Гаммаграфический контроль сварных соединений

Рентгеноскопический;

Гаммаграфический.

Рентгенографический.

IX. РАДИАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ

Все методы радиационного контроля основаны на пропускании ионизирующего излучения через твердый материал объекта и поэтому относятся только к классу методов прохождения. Радиационные методы чаще всего применяют при контроле качества сварных соединений. К таким методам относятся:

Схема рентгенографического метода показана на рисунке 25. Источником излучения является специальный генерирующий аппарат, располагаемый по одну сторону от объекта, а на другой стороне крепится рентгеновская фотопленка, упакованная в гибкую светонепроницаемую кассету. Аппарат управляется дистанционно (ДУ) с помощью реле времени, которым задается время просвечивания (экспозиции). Требования к методу изложены в ГОСТ 7512-82 «Контроль неразрушающий. Радиографический метод» [14].

Гаммаграфический метод (рисунок 26) отличается от рентгенографического тем, что здесь применяются негенерирующие (т.е. непрерывно самоизлучающие) мощные естественные источники гамма-излучения – элементы из радиоактивных металлов (уран, стронций, иридий, кобальт), помещенные в специальные переносные свинцовые колбы с дистанционно управляемым затвором.

Этот метод характеризуется большей мощностью излучения, чем рентгенографический, и поэтому позволяет осуществлять контроль более толстых стальных объектов – до 40 мм (рентгенографический – до 25 мм). Он не требует электропитания, но лаборатории, применяющие его, должны быть обязательно обеспечены специальным хранилищем для источников излучения и специальным автомобилем для их перевозки.

Рисунок 25. Схема рентгенографического метода.

Рисунок 26. Схема гаммаграфического метода.

В отличие от рентгенографического и гаммаграфического рентгеноскопический метод (рисунок 27) – стационарный, так как в этом случае мощный рентгеновский аппарат, преобразователь изображения и контролируемый объект должны быть помещены в специальной камере (бункере). Толстые стены камеры выполнены из бетона со свинцовым наполнителем (дробь), помещение снабжено датчиками присутствия, а входная дверь – датчиком закрытия: система не будет работать, если дверь камеры открыта или в камере находятся люди. Из трех рассматриваемых здесь методов рентгеноскопический – самый мощный, он позволяет просвечивать стальные изделия толщиной до 80 мм. Получаемое изображение преобразуется в телевизионное и по кабелю передается на монитор, расположенный в удаленном от рентген-камеры помещении оператора.

Рисунок 27. Схема рентгеноскопического метода.

Все радиационные методы связаны с высокой опасностью. Поэтому специальными нормативными документами [15÷18] предусмотрены следующие особые меры безопасности при их осуществлении.

1. При проведении рентгенографического и гаммаграфического контроля в зоне работ не должно быть посторонних лиц. Эта зона ограничивается радиусом 25 м от места съемки для рентгенографического и 50 м для гаммаграфического метода. При этом источник излучения следует ориентировать в таком направлении, в котором наименее вероятно присутствие людей.

2. Участок проведения рентгенографического и гаммаграфического контроля должен быть обнесен съемным ограждением. В перекрытых проходах и проездах должен быть вывешен знак радиационной опасности (см. рисунок 28).

3. Оператор должен быть одет:

при проведении рентгенографического контроля – в белый халат или комбинезон и в белый головной убор;

при проведении гаммаграфического контроля – также и в специальный защитный фартук со свинцовым наполнителем.

4. При проведении контроля любыми радиационными методами оператор должен иметь при себе счетчик Гейгера для контроля окружающего радиационного фона, а также индивидуальный нагрудный радиационный дозиметр для фиксирования накопленной дозы облучения. В процессе экспозиции оператор должен следить за окружающим фоном и в случае превышения допустимого уровня удалиться от источника на безопасное расстояние. Лица, у которых индивидуальным дозиметром зафиксировано превышение допустимой дозы облучения, отстраняются от участия в проведении радиационного контроля на срок, устанавливаемый органами Роспотребнадзора.

5. На наружной стороне дверей помещений для хранения источников излучения, дверей рентген-камер для рентгеноскопического контроля и на бортах спецавтомобилей для перевозки средств гаммаграфического контроля должен быть нанесен знак радиационной опасности. На двери рентген-камеры рекомендуется смонтировать подсветку знака с загоранием синхронно с включением аппарата. Спецавтомобиль должен быть также снабжен желтым проблесковым маячком и специальным поддоном в днище салона для доставки неисправных источников к месту их захоронения (заклинивание открытого затвора источника гамма-излучения является радиационной аварией, и такой источник ремонту не подлежит).

6. Все лаборатории, осуществляющие радиационный контроль, должны иметь соответствующую лицензию и санитарно-гигиенический паспорт (заключение), выдаваемые органами Роспотребнадзора. Отдельными паспортами должны быть обеспечены рентген-камеры и спецавтомобили.

Рисунок 28. Знак радиационной опасности.

Достоинствами радиационных методов являются наглядность результатов контроля и возможность выявления мелких округлых дефектов (пор), которые ультразвуковой дефектоскопией выявляются ненадежно.

Кроме высокой опасности, радиационные методы обладают следующими недостатками.

1. Аппаратура не склонна к портативности (вес наиболее легких аппаратов серии «АРИНА» и «МИРА» в полном комплекте достигает 20 кг).

2. Аппараты для рентгеновского контроля характеризуются большим расходом электроэнергии; рентгенографический и гаммаграфический методы – расходом пленки и средств ее химической обработки.

