24artstroy.ru

Строительный журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Радиографический контроль сварных соединений

Радиографический контроль сварных соединений

При соединении металлов с помощью сварки у неопытных мастеров могут возникнуть трудности. В частности, они могут просто не увидеть всех дефектов сварного шва, которые образовались из-за ошибок сварщика. Визуального контроля недостаточно, чтобы выявить скрытые недочеты. И если в условиях домашней сварки это не критично, то на крупном производстве бракованные изделия лишают прибыли.

Существует множество видов контроля сварных швов. От визуального, когда сварщик просто осматривает шов на предмет видимых дефектов, до передовых способов, для которых необходимо специальное оборудование. Об одном из таких способов мы и хотим вам рассказать. В этой статье вы узнаете, что такое радиографический контроль сварных соединений и какова его методика.

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.

Сущность и особенности неразрушающего контроля сварки рентгеном

С помощью такого метода контроля можно выявить такие дефекты в сварных соединениях, как поры, раковины, сварные трещины, непровары, неметаллические включения в металле.

Контроль сварного шва рентгеном происходит по следующей схеме: поток рентгеновского излучения направляется на проверяемое соединение, а с обратной стороны соединения помещают фотобумагу, рентгеновскую бумагу, или же специальную плёнку, чувствительную к лучам рентгена.

Различные сварные дефекты хуже поглощают лучи, чем однородный металл и на плёнке они проявятся в виде светлых пятен. По их очертаниям и величине можно судить о форме и размерах сварных дефектов. Максимально возможная толщина сварного соединения, которое можно проконтролировать рентгеном, составляет 100мм.

Схема просвечивания сварного шва рентгеновскими лучами

Схема контроля рентгеном сварного соединения представлена на рисунке слева, где позициями обозначены:

1 — рентгеновская трубка; 2 — проверяемое сварное соединение; 3 — фотоплёнка (или рентгеновская бумага).

Эффективность радиографического контроля

Радиографический контроль позволяет эффективно обнаруживать внутренние дефекты в сварных соединениях: различные виды сварочных трещин, непровары, раковины и скопления пор, шлаковых и неметаллических включений, скопления тугоплавких металлов, например, вольфрама.

При радиографическом контроле невозможно обнаружить нарушения сварного шва, размер которых меньше удвоенной чувствительности контроля. Также не обнаруживаются непровары и трещины, направление которых совпадает с направлением просвечивания. Если изображения дефектов на полученных снимках совпадают с какими-либо другими изображениями (других предметов, острых углов или резких перепадов толщин металла), то такие дефекты также остаются «невидимыми» для дефектоскопа.

Чувствительность контроля радиографией

При радиографическом методе неразрушающего контроля его чувствительность выражается в процентах. Определить чувствительность контроля можно по следующему выражению:

Где m — наименьшая величина сварного дефекта, мм; s — толщина контролируемого сварного соединения, мм.

На показатель чувствительности радиографического контроля оказывают влияние следующие факторы:

1. Величина энергии прямого просвечивания
2. Толщина контролируемого сварного соединения и плотность металла
3. Место расположения дефекта в металле и форма дефекта
4. Геометрические размеры проверяемого соединения и его поверхность
5. Источник излучения и фокусное расстояние
6. Оптическая плотность, контраст снимка, качество плёнки или фотобумаги

В теории учесть совокупность всех эти факторов не представляется возможным, поэтому на практике чувствительность контроля устанавливают экспериментально. Она может быть определена как наименьший размер проволочного или канавочного эталона, проявляемого на снимке.

Дефектоскопия с помощью рентгеновского метода контроля

С помощью рентген контроля достоверно выявляются невидимые дефекты, с высокой точностью определяется их пространственное положение, производятся замеры, выявляется геометрическая форма.

Рентгенография информативно и достоверно позволяет выявить и охарактеризовать ряд неприемлемых дефектов сварки:

  • Холодные и горячие трещины. Холодные трещины возникают после затвердевания шва и зачастую невидимы человеческому глазу. Горячие трещины соответственно появляются до момента затвердевания шва;
  • Образование пор – самый часто встречающийся дефект сварки из-за плохо подготовленной поверхности, сквозняка в зоне сварки и др.;
  • Вкрапления инородных материалов, шлака;
  • Прожог шва – образование сквозных отверстий в шве;
  • Подрезы – дефект в виде канавки в основном металле по краю сварочного шва;
  • Наплывы – образовывается вследствие натекания присадочного материала на основной металл без образования сплавления между ними;
  • Непровары – возникают из-за недостатка сварочного тока, вследствие чего он не проникает глубоко в металл;
  • Рыхлые участки сварного шва.

