваемой толщины. Для получения тормозного излучения высокой энергии ( от I до 30 МэВ) в дефектоскопии применяются линейные и индукционные ускорители электронов ( бетатроны). Линейные ускорители ускоряют электроны до энергии Е=3-10 МэВ, но в дефектоскопии применения не получили ввиду сложности. В бетатроне электроны двигаются по круговым орбитам под действием магнитного поля в вакуумных камерах. Ускорение электронов происходит в вихревом магнитном поле, которое индуцируется в камере переменным магнитным полей. Энергия ускоренных электронов в бетатронах для промышленной дефектоскопии составляет 3-35 МэВ. Просвечиваемые толщины с получением нужной выявляемости по стали - 200 мм. алюминия -800 мм, магния - 1200 мм. При Емах=30-35 МэВ толщина просвечиваемой слали составляет до 500 мм.
Область применения различных источников излучения и методов радиационной дефектоскопии определяются ГОСТ 20426-73. "Контроль неразрушающий Радиационные методы дефектоскопии. Область применения".