Учебно-методический комплекс по учебной дисциплине Контроль и испытания продукции для направления специальности 1-54 01 01-01 Метрология, стандартизация и сертификация (машиностроение и приборостроение)

221

электромагнита и является источником тормозного излучения. Блок питания подает на катушки переменный ток. Возникающий синусоидально-

изменяющийся магнитный поток индуцирует в камере вихревое электрическое поле. Под действием этого поля электроны, введенные

в камеру инжектором, движутся с ускорением по окружности. Фокусировка пучка электронов происходит в процессе их ускорения, в результате чего фокусное пятно бетатрона имеет маленькие размеры (0,1–0,01 мм). Из него выходит интенсивный и очень узкий пучок с углом раствора 5–6°, благодаря чему обеспечивается высокая резкость снимков, что дает высокую чувствительность методам просвечивания.

В линейных ускорителях частицы однократно проходят электрическое поле с большой разницей потенциалов, т.е. ускоряются по прямому методу.

Электроны, генерируемые пушкой импульсно с энергией 30–100 кэВ,

ускоряются электрическим полем бегущей электромагнитной волны,

создаваемой высокочастотным генератором в цилиндрическом волноводе

(на каждые 30 см пути в волноводе электронам сообщается энергия примерно

1 МэВ). Электрическое поле бегущей волны направлено по оси цилиндра.

Ускоренные электроны попадают на мишень, в которой возникает тормозное

промежуточных электродов. На каждый электрод подается увеличивающееся вдвое постоянное напряжение. Наибольшее напряжение достигает 1–2 МэВ и более при токе 0,2 мА. Диаметр фокусного пятна~1 мм. Используется для контроля деталей толщиной 125–250 мм. Линейный ускоритель со стоячей волной состоит из инжектора электронов, источника переменного напряжения и металлического резонатора, внутри которого расположены пролетные металлические трубки. Электроны из инжектора попадают в полость резонатора и проходят вдоль пролетных трубок. Под действием электрического поля в промежутках между трубками электроны ускоряются

радиуса, имеющим общую точку касания в месте расположения резонатора,

сверхвысокочастотное поле которого ускоряет электроны. Резонанс

ускорения создается в результате кратного увеличения периода

высокочастотного напряжения при каждом пересечении электронами ускоряющего зазора резонатора. Резонатор возбуждается через волновод посредством мощной импульсной электронной пушки. Вакуумная камера находится под непрерывной откачкой с помощью насоса. Ускоренные электроны на последней орбите либо попадают на мишень, в которой

возникает рентгеновское излучение, либо с помощью специального

устройства выводятся из камеры. Электронный пучок микротрона в отличие других типов ускорителей обладает высокой моноэнергетичностью.

Микротрон позволяет ускорить электроны до энергии в несколько сотен МэВ. Эффективное фокусное пятно микротрона невелико (порядка 2–3 мм).

Радиоизотопный источник γ- и β-излучения представляет собой закрытую ампулу (заваренную или завальцованную) из коррозионно-стойкой стали или сплавов алюминия и для герметичности сверху покрытую эпоксидным клеем.

Внутри ампулы помещаются искусственные радионуклиды, получаемые

в ядерных реакторах при облучении веществ в нейтронных потоках или при

источников излучения относятся период полураспада, спектр излучения,

удельная активность, мощность экспозиционной дозы на расстоянии 1 м от источника и геометрические размеры излучателя. Внутренние размеры ампулы определяют размеры активной части источника. Проекция активной

223

части ампулы в направлении просвечивания образует фокусное пятно

источника.

Для гамма-дефектоскопии применяют изотопы с высокой удельной

состоят из отдельных групп γ-квантов и тормозного спектра, возникающего при торможении β-частиц. В спектрах большинства радионуклидов,

используемых при дефектоскопии, интенсивность тормозного излучения пренебрежимо мала. Интенсивность отдельных линий дискретного спектра

и соотношение между ними определяются числом выхода γ-квантов различных энергий на акт распада (в процентах).

В радиационной дефектоскопии применяют радионуклиды с периодом полураспада от нескольких дней до десятков лет. Гамма-дефектоскоп состоит

из следующих основных блоков: радиационная головка с источником

излучения; устройство для безопасной зарядки прибора ампулами, пульт управления дистанционным перемещением ампул, выпуском и перекрытием гамма-излучения; штатив для крепления радиационной головки относительно объекта контроля.

Конструктивно все дефектоскопы радиационного контроля делятся на универсальные шланговые дефектоскопы и дефектоскопы затворного типа.

