Рентгеновский контроль сварных соединений

Радиографический контроль сварных соединений

Содержание:

  1. Область применения
  2. Принцип работы
  3. Подготовка к контролю
  4. Методика процесса
  5. Расшифровка
  6. Преимущества
  7. Безопасность
  8. Интересное видео

Возможностью применять радиографический метод контроля сварных соединений мы обязаны немецкому физику Вильгельму Рентгену. В 1895 году он открыл электромагнитное излучение на коротких волнах. Эти лучи были названы в честь него рентгеновскими.

Первое широкое применение рентгеновские лучи нашли в медицине. Метод позволил спасти много человеческих жизней. В свою очередь, рентгеновский контроль сварных соединений помогает спасти сварные швы от образовавшихся в процессе сварки дефектов. Метод рентгеновской дефектоскопии позволяет обнаружить в сварных соединениях трещины, раковины, пустоты, полости, инородные включения.

Радиографический контроль сварных соединений это — это метод контроля, позволяющий обнаружить имеющиеся внутри сварных швов погрешности, основанный на изменении характеристик рентгеновских лучей при столкновении с ними. Такой контроль возможен благодаря способности этих волн проникать вглубь металла достаточно глубоко. Контроль этим методом проводится согласно ГОСТу 75-12, в котором перечислены все контролируемые этим способом дефекты.

Область применения

После окончания процесса сваривания и остывания конструкции необходимо оценить качество работы и при обнаружении недостатков принять меры. Контроль начинается с визуального осмотра. При наличии дефектов, имеющихся внутри шва необходимо прибегнуть к другим методам поиска. Они должны относиться к категории неразрушаемых. Не все обладают необходимой точностью. Рентгенография сварных соединений является одним из неразрушаемых способов, дающим точную информацию о состоянии внутри сварного шва.

В дефектоскопии используется возможность рентгеновских лучей проникнуть вглубь на значительное расстояние благодаря тому, что их длина волны является небольшой. При сварке могут возникнуть ситуации, когда выбран неправильный режим или в сварочную ванну попали посторонние предметы. Образование невидимого брака понизит прочность и надежность всей конструкции, которая сможет выдержать меньшие нагрузки, чем планировалось.

Радиографический контроль сварных швов требует наличия специального оборудования. Затраты на него целесообразны в тех случаях, когда требования к характеристикам соединений высокие. Другой вариант — контроль конструкций, где другие методы применять затруднительно или невозможно. Примером может служить рентгенографический контроль сварных соединений трубопроводов.

Существуют лаборатории, специализирующиеся на контроле сварных соединений, где имеется все необходимое оборудование, и работают грамотные профессионалы. При желании контроль можно провести самостоятельно, овладев необходимыми навыками. Имеется возможность взять для этого прибор в аренду. Большой популярностью пользуются портативные аппараты. Они применяются как для контроля трубопроводов, так и для профильных и листовых соединений. Стационарные аппараты могут быть спроектированы индивидуально для решения конкретных задач.

Радиографический контроль сварных соединений трубопроводов проводится согласно отраслевому нормативному документу ОСТ 36-59, где указаны все требования к свариванию этих конструкций. В нем, в частности, сказано, что все данные по проведенному контролю заносятся в специальный журнал и хранятся в течение 10 лет после начала эксплуатации объекта.

Принцип работы

Рентгенография основана на свойстве лучей проникать внутрь материалов, в том числе металлов. Эта способность понижается с увеличением плотности металла и увеличивается с понижением плотности. Поскольку в местах с пустотами и трещинами плотность становится меньше, это сразу регистрируется прибором. При отсутствии дефектов структура металла остается стабильно плотной, и рентгеновские лучи поглотятся материалом. Чем выше плотность, тем степень поглощения будет выше.

Основным элементом аппарата для рентгеноскопии сварных швов служит излучатель, представляющий собой рентгеновские трубки. Его функция — генерировать лучи и выпускать их. Конструктивно излучатель представляет вакуумный сосуд. В нем имеются анод и катод, между которыми образуется электрический потенциал. При сильном ускорении электронов появляются рентгеновские лучи, и задается направление их выхода.

Лучи, прошедшие сквозь металл, падают на специальную светочувствительную пленку. На ней остается отпечаток, по которому можно судить, что находится внутри материала. Полную картину покажет расшифровка рентгеновских снимков сварных соединений. При желании или необходимости получать сведения постоянно, используют сцинтилляторы. Это дает возможность выводить изображение на монитор.

Имеется возможность сделать фотографии, получив рентгенограмму. На рентгенограмме будет иметься негативное изображение соединения. При наличии включений или, наоборот, пустот появятся их очертания другого цвета. Полученную рентгенограмму следует сравнить с типовой рентгенограммой для этого типа свариваемых деталей. Метод позволяет точно и оперативно оценить состояние сварного шва.

Подготовка к контролю

Перед началом процесса следует произвести подготовительные операции. Части будущего соединения внимательно осматривают. При наличии на них загрязнений и шлаков необходимо тщательно их очистить и обезжирить растворителем или спиртом. Это делается для того, чтобы наружные дефекты при просвечивании не вносили искажение в окончательный результат.

