Радиография сварных соединений относится к методам неразрушающего контроля. Радиографический контроль предназначен для обнаружения в сварных соединениях:
- непроваров;
- трещин;
- различных включений;
- пор.
Метод также используется для оценки величины вогнутости и выпуклости корня шва, выявления подрезов, прожогов, недосягаемых для визуального осмотра.
Суть метода
Способ радиографии заключается в получении теневого изображения сварного соединения его просвечиванием рентгеновским или гамма-излучением. Цель – исследование внутренней структуры объекта контроля.
Особые свойства рентгеновского и гамма-излучения связаны с их разным поглощением и проникновением при прохождении через различные среды в зависимости от вида материала, его толщины и энергии излучения. Эти свойства используются при дефектоскопии сварных изделий.
Суть метода радиографии состоит в явлении почернения эмульсии рентгеновской пленки, вызванном свойством излучения, имеющего электромагнитную природу. Степень почернения того или иного участка пленки после ее фотообработки зависит от числа фотонов, которое обусловлено ослабляющей способностью просвечиваемого образца.
Радиографические снимки, полученные в результате радиографии, в зависимости от способа просвечивания называются:
- рентгенограммой (рентгеновское излучение);
- гаммаграммой (гамма-излучение).
Теневая картина, видимая на снимке, является распределением ослабляющей способности соединения, подвергаемого просвечиванию.
Преимущества метода:
- высокая чувствительность, позволяющая обнаружить мелкие дефекты;
- объективность полученных результатов;
- возможность определения глубины залегания дефекта и его линейных размеров.
Недостатки:
- невысокая производительность контроля;
- большой расход реактивов и пленки.
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ РАДИОГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
5.1. Расстояние от источника излучения до ближайшего к источнику поверхности контролируемого участка сварного соединения (при просвечивании сварных соединений цилиндрических и сферических пустотелых изделий через две стенки — до близлежащей к источнику поверхности контролируемого сварного соединения) и размеры или количество контролируемых за одну экспозицию участков для всех схем просвечивания (за исключением схемы черт. 5е
) следует выбирать такими, чтобы при просвечивании выполнялись следующие требования:
— геометрическая нерезкость изображений дефектов на снимках при расположении пленки вплотную к контролируемому сварному соединению не должна превышать половины требуемой чувствительности контроля при чувствительности до 2 мм и 1 мм — при чувствительности более 2 мм;
— относительное увеличение размеров изображений дефектов, расположенных со стороны источника излучения (по отношению к дефектам, расположенным со стороны пленки), не должно превышать 1,25;
— угол между направлением излучения и нормалью к пленке в пределах контролируемого за одну экспозицию участка сварного соединения не должен превышать 45°;
— уменьшение оптической плотности изображения сварного соединения на любом участке этого изображения по отношению к оптической плотности в месте установки проволочного эталона чувствительности или по отношению к оптической плотности изображения канавочного или пластинчатого эталона чувствительности не должно превышать 1,0.
5.2. Формулы для определения минимальных допустимых расстояний от источника излучения до контролируемого сварного соединения, а также максимальных размеров и минимального количества контролируемых за одну экспозицию участков при контроле по схемам черт. 4 — 6, приведены в приложении 4.
5.1, 5.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).
5.3. При контроле сварных соединений по черт. 5з (панорамное просвечивание) отношение внутреннего диаметра d
к внешнему диаметру
D
контролируемого соединения не должно быть менее 0,8, а максимальный размер фокусного пятна
Ф
источника излучения не должен быть более где
K
— чувствительность контроля.
5.4. В случаях, когда размеры дефектов не определяются (например дефекты не допускаются независимо от их размеров), приведенное в п. 5.3 соотношение между внутренним и внешним диаметрами контролируемого соединения может не соблюдаться.
5.5. При отсутствии источника излучения, удовлетворяющего требованию п. 5.3, допускается при контроле по черт. 5з
использовать источники излучения с максимальным размером фокусного пятна, удовлетворяющим соотношению
В этом случае эталон чувствительности должен устанавливаться на сварном соединении или имитаторе сварного соединения, используемом при определении чувствительности, только со стороны источника излучения.
5.6. Длина снимков должна обеспечивать перекрытие изображений смежных участков сварных соединений при длине контролируемого участка до 100 мм не менее 0,2 длины участка, при длине контролируемого участка св. 100 мм — не менее 20 мм.