3. Главным недостатком является невозможность обнаружения наиболее опасных плоскостных дефектов, так как они практически не влияют на торможение лучистой энергии: совокупная плотность остается одинаковой в области дефекта и вне ее (см. рисунок 29). В конце 1990-х годов по результатам обширных международных исследований было установлено, что достоверность радиационного контроля металла в среднем составляет лишь 19%. В связи с этим интерес к радиационным методам сегодня постепенно снижается: большинство лабораторий предпочитает применять ультразвуковой контроль, втрое более достоверный и полностью безопасный.

Рисунок 29. Пропуск радиационным методом существующего дефекта.

Источник:
http://studopedia.su/6_882_rentgenoskopicheskiy.html

Гаммаграфический контроль сварных соединений

Радиационная дефектоскопия — рентгено- и гаммаграфический метод контроля. Рентгено- и гаммаграфия – это метод получения на рентгеновской, пленке или экране изображения предмета (изделия), просвечиваемого рентгеновским или гамма-излучением. Он основан на способности рентгеновского и гамма-излучения проходить через непрозрачные предметы, в том числе через металлы, и действовать на рентгеновскую пленку и некоторые химические элементы, благодаря чему последние флуоресцируют (светятся).
При этом дефекты, встречающиеся при сварке в теле изделия и чаще всего имеющие характер пустот (непроваров, трещин, раковин, пор и т. д.), на рентгеновской пленке (на рентгенограммах) имеют вид пятен (раковины, поры) или полос (непровары).
Как правило, просвечивают 3-15% общей длины сварного шва, у особо ответственных конструкций просвечивают все швы.
Рентгеновские аппараты, применяемые для контроля изделий, состоят из рентгеновской трубки, источника питания и пульта управления. В качестве источника питания применяют повышающий трансформатор, во вторичную цепь которого включают кенотроны для выпрямления анодного тока и высоковольтные конденсаторы, позволяющие удвоить или утроить напряжение вторичной обмотки трансформатора.
Схема просвечивания рентгеновским излучением изделия показана на рис. 137. В зависимости от режима просвечивания (при толщине металла до 50 мм), качества пленки и правильности дальнейшей ее обработки удается выявить дефекты размером 1-3% от толщины контролируемых деталей. В настоящее время широкое применение нашли рентгеновские аппараты ИРА-1Д, ИРА-2Д, РУП-120-5-1, РУП-200-5, РУП-400-5 и др.

Гамма-излучение образуется в результате внутриатомного распада радиоактивных веществ. В качестве источников гамма-излучения применяют следующие радиоактивные вещества: тулий-170, иридий-192, цезий-137, кобальт-60 для просвечивания металла толщиной 1-60 мм.
Гамма-излучение, действуя на пленку гак же, как и рентгеновское, фиксирует на ней все дефекты сварки. Чувствительность гамма-контроля ниже чувствительности рентгеновских снимков; например, на гамма-снимках при просвечивании стали толщиной 10-15 мм кобальтом-60 выявляются дефекты глубиной 0,5-0,7 мм, тогда как на рентгеновских снимках видны дефекты глубиной 0,1-0,2 мм.
Чувствительность гамма-снимков, полученных с помощью радиоактивных изотопов — тулия-170, иридия-192 и других, приближается к чувствительности рентгеновских.
Гамма-излучение вредно для здоровья человека, поэтому ампулы с радиоактивным веществом помещают в специальные аппараты — гамма-установки, имеющие дистанционное управление (рис. 138).

Схема панорамного просвечивания сварных стыков трубопроводов с помощью гамма-источника показана на рис. 139.

Дефекты распределяют по группам А, Б, В по следующим признакам:
А — отдельные дефекты, которые по своему расположению не образуют цепочки или скопления;
Б — цепочка дефектов, расположенных на одной линии в количестве более трех с расстоянием между ними, равным трехкратной величине дефектов и менее;
В — скопление дефектов в одном месте с расположением их в количестве более трех с расстоянием между ними, равным трехкратной величине дефектов и менее.
Сварной шов при радиационной дефектоскопии бракуется, если на рентгеновском или гамма-снимке обнаружены следующие дефекты:
шлаковые включения или раковины по группе А и В размером по высоте шва более 10% толщины стенки, если она не превышает 20 мм, а также более 3 мм при толщине стенки более 20 мм;
шлаковые включения, расположенные цепочкой или сплошной линией вдоль шва (группа Б), при суммарной их длине, превышающей 200 мм на 1 м шва;
поры, расположенные в виде сплошной сетки;
скопление на отдельных участках шва свыше пяти пор нa 1 см 2 площади шва.
Ультразвуковой метод контроля. Этот метод основан на способности высокочастотных колебаний частотой около 20000 Гц проникать в металл и отражаться от поверхности дефектов (встретившихся препятствий). Отраженные ультразвуковые колебания имеют ту же скорость, что и прямые, это свойство имеет основное значение в ультразвуковой дефектоскопии.
Узкие направленные пучки ультразвуковых колебаний для целей дефектоскопии получают с помощью пьезоэлектрических пластин кварца или титаната бария (пьезодатчика). Эти кристаллы, помещенные в электрическом поле, имеют обратный пьезоэлектрический эффект, т. е. преобразуют электрические колебания в механические. Таким образом, пьезокристаллы под действием переменного тока высокой частоты (0,8-2,5 МГц) становятся источником ультразвуковых колебаний и создают направленный пучок ультразвуковых волн в контролируемую деталь.
Отраженные ультразвуковые колебания улавливаются искателем (щупом) и затем преобразуются в электрические импульсы. Отраженные электрические колебания через усилитель подаются на осциллограф и вызывают отклонение луча на экране электронной трубки. По виду отклонения судят о характере дефекта.
Схема ультразвукового метода контроля сварных соединений показана на рис. 140. Современные ультразвуковые дефектоскопы работают по схеме импульсного излучения, т. е. ультразвуковые колебания от пьезокристалла посылаются не непрерывно, а импульсами; во время пауз отраженные колебания поступают на тот же пьезокристалл, что обеспечивает высокую чистоту приема отраженных волн.