Пленки заряжают в соответствующие кассеты. Все соединения разделяют на отдельные интервалы и маркируют их. Это делается для того, чтобы можно было точно определить, какой снимок относиться к конкретному участку свариваемого шва. В том же порядке маркируют кассеты и пленки. Если шов имеет большую протяженность, возможен выборочный рентген-контроль сварных швов.

Также необходимо подготовить оборудование, предназначенное для радиографии сварных швов. Вначале необходимо выбрать подходящий источник излучения. Критериями являются чувствительность, толщина металла и его плотность, конфигурация деталей, требуемая производительность. К примеру, для радиографического контроля сварных соединений, где возможны дефекты, имеющие большой размер, подходят изотопы, обладающие высокой энергией. Это обеспечит небольшое время просвечивания. Выбор пленки обусловлен толщиной металла и его плотностью. На приборах выставляют оптимальные режимы.

Методика процесса

Рентгенография сварных швов проходит несколько этапов:

  1. Выбрать источник излучения.
  2. Выбрать подходящий тип пленки.
  3. Установить на оборудовании оптимальные режимы.
  4. Поместить аппарат внутри изделия или снаружи и включить его.
  5. Начать просвечивание сварного шва.
  6. Вынуть пленку и проявить ее.
  7. Произвести расшифровку.
  8. Занести результаты в журнал установленной формы.

Выбранную кассету закрепляют на изделии. Для получения хорошей резкости изображения и определения достоверного размера дефекта на приборе следует установить эталон чувствительности. Эталон должен быть изготовлен из материала, характеристики которого приближены к характеристикам свариваемого металла.

В ГОСТе 7512 указаны три предпочтительных типов эталонов, применяемых для рентгена сварных швов:

  1. Канавочные. Пластина, имеющая шесть канавок. Ширина у них одинаковая, а глубина разная.
  2. Проволочные. Имеет семь проволок.
  3. Пластинчатые. Пластина, имеющая отверстия нужных форм и размеров.

Проверяемые изделия можно разместить по отношению к аппарату двумя способами. Если они небольшие и могут поместиться в помещении, соединения помещаются внутри стационарного аппарата. При выездном контроле применяют компактные модели оборудования и устанавливают их на изделие.

Чтобы осуществить рентгенографический контроль сварных соединений шов следует размещать строго между излучателем и светочувствительной пленкой. После включения излучателя рентгеновские лучи начнут проходить через металл и попадать на пленку. Через несколько секунд снимок будет готов. Аппарат выключают. Кассету с пленкой вынимают и отдают для обработки и расшифровывания. После того, как будет понятно, что результат получен, аппарат можно снять с изделия или извлечь из него. Иначе, необходимо сделать повторный контроль.

Расшифровка

Расшифровку рентгенограмм осуществляют в затененном помещении на негатоскопе. Он представляет собой устройство, назначением которого является просмотр на просвет радиографических снимков, в том числе рентгенограмм. В негатоскопе предусмотрена возможность регулировки яркости освещения. При слишком большом его значении мелкие дефекты могут быть пропущены.

После расшифровки составляется заключение. Перед тем, как прибегнуть к этому методу, необходимо узнать, какие дефекты сварного шва выявляются с помощью радиографического контроля. К ним относятся:

  • подрезы;
  • непровары;
  • трещины;
  • поры;
  • инородные включения;
  • шлаки.

Помимо этого, можно оценить величину вогнутости и выпуклости в местах, где визуальный осмотр невозможен. При записи результатов используются сокращения. Так, «Т» означает трещину, «Н» — непровар, «П» — пору, «Ш» — шлак, «В» — включение вольфрама, Пдр» — подрез. Рядом с буквами ставят размеры дефекта. Учитывается также характер распределения.

По этому признаку недостатки делятся на группы:

  1. Отдельные.
  2. Цепочки. На одной линии более трех дефектов.
  3. Скопления. Расположение в одном месте не менее трех дефектов.

Размер дефекта обозначается в миллиметрах.

Преимущества

К достоинствам метода относятся:

  • достоверность;
  • быстрота контроля;
  • определение места расположения;
  • оценка размера;
  • выявление скрытых недостатков;
  • широкая область применения.

К недостаткам относится высокая цена оборудования, и необходимость изучения правил его использования.

Безопасность

При всех своих достоинствах метод является потенциально опасным для здоровья. Поэтому необходимо выполнять экранирование прибора. Контролер не должен находиться без необходимости в зоне облучения. Доступ туда посторонним лицам должен быть запрещен. Для этого следует вывесить предупреждающие знаки.

При работе в помещении его стены надо покрыть экранирующими пластинами. Контролер должен быть обеспечен комплектом защитной одежды. Перед началом процесса необходимо проверить исправность оборудования.

Интересное видео

Рентгенографический контроль сварных соединений

Автор: Игорь

Дата: 17.10.2016

  • Статья
  • Фото
  • Видео

Во время соединения металлических деталей с помощью сварки может возникнуть ситуация, которая затруднит образование нормального однородного шва. Когда в сварочную ванну попадают посторонние предметы или элементы, а также выбран неправильный режим сваривания, то вполне возможно образование брака. Это приводит к тому, что шов будет иметь более низкое качество и сможет выдержать меньшее количество нагрузок, чем предполагалось. Далеко не все виды дефектов можно увидеть сразу, так как зачастую они имеют скрытый характер. В особенности это относится к мелким трещинам и порам. Требования к сварным соединениям здесь могут быть очень высокими, так что любой недочет может привести к серьезным последствиям.

