Що таке радіографічний контроль? Радіографічний контроль зварних швів. Радіографічний контроль: ГОСТ

В основі радіаційного контролю лежить здатність ядер деяких речовин (ізотопів) розпадатися з утворенням іонізуючих випромінювань. У процесі ядерного розпаду відбувається викид елементарних частинок, який називається радіаційним або іонізуючим випромінюванням. Властивості випромінювання залежать від виду елементарних частинок, що випускаються ядром.

Корпускулярні іонізуючі випромінювання

Альфа-випромінювання з'являється після розпаду важких ядер гелію. Випромінювані частинки складаються з декількох протонів і пари нейтронів. Вони мають велику масу і невисоку швидкість руху. Цим обумовлені їх головні відмінні властивості: невелика проникаюча здатність і потужна енергія.


Нейтронне випромінювання складається із потоку нейтронів. Ці частинки не мають власного електричного заряду. Тільки при взаємодії нейтронів з ядрами опромінюваної речовини утворюються заряджені іони, тому при нейтронне випромінювання в опроміненому об'єкті утворюється вторинна наведена радіоактивність. Бета-випромінювання виникає при реакціях усередині ядра елемента. Це перетворення протона в нейтрон або навпаки. При цьому випускаються електрони або їх античастки – позитрони. Ці частинки мають малу масу і вкрай високу швидкість. Їх здатність іонізувати матерію невелика в порівнянні з альфа-частинками.

Іонізуючі випромінювання, мають квантову природу

Гамма-випромінювання супроводжує вищеперелічених процесів випускання альфа - і бета-частинок при розпаді атома ізотопу. Відбувається викид потоку фотонів, який є електромагнітним випромінюванням. Як і світло, гамма-випромінювання має хвильову природу. Гамма-частинки рухаються зі швидкістю світла, відповідно, мають високу проникаючу здатність.


Рентгенівське випромінювання також має в своїй основі електромагнітні хвилі, тому воно дуже схоже з гамма-випромінюванням. Називається гальмівним випромінюванням. Проникаюча здатність безпосередньо залежить від щільності опромінюваної матеріалу. Подібно світловому променю воно залишає на плівці негативні плями. Ця особливість рентгена широко використовується в різних галузях промисловості і медицини. При радіографічному метод неруйнівного контролю в основному застосовують гамма - і рентгенівське випромінювання, які мають електромагнітну хвильову природу, а також нейтронне. Для продукування випромінювань використовують спеціальні прилади та установки.

Рентгенівські апарати

Рентгенівське випромінювання отримують з допомогою рентгенівських трубок. Це скляний або металокерамічний запаяний циліндр, з якого викачано повітря для прискорення руху електронів. З двох боків до нього приєднані електроди з різнойменними зарядами. Катод - це спіраль з вольфрамової нитки, яка направляє тонкий пучок електронів на анод. Останній зазвичай виконаний з міді, має косий зріз з кутом нахилу від 40 до 70 градусів. В центрі нього є пластинка з вольфраму, так званий фокус анода. На катод подається змінний струм частотою 50 Гц для створення різниці потенціалів на полюсах. Потік електронів у вигляді променя потрапляє прямо на вольфрамову пластину анода, від чого частинки різко сповільнюють рух і виникають електромагнітні коливання. Тому рентген ще називають променями гальмування. При радіографічному контролі в основному використовують саме рентгенівське випромінювання.

Гама - нейтронні випромінювачі

Джерело гамма-випромінювання – це радіоактивний елемент, частіше усього ізотоп кобальту, іридію або цезію. У пристрої він поміщений в спеціальну скляну капсулу. Нейтронні випромінювачі виконуються за аналогічною схемою, тільки в них використовується енергія потоку нейтронів.

Радіографія

За способом визначення результатів розрізняють радиоскопический, радіометричний та радіографічний контроль. Останній метод відрізняється тим, що графічні результати реєструються на спеціальній плівці або пластині. Радіографічний контроль відбувається шляхом подачі випромінювання на товщу контрольованого об'єкта. На розташованому нижче об'єкта контролю детекторі з'являється зображення, на якому плямами і смугами виявляються можливі дефекти (раковини, пори, тріщини), складаються з порожнин, наповнених повітрям, так як іонізація різних по щільності речовин при опроміненні відбувається неоднорідно. Для детектування застосовують пластини з особливих матеріалів, плівку, рентгенівську папір.

Переваги контролю зварних швів радіографічним методом і його недоліки

При перевірці якості зварювання в основному використовують магнітний, радіографічний і ультразвуковий контроль. У нафтовій і газовій промисловості особливо ретельно перевіряються місця зварних з'єднань труб. Саме в цих галузях радіографічний метод контролю є найбільш затребуваним завдяки безперечних переваг перед іншими способами контролю. По-перше, він вважається найбільш наочним: на детекторі можна побачити точну фотокопію внутрішнього стану матерії з місцями розташування дефектів та їх обрисами. Інша його перевага - унікальна точність. При проведенні ультразвукового або ферозондового контролю завжди існує ймовірність помилкових спрацьовувань детектора через зіткнення шукача з нерівностями зварного шва. При безконтактному радіографічному контролі це виключено, т. е нерівність або важкодоступність поверхні не є проблемою.
По-третє, метод дозволяє контролювати різні матеріали, в тому числі немагнітні. І, нарешті, метод підходить для роботи в складних погодних і технічних умовах. Тут радіографічний контроль трубопроводів нафти і газу залишається єдиним можливим. Магнітна та УЗ апаратура часто дає збої в роботі із-за низьких температур або конструктивних особливостей. Проте і у нього є ряд мінусів:

радіографічний метод контролю зварних з'єднань заснований на застосування дорогого устаткування і витратних матеріалів;

потрібно спеціально підготовлений персонал;

робота з радіоактивними випромінюваннями є небезпечною для здоров'я.

Підготовка до контролю

Підготовка. В якості випромінювачів використовуються рентгенівські апарати або гамма-дефектоскопи. Перед початком радиографического контролю зварних швів проводиться очищення поверхні, візуальний огляд з метою виявлення видимих оку дефектів, розмітка об'єкта контролю на дільниці і їх маркування. Перевіряється працездатність обладнання. Перевірка рівня чутливості. На ділянках розкладаються еталони для перевірки чутливості:

дротові – на сам шов, перпендикулярно йому;

канавочние – відступивши від шва не менше 05 см, напрямок канавок – перпендикулярно шву;

пластинчасті – відступивши від шва не менше 05 см або на шов, знаки маркування на еталоні не повинні бути видно на знімку.

Контроль

Технологія і схеми радиографического контролю зварних швів розробляються, виходячи з товщини, форми, конструктивних особливостей контрольованих виробів, відповідно з НТД. Максимально допустима відстань від об'єкта контролю до радіографічної плівки - 150 мм. Кут між напрямком променя і нормаллю до плівки повинен бути менше 45°. Відстань від джерела випромінювання до контрольованої поверхні розраховується відповідно до НТД для різних видів зварних швів і товщини матеріалу. Оцінка результатів. Якість радиографического контролю безпосередньо залежить від використовуваного детектора. При використанні радіографічної плівки кожна партія перед застосуванням повинна перевірятися на відповідність необхідних параметрів. Реактиви для обробки знімків також перевіряються на придатність відповідно до НТД. Підготовку плівки до контролю та обробку готових знімків слід проводити в спеціальному затемненому місці. Готові знімки повинні бути чіткими, без зайвих плям, шар емульсії не повинен бути порушений. Зображення еталонів і маркувань також повинні добре проглядатися. Для оцінки результатів контролю, вимірювання розмірів виявлених дефектів застосовують спеціальні шаблони, лупи, лінійки. За результатами контролю виноситься висновок про придатності, ремонті або бракуванню, яке оформляється у журналах встановленої форми з НТД.

Застосування беспленочних детекторів

Сьогодні цифрові технології все активніше впроваджуються в промислове виробництво, у тому числі і в радіографічний метод неруйнівного контролю. Існує безліч оригінальних розробок вітчизняних компаній. При цифровій системі обробки даних в процесі радиографического контролю використовуються багаторазові гнучкі пластини з фосфору або акрилу. Рентгенівські промені потрапляють на пластину, після чого вона сканується лазером, а зображення перетвориться на монітор. При контролі місце розташування пластини аналогічно плівковим детекторам. Цей метод має ряд безсумнівних переваг, порівняно з плівковою радиографией:

немає потреби у тривалому процесі обробки плівки та обладнання спеціального приміщення для цього;

не потрібно закуповувати постійно плівку і реактиви для неї;

процес експонування займає мало часу;

моментальне отримання зображення в цифровому якості;

швидке архівування та зберігання даних на електронних носіях;

можливість багаторазово використовувати пластини;

енергія опромінення при контролі може бути скорочена наполовину, а глибина проникнення зростає.

Тобто в наявності економія коштів, часу і зниження рівня опромінення, а значить, і небезпеки для обслуговуючого персоналу.

Техніка безпеки при проведенні радиографического контролю

Для того щоб звести до мінімуму негативний вплив радіоактивних променів на здоров'я працівника, потрібно неухильно дотримуватися заходів безпеки при виконанні всіх етапів радиографического контролю зварних з'єднань. Основні правила безпеки:

все обладнання повинно бути справним, мати необхідну документацію, виконавці – необхідний рівень підготовки;

в зоні проведення контролю не допускається перебування осіб, не пов'язаних із виробництвом;

при працюючому випромінювачі оператор установки повинен перебувати з боку, протилежного напрямку випромінювання не менше ніж на 20 м ;

джерело випромінювання повинен бути обладнаний захисним екраном, який перешкоджає розсіюванню променів у просторі;

забороняється перебувати в зоні можливого опромінення довше гранично допустимої норми часу;

рівень радіації в зоні знаходження людей має постійно контролюватися з допомогою дозиметрів;

місце проведення повинно бути обладнано засобами захисту від проникаючої дії радіації, такими як свинцеві листи.

Нормативно-технічна документація, Гости

Радіографічний контроль зварних з'єднань проводиться згідно з Гост 3242-79. Основні документи для проведення радиографического контролю - ГОСТ 7512-82 DDR 3818020-95. Розмір знаків маркування має відповідати ГОСТу 15843-79. Тип і потужність джерел випромінювання вибирається в залежності від товщини і щільності опромінюваної речовини відповідно до ГОСТ 20426-82. Клас чутливості і тип еталона регламентується ГОСТом 23055-78 і Гост 7512-82. Процес обробки радиографических знімків проводиться у відповідності з ГОСТом 8433-81. При роботі з джерелами радіаційного випромінювання слід керуватися положеннями ФЗ РФ «ПРО радіаційної безпеки населення», СП 261.2612-10 "Основні санітарні правила забезпечення радіаційної безпеки", Санпін 261.2523-09.