Рентгенографический контроль

Рентгеновская пленка

Принадлежности и оборудование для рентгенографии

Денситометры

Импульсные рентгеновские аппараты

Негатоскопы

Проявочные машины

Рентгеновские аппараты постоянного действия

Рентгенографические кроулеры

Системы расшифровки и архивации рентгеновских снимков

Фотофонари

Досмотровая рентгеновская техника

Рентгенографический контроль относится к неразрушающим видам контроля, так как позволяет проводить диагностику и измерение интересующих характеристик исследуемого материала, не нарушая его целостности. Как и любой другой вид контроля, представленный тип наблюдения, имеет свои ярко выраженные особенности, достоинства и недостатки. Необходимо отметить, что рентгенографический контроль называют также рентгенографическим контролем сварных соединений . Принцип, лежащий в основе данного вида исследования материалов, основывается на том, насколько интенсивно они способны поглощать рентгеновские лучи. Известно, что при облучении материала контролируемого объекта данного типа лучами, степень прохождения их через разные участки изделия будет неодинаковой. В местах, где структура материала изменяется, что чаще всего может быть вызвано наличием разного рода дефектов, лучи испытывают частичное ослабление. Присутствие этого эффекта, вызванного наличием повреждений на материале объекта контроля, фиксируется в дальнейшем с помощью рентгеновской трубки.

Читать еще:  Как исправляются свищи в сварном шве?

Области использования

Данный вид контроля отличается высокой точностью проводимых измерений, позволяет обнаружить широкий спектр дефектов, включая трещины, поры, шлаки и многое другое. В связи с этим, рентгеновская дефектоскопия находит широкое применение во многих областях отечественной промышленности, на производстве, в медицине. Представленный тип наблюдения оказывается особенно эффективным при исследовании качества сварочных швов, так как позволяет с высокой степенью точности обнаружить имеющиеся непровары, трещины, посторонние включения в структуре сварочного соединения. При работе с приборами, предназначенными для проведения данного вида контроля, у оператора имеется возможность выявить практически все дефекты, которые могут оказать значительное влияние на качество объекта наблюдения в дальнейшем. Рентгенографический контроль по праву можно считать одним из самых точных и достоверных методов проведения современной диагностики широкого спектра объектов и конструкций. Отметим, что осуществление мероприятий по представленному виду контроля должно проходить в полном согласии с ГОСТ 7512-82.

Приборы, используемые для проведения рентгенографического контроля:

  • негатоскопы;
  • денситометры;
  • проявочные машины;
  • рентгенографические кроулеры;
  • рентгеновские трубки;
  • рентгенографические кроулеры;
  • рентгеновские аппараты (постоянного и импульсного действия);
  • рентгеновская пленка и хим.реактивы;
  • система автоматической расшифровки рентгеновских снимков;
  • комплексы электронной радиографии;
  • машины для сушки;
  • шкафы, предназначенные для хранения снимков;
  • кассеты, предназначенные для хранения рентгеновской пленки;
  • комплект мер оптической плотности;
  • знаки маркировки;
  • фотокюветы;
  • дозиметр;
  • радиометр;
  • универсальный радиографический шаблон (УШР);
  • держатели, выполненные из магнитного материала;
  • эталоны чувствительности.

Негатоскопы

Негатоскоп является наиболее широко известным прибором, относящимся к рентгенографическому контролю. Находит широкое применение в такой важной области, как медицина, так как позволяет просматривать различные радиографические снимки. Используя это устройство, у оператора имеется возможность проводить анализ не только сухих, он и мокрых снимков черно-белого цвета. В частности, в медицине негатоскопы широко используются для наблюдения и анализа различных рентгенограмм и термограмм.