Читайте также  Почему греется насос в системе отопления?

Пьезокристалл ультразвукового дефектоскопа помещается в специальный призматический или плоский щуп. Поверхность, по которой перемещается щуп, должна быть зачищена до металлического блеска. Для обеспечения необходимого акустического контакта между щупом и контролируемым изделием наносится слой минерального масла.
Промышленностью выпускаются ультразвуковые дефектоскопы УДМ-3, УД-55ЭМ, ДУК-13ИМ и др. Чувствительность дефектоскопов обеспечивает выявление дефектов площадью 2 мм 2 и более. При ультразвуковом методе трудно определить характер дефекта. Наиболее эффективно контроль выполняется при толщине металла более 15 мм; при толщине металла 4-15 мм контроль этим методом возможен, но требует весьма высокой квалификации дефектоскописта (оператора).
Магнитный метод дефектоскопии. Сварной шов стального или чугунного изделия покрывают смесью из масла и магнитного железного порошка (размер частиц 5-10 мкм). Изделие намагничивают пропусканием тока через обмотку, состоящую из нескольких витков, намотанных вокруг изделия. Под действием магнитного поля, обтекающего дефект, частицы железного порошка гуще располагаются вокруг дефектов. Этим методом выявляются поверхностные дефекты глубиной до 5-6 мм. Разрешающая способность порошковой дефектоскопии весьма низкая по сравнению с другими методами контроля, поэтому она эффективна в основном для контроля гладких, чистых, блестящих поверхностей. Магнитным методом можно проверять качество деталей, изготовленных только из ферромагнитных металлов.
Магнитографический метод контроля. При этом методе, разработанном в нашей стране, результаты записываются на магнитную ленту. Сущность этого метода контроля состоит в намагничивании сварного соединения и фиксации магнитного потока на ферромагнитную ленту. Лента накладывается на контролируемое изделие, которое намагничивается импульсным полем. Магнитное поле при наличии дефектов распределяется по поверхности детали по-разному, и соответственно ферромагнитные частицы на ленте намагнитятся в различной степени. Затем ферромагнитная лента снимается с контролируемого изделия и ее «протягивают» через воспроизводящее устройство (рис. 141), состоящее из механизма протяжки и осциллографа с усилителем электрических импульсов.

Результаты магнитографического контроля рассматривают на экране 9 осциллографа 7, на котором при наличии дефектов в контролируемом изделии возникают всплески (вертикальные импульсы). По величине и форме отклонения луча на экране осциллографа судят о величине и характере дефекта сварного соединения.
Магнитографический метод применяется для контроля сварных соединений толщиной не более 12 мм. Этим методом можно выявить макротрещины, непровары глубиной 4-5% от толщины контролируемого металла, шлаковые включения и газовые поры.
Магнитографический метод требует высокой квалификации оператора.

Источник:
http://osvarke.info/472-fizicheskie-metody-kontrolya.html

Гаммаграфический, рентгенографический и ультразвуковой методы контроля сварных стыков.

Гаммаграфирование основано на свойстве гамма-излучения радиоактивных изотопов (кобальта-60, цезия-137, иридия-192 и др.) проникать через толщу материалов, в том числе и через металлы. Интенсивность прохождения гамма- излучения через такие дефектные места в металле шва, как трещины, поры, непровар и др., будет больше, чем через монолитный металл, и эта разница может быть зафиксирована на рентгеновской пленке. Для контроля на стык накладывают пленку типов РТ,

PM, ОРВО, помещенную в кассете из плотной черной бумаги, а с противоположной стороны устанавливают свинцовый контейнер с ампулой радиоактивного изотопа (рис. VII.7, а). После поворота диска контейнера направленный поток гамма-излучения проникает через металл контролируемой части стыка и попадает на рентгеновскую пленку. Проявлением пленки выявляются места и характер дефектов сваренного стыка.

В соответствии с требованиями ГОСТ 7512—69 просвечивание стыков гамма-излучением осуществляется через две стенки газопровода, как показано на рис. VII.7, б. При этом ампулу с изотопом смещают параллельно оси газопровода в сторону от непро- свечиваемой части стыка Стыки газопроводов большого диаметра

Рис. VII.7. Просвечивание стыка гамма-излучением.

а — схема просвечивания; б — установка контейнера.

1 — стык; г — кассета; 3 — пленка; 4 — ампула с иэотопом; 5 — контейнер.

просвечивают в несколько приемов с различных точек. Трубы малого диаметра просвечивают в один прием, причем ампулу располагают несколько в стороне, чтобы овальное изображение всего стыка проецировалось на пленку, расположенную за трубой.