Рентгенографический контроль сварных соединений

Рентгенографический метод контроля сварных соединений это один из самых достоверных способов. Данный метод особенно популярен при проверке соединений технологических трубопроводов, различного ответственного оборудования, металлических конструкций и прочих материалов, применяющихся в самых разнообразных отраслях. Чаще всего высокие нагрузки встречаются в строительстве. Рентген контроль сварных соединений проводится по ГОСТ 7512-86.

Читайте также  Как сваривать нержавейку электродом?

Данный принцип основан на поглощении лучей плотными средами. Чем более плотная структура, тем меньше лучей пройдет наружу. Если внутри шва есть трещины, раковины, поры и прочие полые дефекты, то количество прохождения лучей здесь будет значительно большим. Регистрирующее устройство сможет выявить наличие дефекта, его размер, место расположения и другие особенности. Такими качествами не обладает ни один другой метод. Рентгеновский контроль сварных соединений является детальным показателем состояния локальных участков металлоконструкций

Свойства рентгеновских лучей

Лучи могут проходить через плотные непрозрачные тела, но чем выше плотность этих тел, тем ниже пропускание лучей. Проходимость зависит и от длины лучей. При большой длине им сложнее пройти сквозь плотные поверхности. Во время прохождения лучи поглощаются той поверхностью, с которой соприкасаются. Чем выше плотность, тем больше поглощение.

Принцип рентгенографическогой контроля сварных швов

Некоторые химические вещества при контакте с излучением получают видимое свечение. После окончания воздействия свечение прекращается, но некоторые вещества сохраняют заряд свечения еще на некоторое время. Это свойство является основой для создания рентгеновских снимков в данном методе. Воздействие лучей на светочувствительную часть фотопластинок создает изображение внутреннего состояния шва.

При воздействии лучей на клетки организма они производят определенные воздействия, которые зависят от типа ткани и интенсивности полученной дозы. Это может использоваться в медицине, но также имеет и обратный эффект, который проявляется в лучевой болезни.

Лучи могут ионизировать воздух, расщепляя составные части воздушной массы на отдельные частицы, имеющие электрический заряд. Из-за этого воздух может проводить электричество.

Преимущества

  • Рентгенографический контроль сварных соединений трубопроводов является одним из самых точных и надежных методов дефектоскопии;
  • Можно увидеть скрытые дефекты;
  • Возможно определение абсолютных и относительных размеров бракованного места;
  • Скорость проведения процедур достаточно высокая.

Недостатки

  • Эффективность метода зависит от правильности установки параметров;
  • Оборудование для его проведения имеет высокую стоимость;
  • Здесь нужно использовать особую пленку для фиксации результата;
  • Это опасный для здоровья метод дефектоскопии сварных швов.

Устройство и принцип работы оборудования

Излучающий элемент представлен в виде вакуумного сосуда, в котором находится три электрода: анод, накал катода и катод. Сами рентгеновские лучи возникают тога, когда заряженные частицы получают сильное ускорение. Это может случиться и при высокоэнергетическом переходе, что происходит в оболочке атомов. Рентгенографические трубки используют оба этих варианта. Основным конструктивным элементом устройства выступает анод и катод.

Устройство для рентгенографическогой контроля сварных соединений

Электроны, которые испускаются катодом получают ускорение от различных электрических потенциалов, находящихся в области между анодом и катодом. В это время рентгеновские лучи еще не испускаются, по причине малого своего количества. Они ударяются об анод, после чего происходит их резкое торможение. За счет этого происходит генерация лучей в рентгеновском диапазоне. В это же время из внутренних оболочек атомов анода выбиваются электроны. На места выбитых частиц становятся другие электроны. Выпускаемое излучение приобретает характерные черты, которыми обладает материал анода.

Когда лучи уже вышли, то они передвигаются в соответствии с заданным направлением сквозь выбранный участок шва. Затем они сталкиваются с плотной поверхностью и часть остается в металле. Остальные частицы, которым удалось прорваться, попадают на пленку. Там отображается интенсивность излучения в каждом отдельном месте. При наличии пустых мест в структуре наплавленного металла, количество лучей становится большим. Таким образом можно выявить где находится тот или иной дефект, а также какой он формы и размера.

Методика проведения контроля

Методика проведения рентгенографического контроля сварных соединений очень схожа с радиографическим контролем. Первым делом происходит настройка аппаратуры под определенную плотность металла, чтобы излучение смогло пройти сквозь его поверхность. Затем происходит подготовка сделанного шва к контролю. Для этого с него оббивают шлак, обрабатывают до требуемой высоты валика и зачищают саму поверхность.

После этого изделие перемещается в аппарат на то место, где будет происходить выпуск лучей. Оно должно находиться между излучателей и фотопленкой. Затем включается аппарат и лучи моментально проникают сквозь сварной шов, попадая в итоге на пленку. На ней отображаются все неровности интенсивности, которые показывают наличие дефектов.

Данный процесс может оказать вред здоровью, так что необходимо соблюдать все правила техники безопасности.»

Меры по технике безопасности

Чтобы сохранить свое здоровье при частом проведении подобных процедур, следует придерживаться ряда предписанных требований. В первую очередь, устройство должно быть экранировано, чтобы излучение не распространялось по всему помещению, а действовало только в строго направленное место. Для экранирования зачастую используют металлические пластины. Они же могут пригодиться для обустройства стен помещения, которые также должны быть ограждением для распространения излучения.