излучения радиографической пленки. В качестве источников излучения при

на сцинцилляторном экране и затем регистрируется с помощью оптической

224

радиографические пленки. Радиографические пленки подразделяют на две группы: безэкранные для использования без флуоресцентных экранов или

(металлическими или флуоресцентными). Экранные радиографические пленки предназначены для регистрации излучения оптического диапазона,

возникающего при воздействии ионизирующего излучения

на флуоресцентные экраны. Они сенсибилизированы в оптическом диапазоне излучения, их спектральная чувствительность согласована со спектром

коэффициент контрастности. Собственная нерезкость экранных пленок при

использовании тормозного излучения с максимальной энергией в спектре

150 — 250 кэВ составляет 0,6 мм.

Усиливающие металлические экраны применяют для сокращения времени просвечивания. Усиливающее действие металлических экранов основано на выбивании из них вторичных электронов под действием ионизирующего излучения. Выбитые электроны действуют на эмульсию

пленки и вызывают дополнительную фотохимическую реакцию,

усиливающую действие первичного излучения. Металлические экраны

пленки. Применение экранов приводит к сокращению экспозиции. Задний экран защищает пленку от рассеянного излучения.

Флуоресцентные экраны изготовляют на основе люминофоров.

Усиливающее действие флуоресцентных экранов связано с дополнительным воздействием на пленку свечения, возникающего в люминофоре под

225

действием ионизирующего излучения. В качестве люминофоров используют

смесь мелких кристаллов сульфида цинка и сульфида кадмия,

активированных серебром. Люминофор со связующим наносят на бумагу или

пленки, на которую нанесена эмульсия. При высоких энергиях излучения перед передним экраном или вместо него устанавливают металлический экран.

Основными характеристиками усиливающих флуоресцентных экранов

являются коэффициент усиления и величина собственной нерезкости.

Коэффициент усиления–отношение времени экспозиции при использовании флуоресцирующих экранов, необходимого для получения снимка с заданной оптической плотностью, к времени экспозиции на той же пленке без усиливающих экранов. Величина коэффициента усиления зависит от энергии излучения. Собственная нерезкость флуоресцентных экранов связана с рассеянием света в экранах и зависит от плотности упаковки зерен

флуоресцентного вещества в экране.

Величина собственной нерезкости флуоресцентных экранов значительно превышает величину собственной нерезкости радиографической

ксерорадиография. Ксерорадиография–способ получения изображения на поверхности тонкого слоя полупроводящего материала, электропроводность

которого зависит от интенсивности ионизирующего

излучения.Ксерорадиографическая пластина–тонкий слой селена высокой чистоты (99,992 %), напыленный в вакууме на полированную проводящую

226

с проводящими слоями. Толщина слоя селена составляет 100 коррозионно-

стойкой стали 400 мкм.

Ксерографическая установка позволяет эффективно контролировать изделия из стали толщиной 25–30 мм. Это перспективный вид контроля,

разрешающая способность теоретически составляет 50 линий/мм.

В настоящее время качество выпускаемых пластин позволяет получить

разрешающую способность около 10 линий/мм и более

(у рентгенографических пленок разрешающая способность пока выше). При низких энергиях излучения чувствительность ксерографических пластин превышает чувствительность радиографических пленок, поэтому их применение перспективно при контроле тонких стальных изделий и изделий из легких сплавов.

Радиоскопический метод основан на представлении окончательной

усилителей и телевизионных систем. В качестве источника ионизирующего излучения используют рентгеновские аппараты, а также мощные источники излучения высокой энергии–линейные ускорители микротронов. При

радиоскопическом контроле в качестве детекторов используются

флуоресцентные или монокристаллические экраны. Изображение с этих экранов через оптическую систему передают на приемную трубку телевизионной системы и наблюдают с нужным усилением.

В качестве детекторов излучения могут быть также использованы рентген-видиконы, которые одновременно являются и детектором излучения,

и передающей телевизионной трубкой. Изображение, усиленное

телевизионной системой, наблюдают на экране видеоконтрольного устройства. Источниками излучения в таких случаях служат рентгеновские аппараты. Обязательным элементом любой схемы является входной экран– преобразователь теневого радиационного изображения в изображение,

представленное другой формой энергии.

227

В качестве преобразователей при радиоскопическом методе контроля

используют: рентгенооптические преобразователи, преобразующие

радиационное изображение в видимое; фоторезистивные преобразователи,

переводящие радиационное изображение в рельеф проводимости на полупроводниковом экране; рентгеноэлектронные преобразователи,

преобразующие радиационное изображение в поток электронов.