5.7 Ширина снимков должна обеспечивать получение изображений сварного шва, эталонов чувствительности, маркировочных знаков и околошовных зон шириной:
— для стыковых и нахлесточных соединений:
не менее 5 мм — при толщине свариваемых кромок до 5 мм;
не менее толщины свариваемых кромок — при толщине свариваемых кромок св. 5 до 20 мм;
не менее 20 мм — при толщине свариваемых кромок св. 20 мм;
— для тавровых и угловых соединений — устанавливается технической документацией на контроль или приемку этих соединений.
ГОСТ
Требования к качеству соединений, образованных способом сварки, прописаны в нормативно-технических документах. Радиографический метод контроля, не разрушающего сварных соединений, регламентирован ГОСТ 7512-82 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод».
Документ содержит:
- Общие положения.
- Требования к оборудованию.
- Сведения, касающиеся подготовки к контролю.
- Схемы контроля.
- Выбор параметров радиографии.
- Расшифровку снимков.
- Правила безопасности.
- Метрологическое обеспечение.
ГОСТ имеет 6 приложений.
Что позволяет выявить радиография сварных швов
Радиографический контроль дает возможность выявлять большинство серьезных дефектов, определяя их особенности, характер и размеры. Радиография применяется для того, чтобы обнаружить, имеет ли сварной шов или металлическая деталь следующие дефекты:
- прожоги;
- непровары;
- поры;
- подрезы;
- рыхлые участки;
- наплывы;
- шлаки и инородные тела;
- трещины;
- поры.
Также метод позволяет выявлять несплошности в литых слитках и отливках, оценивать величину вогнутости и выпуклости корня сварного соединения, контролировать качество шва в труднодоступных местах. Но радиографический контроль способен выявлять не все дефекты, которые может иметь сварной шов. Например, нельзя выявить при радиографическом контроле любые несплошности и включения с размером в направлении просвечивания менее удвоенной чувствительности контроля либо непровары и трещины, плоскость раскрытия которых не совпадает с направлением просвечивания. Также радиография не дает результата, когда излучение перпендикулярно расположению трещины или расслоения.
Данный метод контроля широко применяется для исследования элементов на строительных, машиностроительных, энергетических объектах, в нефтяной и газовой промышленности, металлургической и горнодобывающей промышленности, газо- и водоснабжающих системах.
Необходимая аппаратура
В зависимости от метода применяют различные виды аппаратуры.
Рентгеновские аппараты
Для получения рентгенограммы требуется следующее оборудование:
- рентгеновский аппарат;
- дефектометр.
Конструкция аппарата:
- рентгеновская трубка;
- высоковольтный генератор;
- пульт управления.
Гамма-аппараты
Прибор представляет собой радиоизотопный дефектоскоп, состоящий из элементов:
- радиационная головка с радиоактивным изотопом;
- привод источника питания;
- ампулопровод;
- пульт управления.
Гамма-контроль выполняется с помощью искусственных радиоактивных изотопов иридий 192, тулий 170, кобальт 60. Хранят изотопы в специальных контейнерах.
Преимущества по сравнению с рентгеновским методом:
- контейнер с изотопом имеет небольшие размеры, что не требует много места для его размещения, удобен для полевых условий;
- гамма-лучи позволяют одновременно контролировать несколько деталей;
- способ применим для получения гаммаграммы кольцевого шва сварного изделия;
- затраты на проведение ниже рентгеновского способа;
- срок службы препарата кобальт 60 составляет более 5 лет.
Недостаток метода – чувствительность к обнаружению дефектов швов менее 50 мм толщиной ниже, чем при использовании рентгеновского аппарата.
Другое оборудование
При контроле изделий сечением от 70 мм в радиационной дефектоскопии используют линейные ускорители, бетатроны и микротроны.
Вспомогательные элементы:
- Радиографическая пленка – средство, регистрирующее излучение.
- Усиливающие флуоресцентные и металлические экраны — для сокращения времени просвечивания.
- Эталоны чувствительности – определение относительной чувствительности радиографического контроля.
- Кассеты, держатели, маркировочные свинцовые знаки.
ПОДГОТОВКА К КОНТРОЛЮ
3.1. Радиографический контроль следует проводить после устранения обнаруженных при внешнем осмотре сварного соединения наружных дефектов и зачистки его от неровностей, шлака, брызг металла, окалины и других загрязнений, изображения которых на снимке могут помешать расшифровке снимка.
3.2. После зачистки сварного соединения и устранения наружных дефектов должна быть произведена разметка сварного соединения на участки и маркировка (нумерация) участков.
3.3. Систему разметки и маркировки участков устанавливают технической документацией на контроль или приемку сварных соединений.