Во время работы следует держаться как можно дальше от излучателя, насколько это возможно. Также стоит уменьшить время пребывания в помещении во время работы техники. В данном месте не должно быть ни каких посторонних людей. Все работники должны иметь средства индивидуальной защиты.

Все работы должны проводиться только при условии, что техника исправна и правильно настроена. Стоит понимать, что минимальной дозы излучения сложно избежать, но она со временем накапливается, если процедуры проводятся часто и это может вызвать серьезные осложнения, перерастающие в хроническую профессиональную болезнь. Исходя из этого, необходимо следить за тем, какую дозу человек получает за один проход действия аппарата. Для этого используются специальные дозиметры. Также нужно обратить внимание на ионизацию воздуха в помещении, так как при сильно высоком ее уровне может случиться электрический разряд, потому что воздушная масса перестанет быть диэлектриком.

Радиографический контроль: увидеть объект насквозь

Для выявления подповерхностных дефектов радиографический контроль сварных соединений (РК, РГК) был и остаётся одним из наиболее надёжных и достоверных видов НК. Метод «эксплуатирует» проникающую способность рентгеновских лучей. Они по-разному поглощаются металлом и внутренними дефектами, и это отчётливо видно на рентгеновских снимках. По результатам их расшифровки стык можно смело признать годным либо забраковать.

Метод используется для наиболее ответственных объектов, включая магистральные и технологические нефте- и газопроводы, РВС, всевозможные сосуды, работающие под давлением, трубопроводную арматуру и пр. Рентген активно применяется в заводских лабораториях и службах ОТК на предприятиях по производству оборудования для атомных электростанций – насосов, корпусов и теплообменников парогенераторов, котлов и т.д. Метод успешно практикуется и в авиакосмической отрасли – для обследования ответственных деталей из композитов.

Технология проведения рентгеновского контроля сварных швов

Сильные и слабые стороны рентген-контроля сварных швов

Однако при всех своих достоинствах радиографический контроль сварных соединений не идеален. Прежде всего, согласно ГОСТ 7512, данный способ не предназначен для выявления:

  • несплошностей и включений, размер которых в направлении просвечивания меньше, чем удвоенная чувствительность контроля;
  • непроваров и трещин с плоскостью раскрытия, отличающейся от направления просвечивания. При этом величина их раскрытия ниже, чем нормированное значение. Для каждой радиационной толщины оно своё – и может составлять 0,1–0,5 мм;
  • любых несплошностей и включений, изображение которых на снимке «накладывается» на изображение посторонних деталей либо места резкого изменения толщины металла.

На этом недостатки не заканчиваются. Рентген не совершенен ещё и потому, что:

  • основан на использовании рентгеновского излучения – опасного для человеческого здоровья и окружающей среды. Отчасти это проблема компенсируется дополнительными выплатами для персонала, ранним выходом на пенсию и прочими льготами. Во избежание несчастных случаев перед проведением РК рабочую зону огораживают при помощи ленты. Дополнительно используются сигнальные огни для предупреждения посторонних лиц;
  • связан с трудоёмкой фотохимической обработкой снимков. Этот пункт актуален только для традиционного радиографического контроля, построенного на плёночных технологиях. В цифровой радиографии всё проще и быстрее. Но этот способ пока только набирает популярность. ГОСТ Р 50.05.07-2018, например, строго предписывает использование плёнок. А это значит, что нужно разбираться в проявке, знать и соблюдать правила работы с реактивами, решать проблему утилизации отходов и т.д. Всё это создаёт дополнительные требования к персоналу;
  • требует оформления лицензии на работу с ИИИ, санитарно-эпидемиологического заключения и иных разрешительных документов;
  • предполагает существенные затраты. Стоимость рентген-аппаратов достигает несколько миллионов рублей, не говоря о дополнительном оборудовании и постоянной потребности в расходниках (об этом ниже). Правда, цифры здесь относительны, так как проведение РК позволяет избежать по-настоящему страшных аварий, ущерб от которых нельзя оценить никакими деньгами. Как пример – просвечивание швов обечайки реакторной установки на АЭС.

Оборудование и материалы для рентгеновского контроля сварных соединений

Традиционный радиографический метод контроля сварных соединений нуждается и в большом количестве расходных материалов. К таковым относятся форматные и рулонные рентгеновские плёнки, реагенты (проявитель, фиксаж, стартер, концентраты для очистки проявочной техники), флюоресцентные и свинцовые усиливающие экраны. Резку плёнок осуществляют при помощи специальных резаков. От качества расходников и умения работать с ними напрямую зависит качество рентгенограмм и контроля в целом. Первое, на что обращают внимание технадзоры при ознакомлении со снимками в лаборатории, – это оптическая плотность изображения, правильность установки эталонов чувствительности, маркировки, отсутствие вуали и иных «артефактов» на изображении. Снимок считается документом, и это одно из важных преимуществ радиационных методов дефектоскопии. Поэтому и отношение к нему надлежащее: несоответствие карте контроля и НТД служит основанием для пересвета. В общем, правильный выбор плёночных систем и реактивов – это отдельная большая тема. По этой причине большинство дефектоскопистов РГК предпочитают работать с материалами какой-то одной марки. В России чаще всего применяют продукцию AGFA, иногда – Kodak, Fujifilm и «Тасму».