Радиометрические методы позволяют определить протяженность

дефекта и его лучевой размер. Объемные дефекты определяются с точностью до 3–5 %. Преимущества радиометрии–высокая чувствительность (0,3–3 %),

необходимость одновременного перемещения на одинаковом расстоянии источника ионизирующего излучения и дефекта; невозможность определения формы и глубины расположения дефекта, устранения влияния рассеянного излучения. В промышленности используется для контроля стальных изделий от 20 до 1000 мм. Средства рентгеновского контроля представлены на рисунках Г.1 и Г.2 приложения Г.

При проведении радиационной дефектоскопии должны быть приняты меры по защите от ионизирующего излучения. Установлены предельно допустимые дозы и пределы излучений. Установлены 3 категории облучаемых лиц:

А–персонал (профессиональные работники, непосредственно работающие с источниками ионизирующего излучения);

Б–отдельные лица из населения;

В–население в целом.

Для персонала установлены предельно-допустимые дозы (ПДД), а для отдельных лиц из населения–пределы доз. ПДД установлены для четырех групп критических органов или тканей тела. Так, для всего организма ПДД облучения лиц категории А равна 0,05 Зв/год, В–0,005 Зв/год. Для проведения РК могут привлекаться лица, достигшие 18-летнего возраста,

228

прошедшие предварительно медицинское освидетельствование, изучившие инструкции и методики просвечивания и правила технической эксплуатации установок. Все лица, проводящие радиационный контроль, должны проходить медицинский осмотр не реже 1 раза в год. В любом случае доза,

накопленная в возрасте до 30 лет, не должна превышать 0,6 Зв. Наибольшая доза за квартал для мужчин–не более 0,03 Зв, для женщин–не более 0,013 Зв.

Дозу облучения измеряют с помощью индивидуальных дозиметров, которые следует носить в нагрудном кармане. Снижение уровня радиации достигается направлением излучения в сторону земли, уменьшением времени облучения, увеличением расстояния от источника до работающего. Наиболее распространенный способ защиты от ионизирующего излучения– экранирование–ослабление излучения слоем тяжелого материала. Стены помещений, перекрытия полов защищают тяжелыми металлами, такими как свинец, свинцовое стекло, вольфрам, барит, используется также бетон,

кирпич. Защита должна обеспечивать снижение дозы на рабочих местах до

2,8∙10–5 Зв/ч; в смежных помещениях доза облучения не должна превышать

2,8∙10–6 Зв/ч. В зависимости от времени работы источника ионизирующего излучения в течение недели, силы тока в рентгеновской трубке, напряжения на трубке, расстояния от источника до защитного ограждения толщина стенки из свинца может составлять от 0,5 мм до 25 мм и, соответственно, до

620 мм из бетона (с = 2,35 кг/м3). Радиоволновые методы основаны на регистрации параметров электромагнитных волн радиодиапазона,

взаимодействующих с КО. Обычно используются волны сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона длиной 1–100 мм для контроля изделий из материалов, где радиоволны затухают не очень сильно:

диэлектрики (пластмасса, керамика, стекловолокно), магнитодиэлектрики

(ферриты), полупроводники, тонкостенные металлические объекты.

Так же, как оптические и акустические, различают методы прошедшего, отраженного, рассеянного излучения и резонансный метод.

229

3 ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

НА ПРЕДПРИЯТИЯХ

3.1Отдел технического контроля (ОТК) и его взаимоотношения

свнутренними и внешними службами

3.1.1 Типовая структура и функции ОТК

ОТК является самостоятельным структурным подразделением службы управления качеством и организуется для обеспечения контроля качества выпускаемой продукции. ОТК подчиняется непосредственно главному контролеру. ОТК возглавляется начальником, осуществляющим непосредственное руководство всей деятельностью отдела. Начальник ОТК назначается и освобождается от должности приказом директора предприятия по представлению главного контролера в установленном законодательством порядке. На должность начальника ОТК назначается лицо, имеющее высшее техническое образование и стаж работы по специальности на инженерно-

технических и руководящих должностях не менее 5 лет. ОТК в своей деятельности руководствуется действующим законодательством и нормативными документами, уставом предприятия, организационно-

распорядительными документами (постановлениями, распоряжениями,

приказами, решениями, указаниями и др.) вышестоящей организации, других органов управления и руководства предприятия; документами системы менеджмента качества предприятия; правилами, нормами охраны труда,

техники безопасности, производственной санитарии, пожарной безопасности; положением ОТК. Возложение на работников отдела обязанностей по выполнениюпроизводственных операций, не связанных

сосуществлением технического контроля, не допускается. Работникам ОТК запрещается производить разбраковку дефектных изделий.

Вся продукция, выпускаемая предприятием, должна быть принята ОТК. Допускается производить выпуск продукции по доверенности ОТК

сличным клеймом на основе инспекционного контроля ОТК и Заказчика.