Одним из важнейших элементов аппарата является экран, который светится в темноте. При возникновении необходимости просмотра радиографического снимка, его накладывают непосредственно на сам светящийся экран и анализируют полученное таким образом изображение. Можно отметить, что яркость экранов устройств обычно очень высока, что позволяет рассматривать изображения, имеющиеся на снимках, характеризующихся повышенной оптической плотностью. Не менее важными элементами, входящими в устройство негатоскопа, являются специальные люминесцентные лампы, а также пускорегулируюшая аппаратура. Располагаются такие приборы чаще всего на столе или же крепятся к стенам посредством крепежной арматуры.

В зависимости от модели, негатоскопы могут иметь как металлический, так и пластмассовый корпус, различаться размерами, уровнем свечения экрана, наличием или отсутствием возможности изменения яркости свечения, а также штор, предназначенных для диафрагмирования излучающих свет поверхностей. Отличительная особенность современных моделей негатоскопов заключается в том, что они выполняются с использованием новейших светодиодных технологий, что делает результаты, получаемые с их помощью, еще более качественными и точными. Также необходимо отметить, что в зависимости от выбранной модели, разные устройства характеризуются отличной тепловой температурой, которая также составляет немаловажную характеристику прибора.

Денситометры

Денситометры также относятся к приборам рентгенографического контроля и позволяют оценивать степень затемнения материалов фотографического типа. Уровень затемнения обычно соответствует такому параметру, как оптическая плотность. Вследствие этого, можно сказать, что денситометры фактически являются устройствами, предназначенными для количественного измерения величины оптической плотности различного рода материалов, использующихся в фотографическом деле. Кроме фотографии, такие устройства находят активное применение, например, на кинопроизводстве, а также в полиграфии. Например, используя денситометры, можно проводить диагностику световой чувствительности материалов, обнаруживать цветовые несоответствия оттиска тиража.

Также существуют некоторые разновидности приборов, которые нашли широкое распространение при проведении рентгеновской дефектоскопии. Они позволяют контролировать качество снимков, находить разного пода дефекты на них.

Денситометры используют для фиксирования количественной величины степени мутности специальных растворов — суспензий клеточного вида. Также такие приборы находят применение при возникновении задач, связанных с необходимостью оперативного проведения оценки концентрации клеток в ферментационных процессах. В качестве таких клеток могут выступать дрожжевые или бактериальные частицы. Помимо этого, при проведении опытных процессов, направленных на выявление степени чувствительности некоторых видов мельчайших организмов к антибиотикам, также обращаются к денситометрам. Эти же устройства используются при определении видов микроорганизмов, путем проведения их идентификации. Можно отметить, что такие эксперименты обычно осуществляются с использованием специальных тестовых систем.

Еще одной немаловажной отраслью, где находят активное применение денситометры, является химическая промышленность. Там с помощью таких приборов проводят мероприятия по наблюдению окрашенных растворов. В основе работы прибора данного вида контроля лежит фиксирование параметра оптической плотности и последующее представление полученного результата в специальных единицах – Мак-Фарландах.

Читать еще:  Разновидности сварочных швов

Проявочные машины

Отличительной особенностью таких приборов, как проявочные машины, является, в первую очередь, их техническая сложность. С помощью таких устройств чаще всего осуществляют фотографическую и, одновременно с этим, химическую обработку материалов фотографического типа. В связи с этим, основной областью использования таких машин, является кинопроизводство. Для этой области характерна работа с большим количеством пленок, в частности кинопленок, обработка которых должна быть исключительно равномерной и высококачественной. Гарантировать отменную обработку кинопленок как раз могут такие устройства, как проявочные машины. Отметим, что в функции такого аппарата входит не только проявление, но множество других операций, результатом последовательного выполнения которых является готовое качественное изображение.

На сегодняшний день существует немало разновидностей проявочных машин. Различные типы аппаратов отличаются между собой по многим параметрам. Например, по функциональным возможностям, общей производительности, габаритам. Ведь понятно, что только лишь кинематографом области использования таких устройств не ограничиваются.

Проявочные машины находят широкое применение в фотографии, полиграфическом деле, рентгенографии. Так машины, предназначенные для работы с пленками и бумагой, называемые обычно фильм-процессорами, отличаются повышенной компактностью конструкции, которая, в отличие от своих крупногабаритных аналогов, нашедших широкое распространение в кинематографическом деле, не требует выделения отдельного помещения. Проявочные устройства такого типа должны подключаться к водопроводу и канализации, что обеспечит нормальное функционирование прибора. Большая часть машин, которые предназначены для обработки бумаги, могут быть подключены также к фотопринтеру. В таком случае они образуют единый аппарат, который носит название минилаб. В отдельных случаях такие установки могут размещаться даже на столе, если, например, формат материала, подлежащего обработке, не очень большой. К устройствам такого типа относятся, например, процессоры, предназначенные для обработки зубоврачебных пленок рентгеновского типа.