Отдельную категорию принадлежностей составляют аксессуары, задача которых в том, чтобы упростить расшифровку и сделать её более точной. Так, в лабораториях РГК очень востребованы:

  • трафареты (мерные шаблоны). Это прозрачные плёнки, на которые нанесены линейки и прочая вспомогательная разметка. С такими трафаретами намного легче измерять выявленные трещины, поры и другие дефекты;
  • меры оптической плотности. Представляют собой фрагменты рентгеновской плёнки различной оптической плотности. Используются для настройки денситометра и визуального сравнения с имеющимся снимком;
  • универсальные шаблоны радиографа. Более «продвинутая» версия трафаретов с дополнительными разметками, маркерами и иными вспомогательными изображениями. При наличии УШР гораздо проще определять вид дефектов, их диаметр, протяжённость, глубину и др.
Читайте также  Контактная сварка из микроволновки своими руками

Обучение и аттестация специалистов радиографического контроля

Проводить радиографический контроль сварных швов с оформлением заключений могут только аттестованные лаборатории аттестованные и/или сертифицированные специалисты по СДАНК-02-2021 или СНК ОПО РОНКТД-02-2021 (в зависимости от того, в какой Системе НК нужно подтвердить компетенцию, чтобы зайти на объект заказчика). Для аттестации на I и II уровень необходимо иметь среднее или высшее техническое образование какого-либо инженерного вуза либо университета. Дополнительно нужно пройти специализированные курсы по программе, согласованной с Независимым органом по аттестации персонала. Для кандидатов на присвоение II квалификационного уровня вместо этого могут зачесть опыт работы по НК с составлением методических документов.

Подготовка соискателей для допуска к квалификационным экзаменам по радиографическому контролю должна занимать не менее 40 (для I уровня) или 80 (для II уровня) часов. Производственный опыт для II квалификационного уровня должен быть не менее 12 месяцев (для аттестации в Единой системе оценки соответствия).

Что касается III уровня, то для его получения кандидату желательно иметь II уровень. В этом случае для аттестации в ЕС ОС требуется подтвердить 18 месяцев производственного стажа.

Рентгенографический контроль

Являясь фактически одной из разновидностей радиографического контроля, этот метод не требует применения используемых в гамма-дефектоскопах радиоактивных изотопов. Источником излучения в этом случае являются рентгеновские лампы. Генерируемые лампой лучи проходят через обследуемый участок детали. При этом они интенсивнее поглощаются однородным металлом, а при прохождении сквозь пустоты, трещины или просто рыхлый металл, интенсивность поглощения снижается. Основываясь на этом эффекте, на различных светочувствительных материалах – бумаге, плёнке, пластиковых или стеклянных пластинах, получают изображение, где места дефекта выглядят более светлыми. Это позволяет зафиксировать результаты обследования документально. Если же применить специальный преобразователь излучения, то результаты дефектоскопии можно вывести на экран и, по полученному изображению, исследовать в реальном времени.

Возможности технологии

Используя рентгеновский контроль, удаётся с высокой степенью точности выявить:

  • Плохо проваренные места соединительных швов.
  • Трещины и каверны, причём даже те, которые находятся под поверхностью детали и не обнаруживаются другими методами дефектоскопии.
  • Включения инородных материалов – шлаков, окислов и т. п.

Также появляется возможность оценить вогнутость и выпуклость корня сварного шва.

Впрочем, с помощью прогрессивной технологии контроля удаётся обследовать не только детали, изготовленные из металла. Изменение интенсивности рентгеновского излучения регистрируется при его прохождении через минералы и полимеры, органические и неорганические вещества. Таким образом, значительно расширяется область применения рентгенографического контроля.

Достоинства и недостатки

Любым технологиям присущи как достоинства, так и недостатки. Именно они влияют на их развитие в первую очередь. Оценивая метод дефектоскопии, использующий рентгеновское излучение, к его достоинствам можно отнести:

  • Высокую точность получаемых данных. По этому параметру соперничать с рентгенографией очень трудно. Ведь с её помощью удаётся обнаружить не только дефекты микроскопического размера, но также определить форму и характер повреждения.
  • Возможность выявления скрытых дефектов, вне зависимости от глубины их расположения. При использовании большинства других способов контроля такая задача невыполнима.
  • Достаточно высокая скорость получения результатов, благодаря которой становится возможным использование технологии в массовом производстве и при изучении сварных швов большой суммарной протяжённости.

Что касается основных недостатков, то ими принято считать:

  • Значительную стоимость оборудования и сложность его обслуживания.
  • Опасность для здоровья, которую может представлять метод рентгеновского контроля при нарушении норм безопасности и неграмотном его использовании.
  • Необходимость в специальных расходных материалах для фиксации результатов.
  • Наличие способного работать на сложном оборудовании квалифицированного персонала, поскольку эффективность метода напрямую зависит от правильности его применения.
  • Влияние заданных параметров регулировки измерительной аппаратуры на точность результатов.

Как можно понять, недостатки являются хотя и сложными, но преодолимыми, а значит, не мешают внедрению рентгеновской дефектоскопии там, где в ней существует необходимость.