3.4. При контроле на каждом участке должны быть установлены эталоны чувствительности и маркировочные знаки.
3.5. Эталоны чувствительности следует устанавливать на контролируемом участке со стороны, обращенной к источнику излучения.
3.6. Проволочные эталоны следует устанавливать непосредственно на шов с направлением проволок поперек шва.
3.7. Канавочные эталоны следует устанавливать на расстоянии не менее 5 мм от шва с направлением канавок поперек шва.
3.8. Пластинчатые эталоны следует устанавливать вдоль шва на расстоянии не менее 5 мм от него или непосредственно на шов с направлением эталона поперек шва так, чтобы изображения маркировочных знаков эталона не накладывались на изображение шва на снимке.
3.9. При контроле кольцевых швов трубопроводов с диаметром менее 100 мм допускается устанавливать канавочные эталоны на расстоянии не менее 5 мм от шва с направлением канавок вдоль шва.
3.10. При невозможности установки эталонов со стороны источника излучения при контроле сварных соединений цилиндрических, сферических и других пустотелых изделий через две стенки с расшифровкой только прилегающего к пленке участка сварного соединения, а также при панорамном просвечивании допускается устанавливать эталоны чувствительности со стороны кассеты с пленкой.
3.11. (Исключен, Изм. № 1).
3.12. Маркировочные знаки, используемые для ограничения длины контролируемых за одну экспозицию участков сварных соединений, следует устанавливать на границах размеченных участков, а также на границах наплавленного и основного металла при контроле сварных соединений без усиления или со снятым усилением шва.
3.13. Маркировочные знаки, используемые для нумерации контролируемых участков, следует устанавливать на контролируемом участке или непосредственно на кассете с пленкой так, чтобы изображения маркировочных знаков на снимках не накладывались на изображение шва и околошовной зоны по п. 5.7.
3.14. При невозможности установки эталонов чувствительности и (или) маркировочных знаков на контролируемом участке сварного соединения в соответствии с требованиями настоящего стандарта порядок проведения контроля без установки эталонов чувствительности и (или) маркировочных знаков должен быть предусмотрен в технической документации на контроль или приемку сварных соединений.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
7.1. Основными видами опасности для персонала при радиографическом контроле являются воздействие на организм ионизирующего излучения и вредных газов, образующихся в воздухе под воздействием излучения, и поражение электрическим током.
7.2. Радиографический контроль и перезарядка радиоактивных источников должны проводиться только с использованием специально предназначенной для этих целей и находящейся в исправном состоянии аппаратуры, документация на изготовление и эксплуатацию которой при выпуске в количестве более трех экземпляров должна быть согласована с Государственным комитетом СССР по использованию атомной энергии и Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Министерства здравоохранения СССР; до трех экземпляров — с местными органами санитарно-эпидемиологической службы.
7.3. Электрооборудование действующих стационарных и переносных установок для радиографического контроля должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.007.0 и «Правил устройства электроустановок», утвержденных Главным техническим управлением по эксплуатации энергосистем и Госэнергонадзором Министерства энергетики СССР.
7.4. При проведении радиографического контроля, хранении и перезарядке радиоактивных источников излучения должна быть обеспечена безопасность работ в соответствии с требованиями «Основных санитарных правил работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений» ОСП-72/80 № 2120-80, утвержденных Главным государственным санитарным врачом СССР 18 января 1980 г., «Норм радиационной безопасности» НРБ-76 № 141-76, утвержденных Главным государственным санитарным врачом СССР 7 июня 1976 г., «Санитарных правил по радиоизотопной дефектоскопии» № 1171-74, утвержденных заместителем Главного государственного санитарного врача СССР 7 августа 1974 г. и ГОСТ 23764.
7.5. При эксплуатации подключенных к промышленной электросети стационарных и переносных установок для радиографического контроля должна быть обеспечена безопасность работ в соответствии с требованиями «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденных Госэнергонадзором 12 апреля 1969 г.
7.6. При транспортировании радиоактивных источников излучения должны соблюдаться требования «Правил безопасности при транспортировании радиоактивных веществ» ПБТРВ-73 № 1139-73, утвержденных Главным государственным санитарным врачом СССР 27 декабря 1973 г.
7.7. Предприятия, выполняющие радиографический контроль сварных соединений, разрабатывают в соответствии с требованиями безопасности настоящего раздела документацию, определяющую правила и методы безопасной организации работ, объем и средства радиографического контроля с учетом местных условий производства и доводят их в установленном порядке до работающих.