На сварочных стендах представляется возможным просветить за один прием стыки труб большого диаметра за счет ввода специального контейнера с ампулой с дистанционным управлением непосредственно внутрь трубы. В частности, для этого может быть использован гамма-дефектоскоп «Трасса», позволяющий осуществлять круговое просвечивание стыковых соединений трубопроводов диаметром от 273 до 1440 мм. Радиационная головка его, заряженная цезием-137, способна перемещаться внутри трубопровода на самоходной тележке на расстояние до 32 м. Ориентация потока гамма-излучения относительно сварного шва автоматическая.

В зависимости от мощности радиоактивной ампулы, диаметра трубы и толщины стенки экспозиция гаммаграфирования швов составляет от 3 до 20 мин, что создает опасность облучения обедуживающего персонала, особенно при неаккуратном обращении с ампулой. Более безопасным методом является просвечивание сварных стыков рентгеновскими лучами, дающее четкие и чувствительные снимки. Для этого созданы портативные передвижные рентгеновские аппараты типов РУП, РАП, ИРА и др., позволяющие осуществлять просвечивание стыков снаружи через стенку трубы и с вводом аппарата внутрь трубы для кругового просвечивания стыка в один прием.

Источник:
http://bstudy.net/606711/tehnika/gammagraficheskiy_rentgenograficheskiy_ultrazvukovoy_metody_kontrolya_svarnyh_stykov

Гаммаграфический контроль сварных соединений

Радиационная дефектоскопия — рентгено- и гаммаграфический метод контроля. Рентгено- и гаммаграфия – это метод получения на рентгеновской, пленке или экране изображения предмета (изделия), просвечиваемого рентгеновским или гамма-излучением. Он основан на способности рентгеновского и гамма-излучения проходить через непрозрачные предметы, в том числе через металлы, и действовать на рентгеновскую пленку и некоторые химические элементы, благодаря чему последние флуоресцируют (светятся).
При этом дефекты, встречающиеся при сварке в теле изделия и чаще всего имеющие характер пустот (непроваров, трещин, раковин, пор и т. д.), на рентгеновской пленке (на рентгенограммах) имеют вид пятен (раковины, поры) или полос (непровары).
Как правило, просвечивают 3-15% общей длины сварного шва, у особо ответственных конструкций просвечивают все швы.
Рентгеновские аппараты, применяемые для контроля изделий, состоят из рентгеновской трубки, источника питания и пульта управления. В качестве источника питания применяют повышающий трансформатор, во вторичную цепь которого включают кенотроны для выпрямления анодного тока и высоковольтные конденсаторы, позволяющие удвоить или утроить напряжение вторичной обмотки трансформатора.
Схема просвечивания рентгеновским излучением изделия показана на рис. 137. В зависимости от режима просвечивания (при толщине металла до 50 мм), качества пленки и правильности дальнейшей ее обработки удается выявить дефекты размером 1-3% от толщины контролируемых деталей. В настоящее время широкое применение нашли рентгеновские аппараты ИРА-1Д, ИРА-2Д, РУП-120-5-1, РУП-200-5, РУП-400-5 и др.

Гамма-излучение образуется в результате внутриатомного распада радиоактивных веществ. В качестве источников гамма-излучения применяют следующие радиоактивные вещества: тулий-170, иридий-192, цезий-137, кобальт-60 для просвечивания металла толщиной 1-60 мм.
Гамма-излучение, действуя на пленку гак же, как и рентгеновское, фиксирует на ней все дефекты сварки. Чувствительность гамма-контроля ниже чувствительности рентгеновских снимков; например, на гамма-снимках при просвечивании стали толщиной 10-15 мм кобальтом-60 выявляются дефекты глубиной 0,5-0,7 мм, тогда как на рентгеновских снимках видны дефекты глубиной 0,1-0,2 мм.
Чувствительность гамма-снимков, полученных с помощью радиоактивных изотопов — тулия-170, иридия-192 и других, приближается к чувствительности рентгеновских.
Гамма-излучение вредно для здоровья человека, поэтому ампулы с радиоактивным веществом помещают в специальные аппараты — гамма-установки, имеющие дистанционное управление (рис. 138).

Схема панорамного просвечивания сварных стыков трубопроводов с помощью гамма-источника показана на рис. 139.

Дефекты распределяют по группам А, Б, В по следующим признакам:
А — отдельные дефекты, которые по своему расположению не образуют цепочки или скопления;
Б — цепочка дефектов, расположенных на одной линии в количестве более трех с расстоянием между ними, равным трехкратной величине дефектов и менее;
В — скопление дефектов в одном месте с расположением их в количестве более трех с расстоянием между ними, равным трехкратной величине дефектов и менее.
Сварной шов при радиационной дефектоскопии бракуется, если на рентгеновском или гамма-снимке обнаружены следующие дефекты:
шлаковые включения или раковины по группе А и В размером по высоте шва более 10% толщины стенки, если она не превышает 20 мм, а также более 3 мм при толщине стенки более 20 мм;
шлаковые включения, расположенные цепочкой или сплошной линией вдоль шва (группа Б), при суммарной их длине, превышающей 200 мм на 1 м шва;
поры, расположенные в виде сплошной сетки;
скопление на отдельных участках шва свыше пяти пор нa 1 см 2 площади шва.
Ультразвуковой метод контроля. Этот метод основан на способности высокочастотных колебаний частотой около 20000 Гц проникать в металл и отражаться от поверхности дефектов (встретившихся препятствий). Отраженные ультразвуковые колебания имеют ту же скорость, что и прямые, это свойство имеет основное значение в ультразвуковой дефектоскопии.
Узкие направленные пучки ультразвуковых колебаний для целей дефектоскопии получают с помощью пьезоэлектрических пластин кварца или титаната бария (пьезодатчика). Эти кристаллы, помещенные в электрическом поле, имеют обратный пьезоэлектрический эффект, т. е. преобразуют электрические колебания в механические. Таким образом, пьезокристаллы под действием переменного тока высокой частоты (0,8-2,5 МГц) становятся источником ультразвуковых колебаний и создают направленный пучок ультразвуковых волн в контролируемую деталь.
Отраженные ультразвуковые колебания улавливаются искателем (щупом) и затем преобразуются в электрические импульсы. Отраженные электрические колебания через усилитель подаются на осциллограф и вызывают отклонение луча на экране электронной трубки. По виду отклонения судят о характере дефекта.
Схема ультразвукового метода контроля сварных соединений показана на рис. 140. Современные ультразвуковые дефектоскопы работают по схеме импульсного излучения, т. е. ультразвуковые колебания от пьезокристалла посылаются не непрерывно, а импульсами; во время пауз отраженные колебания поступают на тот же пьезокристалл, что обеспечивает высокую чистоту приема отраженных волн.

Читайте также  Как покрыть крышу металлопрофилем своими руками - кроем крышу профнастилом

Пьезокристалл ультразвукового дефектоскопа помещается в специальный призматический или плоский щуп. Поверхность, по которой перемещается щуп, должна быть зачищена до металлического блеска. Для обеспечения необходимого акустического контакта между щупом и контролируемым изделием наносится слой минерального масла.
Промышленностью выпускаются ультразвуковые дефектоскопы УДМ-3, УД-55ЭМ, ДУК-13ИМ и др. Чувствительность дефектоскопов обеспечивает выявление дефектов площадью 2 мм 2 и более. При ультразвуковом методе трудно определить характер дефекта. Наиболее эффективно контроль выполняется при толщине металла более 15 мм; при толщине металла 4-15 мм контроль этим методом возможен, но требует весьма высокой квалификации дефектоскописта (оператора).
Магнитный метод дефектоскопии. Сварной шов стального или чугунного изделия покрывают смесью из масла и магнитного железного порошка (размер частиц 5-10 мкм). Изделие намагничивают пропусканием тока через обмотку, состоящую из нескольких витков, намотанных вокруг изделия. Под действием магнитного поля, обтекающего дефект, частицы железного порошка гуще располагаются вокруг дефектов. Этим методом выявляются поверхностные дефекты глубиной до 5-6 мм. Разрешающая способность порошковой дефектоскопии весьма низкая по сравнению с другими методами контроля, поэтому она эффективна в основном для контроля гладких, чистых, блестящих поверхностей. Магнитным методом можно проверять качество деталей, изготовленных только из ферромагнитных металлов.
Магнитографический метод контроля. При этом методе, разработанном в нашей стране, результаты записываются на магнитную ленту. Сущность этого метода контроля состоит в намагничивании сварного соединения и фиксации магнитного потока на ферромагнитную ленту. Лента накладывается на контролируемое изделие, которое намагничивается импульсным полем. Магнитное поле при наличии дефектов распределяется по поверхности детали по-разному, и соответственно ферромагнитные частицы на ленте намагнитятся в различной степени. Затем ферромагнитная лента снимается с контролируемого изделия и ее «протягивают» через воспроизводящее устройство (рис. 141), состоящее из механизма протяжки и осциллографа с усилителем электрических импульсов.

Результаты магнитографического контроля рассматривают на экране 9 осциллографа 7, на котором при наличии дефектов в контролируемом изделии возникают всплески (вертикальные импульсы). По величине и форме отклонения луча на экране осциллографа судят о величине и характере дефекта сварного соединения.
Магнитографический метод применяется для контроля сварных соединений толщиной не более 12 мм. Этим методом можно выявить макротрещины, непровары глубиной 4-5% от толщины контролируемого металла, шлаковые включения и газовые поры.
Магнитографический метод требует высокой квалификации оператора.

Источник:
http://osvarke.info/472-fizicheskie-metody-kontrolya.html

Радиографический метод контроля Ч.2 Радиационный контроль гамма-излучением

Содержание

Природа гамма-излучения и свойства гамма-лучей

Так же, как видимый свет и рентгеновские лучи, гамма-излучение представляет собой электромагнитные волны. Длина волны у гамма-лучей отличается от длины волны видимого света и рентгеновских лучей и составляет 10-13 — 4*10-12м.

Гамма-излучение образуется при распаде ядер радиоактивных изотопов химических элементов. Распад радиоактивных ядер происходит из-за того, что силы притяжения между протонами и нейтронами, входящими в состав радиоактивного ядра, не обеспечивают его стабильности. В результате, неустойчивые ядра распадаются и переходят в более устойчивые. Процесс распада сопровождается испусканием радиоактивных лучей, состоящих из трёх потоков: потока положительно заряженных альфа-частиц, отрицательно заряженных бета-частиц и потока нейтральных гамма-частиц.

Поток гамма-частиц используют для контроля материалов и качества сварных соединений и выявляют при помощи него внутренние дефекты в металле.

Сущность радиационного контроля

Сущность радиационного контроля гамма-излучением основана на различном поглощении этого излучения однородным металлом, неметаллическими веществами и воздухом. Так же, как и рентгеновские лучи, гамма-излучение способно воздействовать на фотоплёнку и фотобумагу. Такие лучи нейтральны и они невосприимчивы к электрическим и магнитным полям.

Схема радиационной дефектоскопии

На рисунке ниже показана схема проведения контроля сварного соединения гамма-лучами — схема а) и устройство ампулы с радиоактивным элементом — схема б).

На схеме а) 1 — контейнер, содержащий стеклянную ампулу с радиоактивным веществом; 2 — ампула с радиоактивным веществом; 3 — контролируемое сварное соединение; 4 — кассета с плёнкой или фотобумагой.

На схеме б) 1 — радиоактивное вещество; 2 — стеклянная ампула; 3 — вата; 4 — оболочка из алюминия или латуни; 5 — крышка; 6 — защитная свинцовая оболочка.

Технология и проведение контроля гамма-излучением

Технология и порядок проведения контроля гамма-лучами такие же, как и при контроле сварных швов рентгеном. Схемы проведения радиационной дефектоскопии так же, аналогичны схемам при рентгеновском контроле и определяются они ГОСТом 7512.

В качестве радиоактивных веществ — источников гамма-лучей, используют искусственные и естественные радиоактивные изотопы различных веществ. Наибольшее распространение, исходя из экономических соображений, получили радиоактивные изотопы кобальта (Со-60), цезия (Cs-137), иридия (Ir-192). Для получения направленного гамма-излучения необходимо использовать гамма-дефектоскопы.

Гамма-дефектоскопы

В качестве источника гамма-лучей при радиационном контроле используются гамма-дефектоскопы. Наиболее важными показателями гамма-дефектоскопов являются интенсивность радиационного излучения, период полураспада радиоактивного вещества и его начальная активность. Интенсивность излучения и период полураспада зависят от изотопа радиоактивного вещества, а начальная активность определяется массой источника излучения.

Гамма-дефектоскоп оснащён устройством для перемещения гамма-источника и прекращения направленного радиоактивного излучения.

Классификация гамма-дефектоскопов, их устройство

Гамма-дефектоскопы классифицируются в зависимости от следующих параметров:

1. От типа источника радиоактивных лучей
2. От условий использования — лабораторные, цеховые, полевые, специальные
3. От степени подвижности — переносные (портативные), передвижные и стационарные
4. В зависимости от направленности гамма-излучения дефектоскопы бывают фронтального просвечивания, панорамного просвечивания, или универсальные (сочетающие возможность, как фронтального просвечивания, так и панорамного).

Одна из наиболее распространённых схем стационарных гамма-дефектоскопов представлена на рисунке ниже:

1 — электромеханический пульт (привод и пульт управления); 2 — стена защитной камеры; 3 — радиационная головка; 4 — коллимирующая (создающая направленный поток лучей) универсальная головка; 5 — контролируемое сварное соединение; 6 — детектор (кассета с рентгеновской, или фотобумагой и др.).

Преимущества и недостатки контроля гамма-лучами

Гамма-лучи, в отличие от рентгеновских, обладают большей проникающей способностью и позволяют контролировать сварное соединение, толщиной до 350мм. И качество контроля толстого металла с помощью гамма-лучей значительно выше, чем контроль рентгеном. Кроме того, неразрушающий контроль сварки гамма-лучами более простой и менее дорогостоящий метод, чем рентгеновский контроль.

Но также у радиационной дефектоскопии есть недостатки, которые ограничивают её применение. Малые толщины металла не могут создать серьёзный барьер для гамма-лучей, которые легко проходят сквозь тонкий металл. В результате, качество контроля металла толщиной до 50мм, с помощью рентгена, гораздо выше, чем с помощью гамма-лучей. Ещё одним недостатком контроля гамма-излучением является невозможность регулирования интенсивности излучения, которая в рентгеновских дефектоскопах может регулироваться увеличением или уменьшением подводимого напряжения.

При неосторожном обращении с гамма-дефектоскопами существует достаточно высокий риск поражения человека гамма-лучами, которые очень вредны для человеческого организма. Поэтому, ампула с радиоактивным веществом помещается в специальные контейнеры из свинца, или в стационарные аппараты с дистанционным управлением. Схема контейнера с ампулой показана на рисунке выше по тексту.

Источник:
http://taina-svarki.ru/kachestvo-i-kontrol-svarki/kontrol-svarnyh-soedineniy/radiograficheskiy-kontrol-svarnyh-shvov-ch2-radiatsionnyi-kontrol-gamma-luchami.php

Физические методы контроля сварных швов

Радиационная дефектоскопия — рентгено- и гамма-графичес­кий метод контроля.

Радиационная дефектоскопия — рентгено- и гамма-графичес­кий метод контроля.Рентгено- и гамма-графия — это метод получения на рентгеновской пленке или экране изображения предмета (изделия), просвечиваемого рентгеновским или гам­ма-излучением. Он основан на способности рентгеновского и гамма-излучения проходить через непрозрачные предметы, в том числе через металлы, и действовать на рентгеновскую пленку и некоторые химические элементы, благодаря чему последние флуоресцируют (светятся).

При этом дефекты, встречающиеся при сварке в теле изделия и чаще всего имеющие характер пустот (непроваров, трещин, раковин, пор и т. д.), на рентгеновской пленке (на рентгенограммах) имеют вид пятен (раковины, поры) или полос (непроваров).

Как правило; просвечивают 3 — 15% общей длины сварного шва. У особо ответственных конструкций просвечивают все швы.

Рентгеновские аппараты, применяемые для контроля из­делий, состоят из рентгеновской трубки, источника питания и пульта управления. В качестве источника питания при­меняют повышающий трансформатор, во вторичную цепь которого включают кенотроны для выпрямления анодного тока и высоковольтные конденсаторы, позволяющие удвоить или утроить напряжение вторичной обмотки трансформатора. Схема просвечивания рентгеновским излучением изделия показана на рис. 120.

В зависимости от режима просвечивания (при толщине металла До 50 мм), качества пленки и правильности даль­нейшей ее обработки удается выявить дефекты размером 1 — 3% от толщины контролируемых деталей.

Читайте также  Размагничивание труб перед сваркой

В настоящее время широкое применение нашли рентгенов­ские аппараты РУП-120-5-1, РУП-200-5, РУП-400-5, Мира-2Д и Мира-3Д и др.

Гамма-излучение образуется в результате внутриатомного распада радиоактивных веществ. В качестве источников гамма-излучения применяют следующие радиоактивные вещества: тулий-170, иридий-192, цезий-13 7, кобальт-60 для просвечивания металла толщиной 1-60 мм.

Гамма-излучение, действуя на пленку так же, как и рентгеновское, фиксирует на ней дефекты сварки. Чувствитель­ность гамма-контроля ниже чувствительности рентгеновских снимков; например, на гамма-снимках при просвечивании стали толщиной 10-15 мм кобальтом-60 выявляются дефекты глубиной 0,5 — 0,7 мм, тогда как на рентгеновских снимках видны дефекты глубиной 0,1-0,2 мм.

Чувствительность гамма-снимков, полученных при помощи радиоактивных изотопов — тулия-170, иридия-192 и других, приближается к чувствительности рентгеновских.

Гамма-излучение вредно для здоровья человека, поэтому ампулы с радиоактивным веществом помещают в специаль­ные аппараты — гамма-установки, имеющие дистанционное управление (рис. 121).

Схема панорамного просвечивания сварных стыков трубо­проводов с помощью гамма-источника показана на рис. 122.

Сварный шов при радиационной дефектоскопии бракуется, если на рентгеновском или гамма-снимке обнаружены сле­дующие дефекты:

шлаковые включения или раковины по группе А (отдельные дефекты) и В (скопление дефектов) размером по высоте шва более 10% толщины стенки, если она не превышает 20 мм, а также более 3 мм при толщине стенки более 20 мм;

шлаковые включения, расположенные цепочкой или сплош­ной линией вдоль шва (группа Б), при суммарной их длине, превышающей 200 мм на 1 мшва;

поры, расположенные в виде сплошной сетки;

скопление на отдельных участках шва свыше пяти пор на 1 см 2 площади шва.

Дефекты распределяют по группам А, Б, В по следую­щим признакам:

А — отдельные дефекты, которые по своему расположению не образуют цепочки или скопления;

Б — цепочка дефектов, расположенных на одной линии в количестве более трех с расстоянием между ними, рав­ным трехкратной величине дефектов и менее;

В — скопление дефектов в одном месте с расположением их в количестве более трех с расстоянием между ними, равным трехкратной величине дефектов и менее.

Ультразвуковой метод контроля. Этот метод основан на способности высокочастотных колебаний частотой около 20000 Гц проникать в металл и отражаться от поверхности дефектов (от встретившихся препятствий). Отраженные ультра­звуковые колебания имеют ту же скорость, что и прямые колебания. Это свойство имеет основное значение в ультра­звуковой дефектоскопии.

Узкие направленные пучки ультразвуковых колебаний для целей дефектоскопии получают при помощи пьезоэлектри­ческих пластин кварца или титаната бария (пьезодатчика). Эти кристаллы, помещенные в электрическом поле, дают обратный пьезоэлектрический эффект, т. е. преобразуют элект­рические колебания в механические. Таким образом, пьезо-кристаллы под действием переменного тока высокой частоты (0,8 — 2,5 МГц) становятся’ источником ультразвуковых коле­баний и создают направленный пучок ультразвуковых волн в контролируемую деталь.

Отраженные ультразвуковые колебания улавливаются иска­телем (щупом) и затем преобразуются в электрические им­пульсы. Отраженные электрические колебания через усилитель подаются на осциллограф и вызывают отклонение луча на экране электронной трубки. По виду отклонения судят о характере дефекта.

Схема ультразвукового метода контроля сварных соединений показана на рис. 123.

Современные ультразвуковые дефектоскопы работают по схеме импульсного излучения, т. е. ультразвуковые колебания от пьезокристалла посылаются не непрерывно, а импульсами; во время пауз отраженные колебания поступают на тот же пьезокристалл, что обеспечивает высокую чистоту приемаотраженных волн.

Пьезокристалл ультразвукового дефектоскопа помещается в специальный призматический или плоский щуп. Поверх­ность, по которой перемещается щуп, должна быть зачище­на до металлического блеска. Для обеспечения необходимо­го акустического контакта между щупом и контролируемым изделием наносится слой минерального масла.

Промышленностью выпускаются ультразвуковые дефекто­скопы УДМ-3, УД-55ЭМ, ДУК-13ИМ и др. Чувствительность дефектоскопов обеспечивает выявление дефектов площадью 2 мм 2 и более. При ультразвуковом методе трудно опре­делить характер дефекта. Наиболее эффективно контроль вы­полняется при толщине металла более 15 мм; при толщине металла 4-15 мм контроль этим методом возможен, но требует весьма высокой квалификации дефектоскописта (опе­ратора).