Рентгенографические кроулеры

Рентгенографический кроулер представляет собой установку комплексного типа, отличающуюся своей мобильностью и портативностью проводимых измерений. Применяется для проведения рентгенографической диагностики, а также контроля сварных соединений отдельных труб и трубопроводных систем. Преимуществом такого вида устройств является их независимость, возможность осуществления всех измерительных операций посредством дистанционного управления. При этом функционирование кроулера осуществляется без использования каких-либо шнуров, проводов и прочих вспомогательных средств подобного характера. Аппараты могут выполнять сразу несколько команд, включая команду снятия рентгеновского снимка, команду остановки и передвижения. Неоспоримым преимуществом работы такого устройства является то, что кроулеру достаточно зафиксировать всего одно панорамное изображение, в то время как при проведении контроля с помощью приборов, имеющих только внешний доступ к трубе, необходимо сделать не меньше трех снимков. Применение портативных передвижных кроулеров значительно ускорит процесс проводимого контроля и, вместе с тем, значительно повысит качественно полученных результатов. Помимо этого, существенно повысится и срок службы рентгеновской трубки при проведении работ с помощью такого аппарата. Это связано с тем, что в данном случае нет необходимости в ее периодической перестановке.

Рентгенографические аппараты

Такие виды установок, как рентгенографические аппараты, находят активное применение как при контроле качества сварных швов, так и в различных областях медицины. Самой важной частью рентгеновской установки является моноблок. Посредством имеющегося крепления, моноблок крепится так, чтобы было удобно получать как можно более полные, содержательные рентгенограммы. С помощью специального пульта, оператор может управлять установкой, контролировать ход измерительного процесса. Все аппараты такого типа можно условно разделить на стационарные и передвижные. Последние из них, называемые еще часто мобильными, широко используются, например, при возникновении необходимости сделать снимок больного, не способного к передвижению. В зависимости от вида аппарата, он может работать как от аккумуляторных батарей, так и от сети.

Полезные свойства дефектоскопии.

Чем выше плотность вещества и его атомный номер, тем ниже способность ионизирующего излучения проникать через контролируемое изделие.

Это позволяет выявлять в сварном соединении:

  • дефекты в виде пор;
  • шлаковых включений и включений вольфрама;
  • продольных и поперечных трещин;
  • подрезов, прожогов;
  • сплошного или прерывистого непровара, других дефектов.

Одним из серьезных недостатков радиационных методов контроля является ненадежное выявление микротрещин. Поэтому при контроле сварных изделий ответственного назначения радиационные методы сочетаются с другими методами неразрушающего контроля: ультразвуковым, магнитным, люминесцентным и пр.

радиационная дефектоскопия это прежде всего работа на объекте

Методика проведения радиографического контроля

Проверка проводится на подготовленных соединениях. Их предварительно очищают от окалины, плотных окислов, зачищают до металлического блеска. От качества подготовки поверхности во многом зависит точность полученных результатов.

Процесс радиографического контроля сварных швов состоит из нескольких этапов:

  1. прибор устанавливают так, чтобы с одной стороны проверяемой зоны находился излучатель, с другой – датчик (при использовании любых видов дефектоскопов проверяемый металл всегда находится между двумя частями приборов);
  2. на 10-20 минут включается электропитание, за это время пучок пронизывает сварной валик, поступает на датчик (дефектоскопы работают от сети или на аккумуляторах);
  3. датчик подает сигнал на преобразователь, в итоге получается картинка на пленке, пластинке или экране прибора (вид изображения зависит от марки используемого радиографического прибора для контроля сварных швов);
  4. цифровой аналоговый сигнал записывается в накопитель информации.

В течение небольшого промежутка времени контролер получает изображение. Он расшифровывает его, фиксирует обнаруженные дефекты в специальном журнале. Иногда контролер только делает снимки, расшифровывает их другой специалист.

