Радиографический контроль

Радиографический контроль (далее - РК) относится к неразрушающему контролю (НК) при проверке качества изделий на отсутствие скрытых дефектов. Принцип радиографического контроля заключается в способности рентгеновских волн к проникновению вглубь структуры материала.

Радиографический контроль обеспечивает проверку качества технологического оборудования, металлических конструкций, трубопроводов, композитных материалов, как в промышленных, так и в строительных отраслях, а также для обнаружения трещин в сварочных соединениях, пор, инородных элементов (окисных, шлаковых, вольфрамовых).

Кроме этого можно проверить наличие недоступных надрезов, для внешнего осмотра, выпуклостей и вогнутостей основания сварочного шва, превышения проплава. Методика радиографического контроля основана на свойстве рентгеновских лучей, обеспечивающих поглощение, зависящее от плотности элементов и структуры материала.

Данный метод (радиографический контроль) является основным для организации проверки качества сварочных соединений. Радиографический метод проверки сварочных соединений выполняется согласно требований ГОСТ(а) 7512-86.

Преимущества и недостатки

Такой способ контроля обладает, как определенными преимуществами, так и недостатками.

Преимущества

• Выявление и устранение скрытых дефектов внутри изделия.
• Точность замеряемых показаний.
• Вычисление относительных и абсолютных габаритных параметров бракованного участка.
• Нет надобности в контактном приспособлении.
• Скорость выявления изъянов (способ можно использовать, как в единичных, так и в контролировании потока).
• Покрытие технологических изъянов.
• Выявление изъянов, которые нельзя определить каким-либо другим способом.
• Оценка размера вогнутости и выпуклости сварочных соединений.

Недостатки

• Потребность в сложном специальном оборудовании, стоимость которого весьма высока, а это означает, что не каждое учреждение способно его приобрести, из-за ограниченного бюджета. В домашних условиях подобный способ вряд ли будет целесообразным.
• Потребность в специфических расходных материалах, получение которых затруднено.
• Обеспечение жёсткого контроля над использованием аппаратуры согласно инструкции и расходом материалов, так как, при неправильном их применении и сохранности, материалы могут оказаться опасными для здоровья, а иногда, и жизни работников (загрязнение радиоактивными элементами оборудования, спецодежды, человеческого тела, рабочих мест).
• Персонал, работающий с аппаратурой и материалами, обязан иметь высокую квалификацию, что подвластно далеко не каждому человеку.

Радиографический контроль не определяет следующие дефекты:

• Трещины и не провариваемые участки с раскрытием меньше 0,1 мм, при толщине проверяемого материала менее 40 мм, 0,2 мм – если материал толщиной от 40 до 100 и 0,3 мм – если толщина материала равняется от 100 до 150 мм.
• Трещины, не провариваемые участки, проверяемые плоскости которых не совпадают с вектором просвечивания.
• Если протяжность изъянов в просвечиваемом направлении менее двойного показания абсолютной чувствительности контрольной аппаратуры.
• Если изображение включений и прерывистых швов совпадает на радиографическом контроле с изображением сторонних деталей, остроугольных мест или резких перепадов по толщине свариваемых деталей.

Радиографический контроль сварных соединений

Со времен разработки первых методов соединения элементов с использованием сварочных технологий возник вопрос о контроле за качеством сварочных швов. Учитывая существующие технологии, конструкторы разработали различные способы, обеспечивающие довольно точно обнаружить дефекты конструкций, грозящие разрушению. Однако, универсального метода, способного удовлетворить запросы производственников, пока не существует. Поэтому сегодня, при выполнении сварочных работ, производственники вынуждены выбирать, наиболее подходящие для них методы контроля, которые их удовлетворяют:

•    Более дешёвым и несложным процессом, без использования сложного оборудования, способного обеспечить удовлетворяющую оценку качества сварного шва.
•    Достаточно сложным и дорогостоящим способом, применяемым только на производстве, которое располагает технологическими возможностями, показывая, при этом, объективную и полную картину.

Точные варианты дефектоскопии, приходится задействовать в таких обстоятельствах, когда качество шва составляет ключевую роль и дефекты недопустимы даже ничтожные. Именно, радиографическая проверка качества сварочных соединений удовлетворяет таким требованиям.

Предлагаемая методика радиографического контроля сварочных швов, основанная на свойствах просвечивания проверяемого участка гамма-лучами или рентгеновским излучением, относится к одной из наиболее точной.

В то же время, промышленная радиография относится к профессии, являющейся одной из наиболее вредных для здоровья людей. В методе применяются мощные гамма-источники (> 2 CI).

Проведение радиографического контроля

Суть процесса, регламентируемого ГОСТ(ом) 7512-86, заключается в просвечивании проверяемого участка гамма-лучами или рентгеновским излучением от источника, размещённого в специальной защитной капсуле. Именно, капсула обеспечивает защиту от вредного воздействия лучей на оборудование и персонал, находящихся поблизости. Так как однородный металл лучше поглощает лучи, чем пустоты, нарушающие структуру материала, дефектные участки обозначаются светлыми пятнами, с формой и размерами, соответствующими форме и размерам обнаруженных изъянов (трещин, пустот, шлаков и пр.). При этом, фиксация показаний дефектоскопии может осуществляться различными вариантами.

На бумагу или плёнку, с покрытой поверхностью химическим слоем элемента, чувствительного к излучению. Предлагаемая методика фиксирования дефектоскопических данных точна, однако понижает скорость выполнения исследования. Она неплохо зарекомендовала себя при производстве ограниченных партий изделий высокого качества.

При помощи специальных веществ, называемыми «сцинтилляторы», которые способны поглощать невидимые глазу лучи, с преобразованием их в видимый свет. Используя такой преобразователь, получаемое изображение высвечивается на мониторе, обеспечивая дефектоскопию сварочного шва в реальном режиме времени. Данная методика подходит для серийного производства, а также используется для проверки сварочных швов в монтируемых и ремонтируемых трубопроводах. Здесь капсула с вредным излучением, обычно, помещается внутри трубопровода, обеспечивая качественный контроль.

Для получения достоверных данных радиографического контроля, требуется исполнить некоторые условия.

• С поверхности проверяемого шва требуется удалить окалину, шлак и прочие загрязнения, которые могут повлиять на реальную картину.
• Плотность излучаемого потока обязана быть такой, чтобы регистрация толщины проверяемого участка стала возможной.
• В течение всего периода исследования плотность лучей должна иметь стабильный характер.
• Технологические карты для каждого контролируемого участка разрабатываются в соответствии с регламентом ГОСТ(а).

Характеристики излучаемого источника выбираются в зависимости от проверяемого изделия и его толщины. Правильные результаты будут получены только при выполнении перечисленных требований.

Безопасность при проведении радиографического контроля

При использовании методики радиографического контроля сварочных соединений, важнейшей проблемой является обеспечение мероприятий по технике безопасности.

Для недопущения распространения излучения, оборудование, на котором работает персонал, обязано надёжно экранироваться. Для обеспечения такой защиты можно использовать свинцовые листы. В то же время, сегодняшняя промышленность изготовляет и прочие материалы из пластиков или тканей. Главное – чтобы защитные материалы были герметичными и четко осуществляли своё предназначение.

Оператор, осуществляющий контроль, должен быть удалён от аппаратуры на максимально возможное расстояние, а при проверке, чтобы не было рядом посторонних лиц.

При возникновении острой необходимости нахождения людей в опасной зоне в период функционирования аппаратуры, персонал требуется снабдить индивидуальными защитными средствами. При этом, нужно максимально сократить время нахождения людей в зоне контроля, так как даже небольшие дозы облучения с течением времени накапливаются, негативно влияя на здоровье человека.

При работе с радиоактивными веществами, необходимо организовать их безопасную сохранность, а также доставку к рабочему месту.

Нельзя работать на заведомо неисправном оборудовании. Это может исказить не только показатели дефектоскопии, но и под угрозой может оказаться здоровье, как работающего персонала, так и сторонних лиц. Излучение, накопленное в изделии, может негативно воздействовать на людей, случайно оказавшихся рядом.

Оборудование для радиографического контроля

Контроль может выполняться: промышленной рентгеновской аппаратурой, гамма - дефектоскопами.

На выбор требуемого источника излучения влияет толщина материала, а также заданный класс геометрии и чувствительности просвечивания.

Рентгеновские дефектоскопы

К достоинству рентгеновских дефектоскопов стабильного излучения относится:

• Более высокая мощность.
• Способность к регулировке.
• Долговечность.
• Четкое и контрастное изображение.

Недостатком рентгеновских дефектоскопов является высокая стоимость, большие размеры и опасность для работников.

Гамма-дефектоскопы

Не взирая на то, что проверку сварочных швов рекомендуется выполнять рентгеновской аппаратурой, которая в сравнении с гамма-дефектоскопами создает более качественные радиографические снимки, гамма-дефектоскопы тоже обладают рядом достоинств, а именно:

• Низкой стоимостью.
• Небольшими габаритами.
• Малым оптическим фокусом.

К главному недостатку данной аппаратуры относится отсутствие возможности регулировки мощности, слабая контрастность, медленное затухание излучения источника и потребность в его замене.

Гамма-дефектоскопы, как правило, применяются, когда отсутствует возможность применить рентгеновскую аппаратуру постоянного действия (при проверке изделий небольшой толщины, если отсутствуют источники питания, при проверке труднодоступных участков).

Применение радиографического контроля

Несмотря на некоторые трудности, в отношении использования радиоактивной аппаратуры, радиография приобретает всё большую популярность. Причина такой популярности – высокая точность показаний. Не малое значение имеет способность обнаружения внутренних изъянов. При грамотном подходе, методика с успехом может применяться почти во всех сферах промышленного производства и в строительстве, к примеру, при:

• монтаже безопорных перекрытий или несущих конструкций многоэтажных зданий;
• изготовлении корпусов судов не зависимо от конструктивных характеристик, их набора и обшивки;
• прокладывании трубопроводов, для перекачивания разных марок топлива или воды, жидкой пищевой продукции или ядовитых химикатов;
• изготовлении деталей ракет и самолётов, подвергающихся огромным нагрузкам;
• проверке путепроводов, мостов и металлических конструкций, находящихся в длительном использовании;
• исследованиях коррозии;
• проверке состояния сварочных соединений оружейных деталей;
• изготовлении медицинского оборудования высокой точности.

Во всех перечисленных вариантах допускается использование радиографического метода контроля.