Магнитный метод дефектоскопии. Сварной шов стального или чугунного изделия покрывают смесью из масла и магнитного железного порошка (размер частиц 5 — 10 мкм). Изделие намагничивают пропусканием тока через обмотку, состоящую из нескольких витков, намотанных вокруг изделия. Под действием магнитного поля, обтекающего дефект, части­цы железного порошка гуще располагаются вокруг дефектов

Этим методом выявляются поверхностные дефекты глубиной до 5 -6 мм. Разрешающая способность порошковой дефекто­скопии весьма низкая по сравнению с другими методами контроля-, поэтому она эффективна в основном для контро­ля гладких, чистых, блестящих поверхностей. Магнитным методом можно проверять качество деталей, изготовленных только из ферромагнитных металлов.

Магнитографический метод контроля. При этом методе, разработанном в нашей стране, результаты записываются на магнитную ленту. Сущность этого метода контроля состоит в намагничивании сварного соединения и фиксации магнит­ного потока на ферромагнитную ленту. Лента накладывается на контролируемое изделие, которое намагничивается импульс­ным полем. Магнитное поле, при наличии дефектов, рас­пределяется по поверхности детали по-разному, и соответ­ственно ферромагнитные частицы на ленте намагнитятся в различной степени. Затем ферромагнитная лента снимается с контролируемого изделия и ее «протягивают» через вос­производящее устройство (рис. 124), состоящее из механизма протяжки и осциллографа с усилителем электрических им­пульсов.

Результаты магнитографического контроля рассматривают на экране 9 осциллографа 7, на котором при наличии дефектов в контролируемом изделии возникают всплески (вер­тикальные импульсы). По величине и форме отклонения луча на экране осциллографа судят о величине и характере дефекта сварного соединения.

Магнитографический метод применяется для контроля сварных соединений толщиной не более 12 мм. Этим ме­тодом можно выявлять макротрещины, непровары глубиной 4 — 5% от толщины контролируемого металла, шлаковые включения и газовые поры.

Магнитографический метод требует высокой квалификации оператора.

Рентгено-телевизионный контроль. Сущность способа контро­ля заключается в том, что дефект сварного шва изобража­ется в момент просвечивания на телевизионном экране.

Схема рентгено-телевизионной установки показана на рис. 125. Сварное соединение 2 просвечивается с помощью рентге­новского аппарата 1.Рентгеновское излучение проходит через электронно-оптический преобразователь 3, состоящий из вакуумированной трубки, внутри которой со стороны, обращен­ной к источнику излучения (рентгеновскому аппарату) и про­свечиваемому изделию, укреплен тонкий алюминиевый экран, покрытый флуоресцирующим слоем. На этот слой нанесен светочувствительный слой — фотокатод (такой же, как в обыч­ных телевизионных трубках). С другой стороны электронно-оптический преобразователь имеет диафрагму и усиливаю­щий экран. С такого преобразователя через переходную оптику 4 сигналы поступают на передающую телекамеру 5 и на телевизор 7. Такой метод контроля позволяет резко увеличить производительность труда оператора. При этом можно не только визуально наблюдать внутреннее состояние просвечиваемого изделия, но и фотографировать его при помощи фото- или киноаппарата. Управление такой установкой осуществляется с пульта управления 6.

Контроль плотности соединений. Сварные швы испытывают на герметичность (непроницаемость) керосином, сжатым возду­хом (пневматикой), вакуум-аппаратом, при помощи аммиака, гелиевым и галлоидным течеискателями и гидравлическим давлением.

Испытание керосином применяют для сосудов, работающих без внутреннего давления, и как предваритель­ный метод контроля для сосудов, работающих под давлением.

Керосин обладает высокой капиллярностью. На этой его способности основана методика контроля плотности сварных швов. Сварные швы должны быть тщательно очищены от шлака, грязи и осмотрены. Дефекты, выявленные внешним осмотром, должны быть устранены до начала контроля.

Для выявления дефектов (неплотностей) методом кероси­новой пробы одну сторону сварного соединения окрашивают мелом, разведенным в воде. После высыхания мела вторую сторону сварного шва обильно смачивают керосином. Ке­росин, проникая через дефекты в сварном шве, оставляет на меловой краске жирные темные пятна, характеризую­щие наличие и расположение дефектов. Обнаруженные дефек­ты вырубают и заваривают вновь. Контроль керосином при­меняется при положительной температуре (выше 0°С). Свар­ные швы должны выдерживаться под керосином 12 г и более.

Вакуум-методом проверяют сварные швы, которые невозможно испытать керосином, воздухом или водой и доступ к которым возможен только с одной стороны, на­пример сварные швы днищ резервуаров, газгольдеров и других емкостей.

В комплект установки для контроля плотности сварных шзов вакуум-методом входит следующее оборудование: ва­куум-насос, вакуум-камера с вакуум-метром и пневматический шланг.

Гидравлические испытания. При этом способе контроля сварное изделие (сосуд) заполняют водой. Затем насосом или гидравлическим прессом создают давление, превышающее рабочее в 1,25 раза и более.

Способ гидравлического испытания, время выдержки, вели­чина давления и допустимая утечка устанавливаются техни­ческими условиями на контролируемый объект. Гидравлические испытания выполняют при проверке прочности и плотности паровых и водяных котлов, трубопроводов и сосудов, ра­ботающих под давлением.

Испытание сжатым воздухом (пневматическое испытание). Это испытание применяется для проверки сосудов и трубо­проводов на герметичность, как правило, только при рабочем давлении изделия. Плотность сварных соединений проверяют мыльным раствором или погружением сосуда в воду. В местах пропуска газа появляются пузыри.

Источник:
http://neftegaz.ru/science/instrument/332080-fizicheskie-metody-kontrolya-svarnykh-shvov/