Фотографический метод радиационной дефектоскопии

Регистрация картины просвечивания на фотографическую пленку является одним из самых распространенных методов радиационной дефектоскопии. Рассмотрим схему съемки и методику регистрации рентгенограммы.

Прежде чем приступить к просвечиванию объекта, необходимо разделить его на просвечиваемые участки, а полученные участки пронумеровать. При этом обычно исключаются места, которые считаются надежными или не являются ответственными при эксплуатации.

Расположение аппаратуры при рентгеносъемке показано на рисунке 8.

Рис.8

Рентгеновская трубка Т помещается на штативе, в особом кожухе К над исследуемым объектом, так, чтобы падающие лучи равномерно освещали фотографируемое поле.

При установке исследуемого объекта О необходимо помнить, что любая часть его, на которую падают рентгеновские лучи, дает вторичное рассеянное излучение. Поэтому от первичного луча нужно ограждать те части объекта Св, которые не будут сниматься. Ограждают их свинцовыми листами толщиной 5-6мм или слоем свинцовых опилок. Кроме того, рекомендуется диафрагмировать конус выходящих из трубки лучей Д так, чтобы захватывалось только необходимое просвечиваемое поле.

Для уменьшения времени экспозиции обычно применяется фотопленка, покрытая с обеих сторон фотоэмульсией, а сама пленка закладывается между светящимися (усиливающими) экранами.

Если исследуемый объект имеет переменное сечение, то для выравнивания сильного различия в потемнении отдельных мест негатива, применяют различные компенсаторы (твердые, жидкие, пасты) (рис. 9). Так, для компенсации различной толщины железных изделий (рис 9а) обычно применяют свинцовые пластинки, толщину которых подбирают, исходя из известных линейных коэффициентов ослабления излучения для железа и свинца. В том случае, если форма изделия (Д) слишком сложна и использовать твердые компенсаторы практически невозможно, тогда применяют специальную технологию съемки рентгенограмм в жидких растворах-компенсаторах (рис.9б). Тае, для железных изделий часто используют водный раствор йодистого бария. Коэффициент поглощения излучения этого раствора близок к величине коэффициента поглощения излучения железом. Иногда в качестве компенсаторов используют специальные пасты, состоящие из смеси сурика, баббита и воска .Этим составом покрывают тонкие части исследуемых изделий.

Рис. 9

Очень важным вопросом просвечивания является подбор режима работы аппаратуры для фотографической съемки (напряжение на электродах трубки, анодный ток и время экспозиции). Обычно эти данные получают экспериментальным путем, с использованием графика, где по оси абсцисс откладывается экспозиция (произведение тока на время), а по оси ординат – толщина заготовки (рис.10)

Рис. 10

Каждый луч графика соответствует определенному значению плотности почернения фотопленки и напряжению на трубке. Экспозиция (время облучения детали) зависит от толщины детали и электрических параметров съемки.

Максимальная толщина просвечивания изделий из стали равна 90-100 мм, для меди – 70-80 мм, для алюминия – 250 -300 мм.

Пример рентгенограмм сварных швов представлен на рисунке 11.

Рис.11

Здесь на рисунке 11а приведена рентгенограмма бездефектного шва, а на рисунке 11б – дефектный шов с непроваром и газовой пористостью (прерывистая черная линия).

Теперь определимся с понятием чувствительности метода радиационной дефектоскопии деталей. Количественной оценкой чувствительности является наименьшая величина дефекта, которую можно выявить. Величина наименьшего выявляемого дефекта зависит от многих причин: от места расположения дефекта в металле; от его формы; от химического состава изделия и дефекта и от толщины исследуемого объекта.

Чувствительность рентгеновского фотографического метода при современном состоянии аппаратуры и способов просвечивания в заводских условиях может быть оценена в среднем в 2 – 3% от толщины просвечиваемого металла. Так, при толщине просвечиваемой стали в 100 мм, минимальный дефект, который может быть обнаружен в изделии, будет иметь поперечник в 2 – 3 мм.

Вообще же чувствительность определяют по специально изготовленным эталонам, которые являются объективным критерием качества техники контроля. Наиболее распространены следующие типы эталонов: ступенчатые, проволочные и эталоны с цилиндрическими отверстиями. Например, проволочные эталоны представляют собой набор проволочек различного диаметра через 1 мм. Производя съемку проволочного эталона, можно найти на рентгенограмме ту проволочку, что не дала заметного почернения и эта проволочка будет характеризовать минимальный выявляемый дефект. Эталоны снимают одновременно с исследуемой деталью, что дает возможность учесть все факторы максимальной чувствительности съемки.

Для определения глубины залегания дефекта в изделии, применяют косую съемку, т.е. получают два снимка под углом 90 градусов друг другу. А затем по полученным проекциям находят искомый параметр залегания дефекта.

3.3. Метод счетчиков в радиационной дефектоскопии.

Кроме фотографического метода регистрации рентгеновских и гамма-лучей, в практике дефектоскопии широко используется и метод счетчиков. Счетчики квантов излучения нашли применение в автоматических системах контроля дефектов непосредственно на поточных линиях сборки узлов машин и механизмов, при бесконтактных замерах толщины непрерывно движущегося проката и в других технологических операциях. При этом рентгеновская трубка или ампула с радиоактивным изотопом располагается над движущимся изделием, а под ним находится счетчик квантов, связанный с электронными блоками обработки поступающей информации. Как только между трубкой и счетчиком окажется часть изделия с дефектом, сразу же возрастет интенсивность прошедшего через металл излучения, счетчик мгновенно передаст эту информацию к исполнительному блоку и специальный толкатель сбросит изделие с транспортера, Таким методом можно проводить 100% контроль дефектности изделий, что часто невозможно сделать фотографическим методом.

Счетчики квантов в радиационной дефектоскопии представлены в основном так называемыми сцинтилляционными детекторами излучения. Такой детектор состоит из кристалла – сцинтиллятора и фотоумножителя, который преобразует световые вспышки в кристалле йодистого натрия в электрические сигналы. Эти слабые сигналы от счетчика усиливаются широкополосными усилителями, затем анализируются дискриминатором и поступают на интенсиметр, который связан с исполнительными механизмами.

Чувствительность метода счетчиков несколько ниже фотографического и составляет 2-5% от толщины изделия. Часто те изделия, что были забракованы установками со счетчиками, проходят подробный анализ дефектов фотографическим методом.