7.2.2Радиографические методы контроля.

При радиографических методах контроля информацию о сварочных дефектах получают просвечиванием ионизирующим излучением контролируемого изделия, отображающим видимое изображение на фотобумаге, фотопленке (пленочная радиография), а также на обычной бумаге, на которую переносится скрытое электроизображение, зафиксированное ранее на полупроводниковой пластине (электрорадиография).

В зависимости от вида излучения различают рентгенографию, гаммографию, бетатронную и нейтронную радиографию. Рентгенография обладает большой чувствительностью, этот способ обычно применяется в цеховых и лабораторных условиях. Гаммографию удобно применять для контроля качества сварных соединений в труднодоступных местах и монтажных условиях. Бетатронную радиографию применят для контроля больших толщин. Перечисленные радиографические методы позволяют обнаружить сварочные дефекты при толщине 1-500 мм.

Различают два основных метода регистрации дефектов сварки – прямой экспозиции и переноса изображения дефекта, получаемого просвечиванием изделия на радиографическую пленку. На пленке образуется скрытое изображение, которое становится видимым после обычной фото обработки. Разрешающая способность радиографических пленок достаточно высокая – 68 – 140 различимых линий на 1 мм. Для уменьшения времени экспозиции применят усиливающие экраны, обеспечивающие лучшее выявление дефектов. В качестве таких экранов используют пластины из фольги тяжелых металлов (свинца, олова, вольфрама), вследствие чего получают высокий коэффициент усиления. Усиливающее воздействие этих экранов определяется вторичными электродами, образующимися при прохождении через экран ионизирующего излучения.

Применяя метод переноса изображения, используют полупроводниковые пластины, на которых возникает при облучении скрытое изображение в виде электрических зарядов. Видимое изображение проявляется на обычной бумаге с помощью сухих или жидких красящих веществ. Этот метод получил название ксерорадиографии. Его преимущество – экспрессность и экономичность.

Сварные соединения просвечивают по схемам в соответствии с ГОСТами. Если сварной шов длинный, то его разбивают на участки, которые маркируют. Перед просвечиванием сварной шов очищают от шлака, масла. Наружные дефекты устраняют, чтобы они не помешали обнаружению внутренних.

Рис.1.Схемы просвечивания сварных швов радиографическим методом.

На радиограммах можно обнаружить следующие дефекты сварных соединений: продольные и поперечные трещины в металле шва и в зоне термического влияния, направление которых совпадает с направлением просвечивания в диапазоне углов 0⁰…12⁰; непровары, газовые поры, вольфрамовые и шлаковые включения, подрезы, проплавы, прожоги (Рис.1.), имеющие раскрытие не меньше 0,05 мм. При необходимости можно определить глубину расположения дефекта. Для этого облучение производят способом со смещением источника (Рис.2.). В этом случае глубина

, (5)

Рис.2.Определение глубины залегания дефекта перемещением источника излучения на расстояние В.

7.2.3Радиоскопические методы контроля.

Радиоскопия (радиационная интроскопия) основана на просвечивании изделия ионизирующим излучением с преобразованием скрытого изображения в светотеневое или электронное, которое с помощью оптических или телевизионных систем проявляется на выходном экране для анализа. В качестве источников ионизирующего излучения наиболее широко применяют рентгеновские аппараты.

Схемы устройств для преобразования скрытого радиационного изображения в светотеневое или электронное и для передачи его для визуального наблюдения показаны на Рис.3.

Рис.3.Схемы установок для радиоскопических методов контроля.

Для получения светотеневого изображения используются флуороскопические экраны (ФЭ), сцинтилляционные кристаллы (СК), электролюминесцентные экраны (ЭЛЭ), Электроннооптические преобразователи (ЭОП). ЭЛЭ и ЭОП одновременно служат и усилителями яркости изображения.

Принцип действия ФЭ основан на люминесценции кристаллов под действием ионизирующего излучения. Яркость экрана зависит от мощности излучения. В качестве СК используют монокристаллы некоторых веществ, которые под действием излучения начинают светиться. Диаметр таких монокристаллов может достигать 200 мм.

Наибольшее применение нашли кристаллы из NaI (Tl). Применяются также органические сцинтилляторы, например нафталин, который способен светиться под действием излучения. По разрешающей способности, Эффективности регистрации и по ряду других параметров СК превосходят ФЭ.

Принцип действия ЭЛЭ основан на свечении Люминофоров под действием переменного электрического поля. ЭЛЭ состоят из слоя фотопроводника и слоя электролюминофора, находящихся между двумя полупрозрачными токопроводящими слоями, к которым подводится переменное напряжение. При облучении такого экрана электросопротивление фотопроводника падает, в слое люминофора повышается напряжение, и он начинает светиться. Сопротивление фотопроводника зависит от мощности излучения, яркость свечения экрана – от напряжения, приложенного к слою люминофора.

В электроннооптических преобразователях (ЭОП) для усиления яркости изображения фотоэлектроны, которые образуются в люминофоре под действием излучения, ускоряют в электростатическом поле и направляют на выходной экран с нанесенным слоем люминофора. Изображение на этом экране наблюдают с помощью оптики или передают на приемную телевизионную трубку (Т).

Для усиления яркости и увеличения рабочего поля на выходном экране видимое изображение, полученное на ФЭ, СК или ЭОП, может подаваться на электроннооптические усилители видимого света (ЭОУ). Принцип действия ЭОУ основан на усилении яркости за счет каскадного последовательного ускорения фотоэлектронов в электрических полях и последующей люминесценции экранов каждого каскада. В ЭОУ обеспечивается усиление яркости в 30…100 раз на каждую ступень.

Для получения электронного изображения, которое через телевизионный блок связи передается на приемную трубку, применяют рентген-видиконы (РВ). Под действием ионизирующего излучения фото катод РВ испускает фотоэлектроны, которые ускоряются в электрическом поле, и на катоде формируется электронное изображение объекта, т.е. происходит непосредственное преобразование ионизирующего излучения в видеосигнал. Последний преобразуется в увеличенное видимое изображение на экране телевизора. Экран РВ может иметь диаметр 20…30 мм, на экране телевизора изображение может быть увеличено в 2…50 раз, разрешающая способность 10…50 линий на 1 мм.

Если информацию в форме видимого объекта принимают с ЭОП или ЭОУ, то применяют обычную промышленную телевизионную систему, состоящую из передающей телевизионной трубки, коаксиального кабеля канала связи и премника-кинескопа. Если используют рентген-видиоконы, то они выполняют роль передающей телевизионной трубки.

Применение телевизионных систем при радиационных методах контроля сварных соединений обеспечивает радиационную безопасность операторов, позволяет усилить яркость и контрастность изображения, изменить его масштаб. Важным достоинством интроскопии является возможность получения стереоскопических изображений объектов при их просвечивании излучением от двух источников, расположенных под углом. При контроле сварных соединений легких металлов чувствительность этого метода сравнима с радиографической чувствительностью, производительность метода достигает 1…2 м/мин сварного шва.