Как это работает

Очевидно, что для оценки возможностей технологии и особенностей её применения, желательно знать её основные принципы. В основе процесса – рентгеновское излучение, открытое ещё в 1895 году Вильгельмом Конрадом Рентгеном. Мог ли знать проводивший эксперименты знаменитый учёный, во скольких областях человеческой деятельности благодаря его открытию произойдут изменения?!

Во всех аппаратах, использующих описываемый принцип дефектоскопии, источником регистрируемого излучения служат рентгеновские трубки. Характеристики этих трубок влияют на возможности аппаратуры и результаты замеров. Максимальная толщина металла, которую способен просветить рентгеновский аппарат, напрямую зависит от излучения, жёсткость которого, в свою очередь, связана с параметрами подаваемого на трубку тока. По используемому напряжению оборудование делят на три основные группы.

  • Малого, в пределах от 60 до 120 кВ.
  • Среднего, от 200 до 400 кВ.
  • Высокого, от 1 до 2 МэВ, напряжения.

Если первые два типа удаётся сделать переносными, то последний может быть либо передвижным (установленным на самоходное или буксируемое шасси), либо стационарным.

Рентгеновские трубки высокого напряжения могут быть использованы для выявления дефектов в деталях, изготовленных из стали толщиной до 500 мм.

Благодаря особенностям конструкции рентгеновской трубки, предусмотрена возможность регулировки размеров фокусного пятна. Излучатель помещается внутрь специальной защитной капсулы, имеющей отверстие или прорезь, сквозь которые лучи направляют на исследуемый участок. В некоторых конструкциях аппаратов пятно фокусируется с помощью дополнительных линз.

Прошедшее сквозь материал излучение попадает на светочувствительный материал, оставляя на нём отпечаток, подобный тому, какие получаются при использовании технологии классической фотографии. В случаях, когда существует необходимость непрерывно получать данные в реальном времени, прибегают к использованию так называемых сцинтилляторов. Эти вещества обладают способностью преобразовывать невидимое жёсткое излучение в свет, видимый человеческому глазу, благодаря чему появляется возможность задействовать специальный преобразователь и вывести изображение на экран. Работающие по такому принципу установки иногда называют рентгенотелевизионными.

Некоторые особенности

В зависимости от устройства трубки аппараты делят на импульсные, в которых поток излучения выдаётся сжатыми порциями, и постоянного действия, где излучение идёт непрерывно. Ввиду того что при создании короткого импульса удаётся повысить пиковые значения излучателя без существенного увеличения его размеров и параметров напряжения, в последнее время именно таким аппаратам отдаётся предпочтение.

Важные моменты

В любом случае на конечные результаты проводимых замеров влияют несколько основных факторов.

  • Стабильность характеристик подаваемого напряжения.
  • Точные геометрические параметры контроля.
  • Регулировка размеров фокусного пятна.
  • Фокусное расстояние между дефектоскопируемым объектом и преобразователем излучения.

Согласно требованиям ГОСТ 7512-86, распространяющим своё действие на методы РК контроля, для каждого обследуемого изделия должна быть разработана технологическая карта. Это важно, поскольку свою эффективность рентгеновский контроль демонстрирует только при полном соблюдении всех нормативов.

Нужно обеспечить безопасность

На участке производства, где используется полезная, но всё же опасная технология, существует очевидная необходимость в строжайшем соблюдении норм техники безопасности. Ведь полученное даже в малых дозах, жёсткое излучение накапливается в организме и способно нанести непоправимый вред здоровью. Чтобы этого не случилось, следует выполнять следующие правила.

  • При проведении замеров недопустимо присутствие на участке работ посторонних лиц. Даже допуск людей к прошедшим дефектоскопию деталям на какое-то время следует ограничить.
  • Всё излучающее оборудование должно быть надёжно защищено специальными экранами. В качестве материала для таких экранов может быть использован свинец, или иные вещества, поглощающие жёсткое излучение.
  • Управляющий процессом оператор должен быть максимально удалён от излучателя, а его рабочее место также защищено поглощающими экранами.
  • При необходимости посещения зоны повышенной опасности сотрудники должны быть обеспечены надёжными средствами индивидуальной защиты. Время их пребывания рядом с излучателем следует свести к минимуму.

Недопустимо использование неисправных рентгенографических установок. Ремонт оборудования должен производиться только квалифицированными специалистами, имеющими соответствующий допуск. Совершенно очевидно, что применять технологию в домашних условиях не стоит.

Попытки изготовить оборудование самостоятельно, а тем более выполнить с его помощью необходимые замеры, почти наверняка приведут к тяжелейшим последствиям для здоровья оказавшихся рядом людей. К счастью, в этом нет необходимости. Промышленность выпускает в достаточном количестве эффективные и вполне надёжные приборы, способные обеспечить точный рентгенконтроль. Нужно лишь правильно выбрать устройство, возможности которого соответствуют намеченным задачам.

Где можно применить?

При правильном подходе и соблюдении всех требований, технология безопасна и весьма эффективна. Она постепенно вытесняет устаревшие методы и всё чаще рентгенографические установки можно встретить в самых разных местах.