Читать еще:  Сварка горизонтальных швов на вертикальной плоскости

Радиографический контроль сварных соединений

Радиографическое тестирование

В этом методе испытания сварного шва используются рентгеновские лучи, полученные с помощью рентгеновской трубки, или гамма-лучи, полученные с помощью радиоактивного изотопа. Основной принцип рентгенографического контроля сварных швов такой же, как и для медицинской рентгенографии. Проникающее излучение проходит через твердый объект, в данном случае сварной шов, а не часть человеческого тела, на фотопленку, в результате чего изображение внутренней структуры объекта осаждается на пленке. Количество энергии, поглощаемой объектом, зависит от его толщины и плотности. Энергия, не поглощенная объектом, приведет к облучению рентгеновской пленки.

Эти области будут темными, когда снимок проявится. Области рентгеновской пленки, подверженные меньшему количеству энергии, остаются светлее.

Радиографический контроль сварных швов

Радиографический контроль сварных соединений: Поэтому области объекта, где толщина была изменена из-за неоднородностей, таких как пористость или трещины, будет отображаться как темные очертания на пленке.

Радиографический контроль сварных соединений: Включения низкой плотности, такие как шлак, будут отображаться в виде темных областей на пленке, в то время как включения высокой плотности, такие как вольфрам, будут отображаться в виде светлых областей.

Радиографическое тестирование может обеспечить хорошее качество сварного шва, которую относительно легко интерпретировать обученному и подготовленному персоналу.

Этот метод тестирования обычно подходит, когда есть доступ к обеим сторонам сварного соединения (за исключением техник снятия снимков с двойной стенкой, используемых на некоторых работах по трубопроводу).

Важно: Хотя это медленный и дорогой метод неразрушающего контроля, он является качественным методом для определения пористости, включений, трещин и пустот внутри сварных швов.

Крайне важно, чтобы квалифицированный персонал проводил рентгенографическую интерпретацию, поскольку неверная интерпретация рентгенограмм может быть дорогостоящей и серьезно мешать производительности.

Важно: Существуют очевидные проблемы безопасности при проведении рентгенографических испытаний.

Рентгеновское и гамма-излучение невидимо невооруженным глазом и может иметь серьезные последствия для здоровья и безопасности.

Ультразвуковой контроль:

Ультразвуковой контроль – этот метод испытаний использует механические колебания, похожие на звуковые волны, но более высокой частоты. Луч ультразвуковой энергии направляется в испытуемый объект. Этот луч проходит через объект с незначительными потерями, за исключением случаев, когда он перехватывается и отражается от разрывов в объекте.

Используется метод отражения ультразвукового контактного импульса. В этой системе используется преобразователь, который превращает электрическую энергию в механическую. Преобразователь возбуждается высокочастотным напряжением, которое вызывает механическое колебание кристалла. Кристаллический зонд становится источником ультразвуковых механических колебаний.

Эти вибрации передаются в испытательный образец через жидкость для сцепления, обычно масляную пленку, называемую соединением. Когда импульс ультразвуковых волн ударяется о разрыв в испытательном образце, то это заставляет его отрезаться назад к своей точке происхождения. Таким образом, энергия возвращается к преобразователю (зонду). Теперь преобразователь служит приемником отраженной энергии.

Начальный сигнал или основной удар, возвращенные эхо-сигналы от неоднородностей и эхо-сигналы на задней поверхности испытательного образца – все это отображается на экране.

Обнаружение, определение местоположения и оценка неоднородностей становятся возможными, потому что скорость звука в данном материале почти постоянна, что делает возможным измерить и расстояние. А относительная амплитуда отраженного импульса более или менее пропорциональна размеру обнаруженного дефекта. Всё это и отражается на экране прибора.

Одной из наиболее полезных характеристик ультразвукового контроля является его способность определять точное положение разрыва в сварном шве.

Этот метод тестирования требует высокого уровня подготовки и компетентности оператора и зависит от назначения и применения подходящих процедур тестирования. Этот метод тестирования может быть использован для черных и цветных материалов, его возможно применять для тестирования толстых сечений, доступных только, с одной стороны.

Ультразвуковой контроль может хорошо обнаруживать тонкие трещины и более явные дефекты, которые могут быть не так легко обнаружены при радиографическом тестировании.

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.

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.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector