Аппаратура радиационной дефектоскопии.

В настоящее время для просвечивания металлических изделий и сварных швов широко используются стационарные и переносные рентгеновские дефектоскопы, гамма-дефектоскопы и бетатроны.

Рентгеновские установки просвечивания включают в себя, прежде всего, мощную рентгеновскую трубку и аппаратуру обеспечения ее работы. Сюда входят источники высокого напряжения (высоковольтные трансформаторы), трансформаторы накала нити катода трубки, система регулировки параметров режима работы аппарата и система охлаждения анода рентгеновской трубки (вода, масло).

Стационарные рентгеновские установки располагаются в специализированных лабораториях заводов, куда направляют изделия для исследования их дефектности. Переносные или передвижные установки просвечивания доставляются операторами ( или транспортными средствами) к месту проведения контроля, там установка подключается к источнику электропитания и производится съемка рентгенограммы, Внешний вид одной из установок просвечивания приведен на рис.14.

Здесь мощная рентгеновская трубка в защитном кожухе укреплена на специальной тележке, которая позволяет транспортировать установку к месту съемки. Слева от трубки показаны ящики с аппаратурой обслуживания источника рентгеновского излучения. Кроме того, на рисунке видно, что анодная часть трубки вынесена за пределы защитного кожуха для удобства установки изделий для просвечивания (рис.8).

Рентгеновские установки просвечивания российского производства маркируются так: сначала идут буквы, например, РУП – рентгеновская установка просвечивания, затем указывается максимальное напряжение на электродах рентгеновской трубки, например, 200 – напряжение в 200 кВ, п0сле эти цифр ставят значение максимального тока трубки в мА и номер модели установки. Приведенная на рис. 14, установка имеет марку: РУП – 400 – 5 – 1. Российские заводы выпускают, кроме названной установки, также аппараты РУП – 120 – 5-2 и РУП – 200 - 5 – 2.

Рис.14

В практике контроля изделий находят применение и установки системы РУД, САРМА (САРМА-300, САРМА-500, САРМА-ХР) , БАСТИОН и другие.

Хорошо себя зарекомендовали и установки импульсной просвечивающей ретгенографии : ИРА-2Д и ИРА-3.Эти установки обладают малым весом, они портативны и удобны в применении.

Для просвечивания гамма-лучами широко используются радиоактивные источники излучения. Это прежде всего изотопы: Со⁶⁰, Ir¹⁹², Cs¹³⁷, Sr⁹⁰ и др. Радиоактивные изотопы являются активной частью установок системы ГУП, где ампула с изотопом находится в специальном контейнере из свинца и она выдвигается из него на время съемки. Гамма-дефектоскопы в основном используют в полевых и монтажных условиях при отсутствии источников электропитания.

Выпускаются радиоизотопные дефектоскопы двух типов: универсальные шлангового типа, у которых источник излучения подается к месту просвечивания по шлангу-ампулопроводу, а для фронтального и панорамного просвечивания источник излучения не выходит за пределы радиационной головки.

Пример транспортабельной установки гамма - просвечивания ГУП – Со⁶⁰- 5 приведен на рисунке 15.

Рис.15

Установка позволяет поднимать и опускать источник излучения над столом за счет работы подвижного кронштейна. Время экспозиции подбирают по специальным графикам, аналогичных ранее рассмотренным (рис. 10).

Другим типом оборудования для просвечивания рентгеновскими лучами, стали кольцевые ускорители электронов – бетатроны. Работа бетатрона принципиально аналогична работе рентгеновских установок и отличается только системой ускорения электронов.

Известно, что переменное магнитное поле способствует возникновению в зоне своего действия вихревых электрических полей. В зависимости от частоты изменения направления магнитного потока изменяется и напряженность электрического поля, имеющего в бетатроне форму окружности, расположенной перпендикулярно направлению магнитного потока (рис. 16, 1). Поскольку напряженность на всей окружности кольцевой вакуумной камеры -1 электрического поля одинакова, электрон, попавший на эту окружность, за один полный оборот приобретает энергию, равную произведению длины окружности на заряд электрона и на напряженность электрического поля.

Рис.16

Следовательно, при напряженности поля 0.2 В/см и длине окружности 1 м электрон, сделавший миллион оборотов, приобретет энергию порядка 20 МэВ.

Поток ускоренных электронов с помощью специальной схемы направляется на мишень - 6 из тугоплавкого металла(например, вольфрама) и тормозится в ней. Возникает тормозное излучение с большой энергией и, соответственно, с высокой проникающей способностью, которое используется при дефектоскопии изделия – 8.

Бетатрон применяют главным образом для контроля деталей и заготовок из черных и цветных металлов, толщина которых более 100 мм. При этом экспозиции оказываются существенно меньшими, чем при просвечивании с помощью гамма - установок.

В промышленности сейчас используются стационарные и переносные модели бетатронов. Стационарные бетатроны имеют большую массу электромагнитов( до 5 тонн) и энергию излучения от 15 до 30 МэВ. Они используются для просвечивания значительных толщ металлических деталей (до 500 мм). Марки стационарных бетатронов: Б30; Б35/8; Б4Д; Б30/2 и др..

Передвижные или переносные модели бетатронов имеют массу электромагнитов до 25 кг и энергию излучения от 4 до 6 МэВ. Они используются для просвечивания изделий толщиной до 250 мм. Марки малогабаритных бетатронов: МИБ-4, МИБ-6, ПМБ-5, ПМБ-6, ПМБ6-200 и др.