  • На строительстве новых или обслуживании уже находившихся в эксплуатации трубопроводов. Ведь это один из самых удобных способов проверки надёжности сварных соединений и герметичности трасс, по которым перекачиваются различные химические вещества.
  • В местах возведения многоэтажных зданий, от прочности несущего каркаса которых будут зависеть жизни огромного количества людей. Чтобы исключить ненужные риски, стоит проверить качество сварных швов заблаговременно.
  • На судостроительных верфях, де строятся огромные грузовые суда или фешенебельные пассажирские лайнеры. Лишь надёжным сварным соединениям не страшны шторма.
  • В цехах, где собирают на стапелях самые современные самолёты, и даже ракеты. Подняться в небо или достигнуть звёзд они смогут лишь в том случае, если их сварные швы не имеют дефектов.
  • У сборочных конвейеров, с которых сходят новейшие модели автомобилей. Количество звёзд, заработанных на краш-тестах, зависит от многих факторов. В том числе и от хорошо выполненной дефектоскопии.
Читайте также  Полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа

Безусловно, это далеко не весь перечень возможностей рентгенографического контроля. Ведь подробное перечисление заняло бы не одну страницу. Вполне возможно, что именно сейчас кто-то придумал, как ещё можно использовать эту имеющую широкие возможности технологию.

Как и зачем проводят радиографический контроль сварных соединений, плюсы и минусы методики

Новички постоянно сталкиваются с проблемами во время соединения металлических деталей. Чаще всего сварщик не видит деформаций внутри шва, появляющихся из-за нарушения технологии соединения.

Внешний осмотр конструкции не поможет определить скрытые дефекты.

Для сварки в условиях дачи или дома — это не так катастрофично, но в цеху даже мелкие недостатки готового изделия могут не только уменьшить прибыль, но и угрожать безопасности при использовании конструкций.

Сварные швы контролируют разными методами. Элементарный — визуальный анализ швов на наличие заметных деформаций.

Также есть и сложные способы контроля — с применением специального оборудования. Один из этих методов — тема нашей статьи. Мы расскажем о радиографическом контроле швов: что это такое, как работает метод, и зачем его применяют.

  • Общая информация
  • Принцип работы
  • Особенности рентгеновских лучей
  • Достоинства и недостатки метода
  • Алгоритм контроля
  • Техника безопасности
  • Заключение

Общая информация

У радиографического метода контроля есть несколько названий. Его называют также рентгенографией, рентгеноскопией, рентгенографическим контролем. Он основан на использовании рентгеновского излучения.

На место соединения деталей устанавливают специальный рентген-аппарат. Он работает так же, как и аппарат для рентгена человеческих костей. Радиоизлучение проходит сквозь металл.

Если в шве есть трещины или поры, излучение без проблем выходит через них. Если соединение плотное, излучение «останется» внутри.

Принимающий прибор запечатляет то, где и как проходят лучи, и закрепляет это на снимке. С его помощью можно увидеть, какие дефекты образовались внутри шва, и где именно они находятся.

Контроль с использованием рентгеновского излучения — метод, который с большой точностью может выявить проблемные места соединений.

Способ радиографического контроля сварных соединений хорошо проявляет себя в проверке трубопроводных конструкций, металлических изделий с серьезными требованиями к качеству и крупногабаритных соединений. На стройплощадках радиография пользуется особым признанием мастеров.

Принцип работы

«Сердцевиной» рентген-аппарата можно назвать излучатель, генерирующий и выпускающий свободные частицы. Он состоит из вакуумного сосуда с анодом, катодом и его накалом.

Каждая деталь заряжена и по сути представляет собой электрод. Они направляют частицы, придавая им ускорение, тем самым создавая рентгеновский луч.

Для тех, кто хочет понимать процесс радиографического контроля сварных соединений в подробностях, мы расширим объяснение. Электроны, испускающиеся катодом, через потенциал электрического поля между положительным и отрицательным электродами набирают ускорение.

На этом этапе излучение уже появляется, но еще не обладает достаточной силой. Но лучи «врезаются» в анод и тормозятся, из-за чего образовываются еще больше.

Во время столкновения лучей с анодом, последний тоже отдает электроны. Вместе все эти частицы формируют целостное рентгеновское излучение.

Выходящие лучи направляются вакуумной трубкой и внешними деталями аппарата. Частицы попадают на металл, и, если он дефектный, то проходят через шов насквозь.

Если же соединение нормальное, лучи остаются внутри него. Но не все электроны «встраиваются» в металл. Те, что задерживаются на поверхности, служат основой рентгеновского снимка.

На нём можно определить, сколько лучей прошло через соединение. Если металл пронизан трещинами и сквозными порами, на снимке можно будет увидеть много прошедших лучей.

Так можно узнать не только о присутствии деформации, но и о её размере и размещении.

Особенности рентгеновских лучей

Для того, чтобы понимать принципы рентгенографического анализа, нужно учитывать характеристики излучения, из-за которых этот анализ и работает. Основное свойство луча — возможность проходить через материал, в том числе и металлы.

Если металл очень плотный, лучи будут проходить хуже, и наоборот: металл с низкой плотностью легко пропускает их. С радиографическим контролем качества это связано тем, что плотность низкая именно в месте дефекта.

Эти участки металла легко пропускают лучи. Последние запечатляются на приёмнике. Если же структурно соединение без «пробелов», то лучи будут не проходить, а поглощаться конструкцией. Степень поглощения излучения прямо пропорциональна плотности шва.

Со снимками тоже ничего сложного. Некоторые химические элементы встречаясь с рентгеновскими лучами испускают свечение. Часть фото пластины, которая чувствительна к свету, напыляется этими элементами.

Из-за их свойств и появляются снимки. Эти химические и физические основы позволяют использовать рентген для изучения как живого организма, так и сварных соединений.

Поговорим и о негативных нюансах. То, что большое количество излучения рентген-аппарата может навредить человеку, не выдумка. Рентгеновские лучи взаимодействуют с живыми тканями и клетками, постепенно меняя их структуру.

Если дозы облучения будут слишком большими, человек, который работает с ними, может получить лучевую болезнь. Предотвратить это можно только учитывая правила техники безопасности и руководство по применению радиографического аппарата.

Добавим, что воздух, которым мы дышим, может пропускать ток при наличии излучения. Рентгеновское излучение ионизирует атмосферные газы, разделяя их молекулы на положительно и отрицательно заряженные частицы.

Когда эти частицы перемещаются направлено, появляется электрический ток.

Достоинства и недостатки метода

Перечислим плюсы и минусы радиографического контроля сварных соединений.

  • Анализ качественных характеристик шва рентгеном точный и редко пропускает недочёты мимо себя
  • Метод помогает быстро найти дефекты даже на самом глубоком уровне соединения
  • Рентгеновский снимок показывает место, в котором есть дефект, и его приблизительный размер
  • На радиографический анализ уходит немного времени, а из средств нужен только рентген-аппарат
  • Контролировать качество можно у сложных конструкций с труднодоступными местами (например, трубопроводных систем)
  • То, насколько качественным будет анализ, зависит от того, как мастер настроит контролирующий аппарат
  • Малогабаритные модели рентген-аппаратов, которые чаще используют в строительстве, дорогие
  • Расходники для аппарата найти сложно, и стоят они, так же, как и само устройство, достаточно
  • Контроль качества с применением радиографического излучения опасен для здоровья

Алгоритм контроля

Технология контроля радиографией несложная и основами похожа на ту, что используют врачи рентген-кабинетов. Человек, который проводит анализ, настраивает аппаратуру в зависимости от плотности металла.

Раньше мы уже сказали о том, что итог зависит именно от того, насколько плотный металл.

Соединение нельзя проверять сразу после сварки. Перед контролем место шва нужно обработать. Также нужно убрать остатки шлака и очистить металл от лишнего. Если аппарат мобильный, его помещают на конструкцию.

Если же устройство закреплено в одном месте, соединение помещают внутрь.

Плёнку размещают с одной стороны шва, а излучатель — с другой. Затем радиографический аппарат включают, излучение идёт через конструкцию и запечатляется на плёнке.

На получившемся снимке просматриваются все деформации. После выключения аппарата нужно подождать примерно полминуты. Затем детали и рентгенограф разделяются, а получившиеся снимки анализируются специалистами или самим контролером.

Техника безопасности

Выше было упомянуто об опасности рентгеновского излучения для живых организмов. Даже одноразовое использование рентгенографа может повлиять на вас, поэтому не обращать внимания на правила безопасности не стоит.

Если у вас в планах частое использование радиографического излучения для анализа швов, то некоторые рекомендации для вас просто обязательны к запоминанию.

  1. Основное правило — экранизация рентген-аппарата. Установка экрана не позволит излучению выходить за границы области контроля. Для анализа сварочных швов в качестве экрана можно взять листы из металла. Если ваша работа проходит в закрытой комнате, то её стены желательно обложить экранными листами. С ними излучение будет менее вредным для других рабочих объекта или цеха.
  2. Не находитесь в месте рентгенографического контроля долго. При работе на открытом воздухе, во время анализа отходите от устройства на несколько метров. При работе в помещении старайтесь выходить за дверь, пока идёт излучение. Также используйте защитную униформу в виде маски, перчаток и отражающего костюма. Пока идёт анализ, мимо аппарата не должны ходить другие рабочие.
  3. Еще перед началом контроля вы должны быть уверены в исправности аппарата и правильности выставленных настроек. Часто эти два фактора при упущенной проверке становятся причиной несчастных случаев.
  4. Каждый следующий радиографический анализ контролируйте, какое количество лучей вы получаете на выходе. Лучи в небольших дозах безопасны, но могут «собираться» в организме, становясь основой заболеваний, связанных радиацией. Дозировка, которую вы получили во время одного контроля, должна выйти из организма до следующего. Для того, чтобы вы могли следить за этим, есть специальные дозиметры.
  5. Смотрите за тем, насколько ионизирован воздух. Мы упоминали, что увеличение степени ионизации делает воздух хорошим проводником электрического тока. Это в большей степени опасно, если помещение закрыто.

Заключение

Это основы, которые нужно знать о методе радиографического анализа сварных соединений. Использование излучения помогает найти дефекты даже в самых глубоких слоях шва.

В производственных цехах используют стационарные модели рентген-аппаратов, на выездных работах — более компактные. Но в обоих случаях эффективность этой технологии на уровне.

Чтобы понимать характеристики дефектов на снимках, нужно практиковаться. Но эта практика подарит вам полезные навыки в точном поиске трещин и других недочётов сварного соединения, которое на вид может казаться целостным.

Если вы пользовались рентгенографией, можете поделиться своим опытом с новичками в комментариях. Желаем удачи!

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: