В строителството и промишлеността заваръчните операции са често срещани, което ви позволява да сглобявате трайни конструкции и механизми с различна степен на сложност. На етапа на наблюдение на получения шев не винаги е възможно да се оцени надеждността на свързания монтаж в конструкцията. За това се използват неразрушителни методи за изпитване на заварени съединения. Рентгенографският метод на анализ е един от най-често срещаните в тази ниша.
Принципът на работа на радиографския контрол
Методът се основава на използването на радиоактивно излъчване, което позволява да се анализира вътрешната структура на материала без физическо проникване с деформация. За това се използват рентгенови и гама лъчи, преминаващи през продукта. В резултат на това операторът получава карта на структурните дефекти, записани на магнитографско фолио. Излъчването ви позволява да формирате изображение със скрити контури на структурата, дешифрирането на което се извършва на специален разработчик в процеса на обработка на снимки. Във всеки случай параметрите за извършване на рентгенографска проверка на заварени съединения съгласно GOST 23055-78 могат да варират - до 6 в диаметър и от 1 до 10 мм дължина по отношение на порите и липсата на проникване. Ако дължината на общата радиограма е по-малка от 100 mm, тогава общата площ на дефекти намалява пропорционално на дължината на картата. Дълбочината на проникване на рентгенови лъчи се определя от параметрите на частта.
Технологията на радиографския контрол често се използва заедно с ултразвуковия метод за анализ на структурата на материалите. Такава комбинация обикновено се случва в ситуации, когато използването на ултразвук не е технологично възможно. В допълнение сканирането на лъчите предоставя повече информация за геометричните данни на ямите и корозионните лезии. Разликите при ултразвуков и рентгенографски преглед на заварени съединения са свързани с ефективността на изследването на дефекти с различна форма. В първия случай автоматичното ултразвуково откриване на дефекти е по-вероятно да се фокусира върху работата с равнинни недостатъци под формата на несъвършенства и пукнатини. От своя страна, радиографията дава висока точност на анализа на обемните дефекти.
Назначаване на радиографски контрол
Този метод на контрол се използва за оценка на качеството на заварена фуга от метали и сплави, дебелината на която варира от 1 до 40 см. Дефектите се определят главно във вътрешната структура на продуктите в условията на локално отсъствие на чужди включвания, технологични пори и спойка. Също така, съгласно GOST, заварените съединения по време на инспекцията трябва да се отърват от шлака, разтопяване, размах и други примеси, останали по време на процеса на заваряване. Най-често срещаната област на приложение за радиографски мониторинг са на суша и подземни тръбопроводи. Анализът се извършва чрез насочване на лъчите в тръбата, като се използва оборудване за откриване на дефекти. Като се прилага за подземни комунални услуги, този метод на сканиране е изгоден, тъй като не изисква отваряне на канали със земни работи.
Струва си да се подчертаят ситуациите, при които използването на радиографски контрол е неефективно или изобщо не е позволено поради технически и структурни ограничения:
- Различни видове включвания и прекъсвания, чийто размер в посока на трансилуминация е по-малък от удвоената чувствителност на контрола.
- Включвания и прекъсвания, близки до остри ъгли, разлики или части на трети страни, предвидени технологично. В радиограмните изображения съвпадението на дефекти и структурни елементи няма да позволи точно да се определят характеристиките на вътрешната структура.
- Пукнатини и липса на синтез, при които равнината не съвпада с линиите на предаване. В този случай може да се използва комбинация от радиографско сканиране с разрушителни тестови елементи.
Видове използвани радиометрични устройства
Към днешна дата активно се използват следните видове оборудване за радиографичен мониторинг:
- Устройства с постоянна честота на гама излъчване с фиксирана интензивност. Отклоненията в честотите причиняват дефекти на продукта, което се отразява в радиограмите. Най-новите модели на такива устройства са снабдени с програми, които точно определят вибрационните спектри.
- Рентгеново оборудване с поддръжка за високочестотни колебания, произволни във времето. Степента на колебание в зависимост от интензитета на излъчване може да надвиши 0,5-1%.
- Устройства за рентгенографско изследване на заварени съединения, чиято стабилност на гама-лъчение надвишава 0,5%. В този случай амплитудата на трептенията е в рамките на 0,1 Hz. Такова оборудване е оптимално за тънко сканиране на дефекти с малък обем, но е нецелесъобразно да се използва при анализа на дълбоки недостатъци на големи площи.
По отношение на контролите почти всички устройства поддържат автоматизирани инструменти с възможност за програмно регулиране на получените данни при генериране на радиограми.
Подготовка за рентгенографска проверка
Преди сканиране се обръща специално внимание на състоянието на продукта и директно на заваряването. Операторът проверява частта, за да идентифицира външни дефекти, премахва примеси и, ако е необходимо, маркира областите. Големите площи за сканиране се маркират със зони и се номерират без провал. Освен това в контролирани зони се определят стандарти с маркировка за чувствителност. Например стандартите за канали трябва да бъдат поставени на 5 мм от линията на шева с напречна посока. За постигане на най-надежден резултат при контрол на качеството на заварените съединения могат да се използват карти от предишни проучвания. Те се подготвят предварително и се въвеждат в системата за радиограма на оборудването преди сканиране. Изображенията на нови изображения ще се формират с акцент върху предишни данни. Софтуерът насочва и графичното сканиране, за да отчита съществуващите дефекти, като предоставя отделен слой информация за степента на напредване на същите прекъсвания, пукнатини и липса на синтез.
Определяне на контролни параметри
След подготовката на продукта се избират оптималните характеристики на неговото изследване от сканиращия апарат. Един от важните параметри ще бъде разстоянието от източника на гама излъчване до повърхността на целевата зона, както и броят и размерите на контролираните зони. Според GOST, заварените фуги се сканират с радиографско оборудване при следните ограничения:
- Увеличението на размера на структурните дефекти, които са разположени отстрани на апарата за източник на радиация, не трябва да бъде по-високо от коефициента 1,25.
- Ъгълът между нормата спрямо фотографския филм и посоката на гама-лъчението не трябва да надвишава 45 °, когато се изследва в рамките на една контролирана област.
- Дефектите на замъгленото изображение при поставянето на филма за снимки близо до заварка не трябва да са по-високи от половината от установената степен на чувствителност.
- Дължината на изображенията по време на рентгенографска проверка на заварени съединения трябва да заснема изображения на съседни секции в съответствие с маркировката.Ако дължината на контролираната зона е в рамките на 100 mm, тогава припокриването е най-малко 0,2 от общата дължина на участъка, а ако е разстояние повече от 100 mm, тогава хватът трябва да бъде най-малко 20 mm.
- В случай че параметрите на размерите на дефектите не са определени, изискванията за поддържане на съотношението между външния и вътрешния диаметър на съединението могат да бъдат игнорирани.
Схеми на рентгенографско изследване на заварени съединения
Ефективността на контрола се определя от модела на предаване на структурата на продукта. Така че в процеса на сканиране на пръстеновидни шевове от сферични и цилиндрични части обикновено се използва трансилуминация през стената на елемента. Освен това източникът на радиографско излъчване се намира вътре в продукта, което ви позволява по-точно да фиксирате картата на дефектите. Ако диаметърът на цилиндричната куха част не надвишава 2 m, тогава се използва рентгенографска проверка на заварени съединения с панорамни схеми. Но е важно да се има предвид, че селективен зонален анализ на вътрешната структура в този случай ще бъде невъзможен.
В процеса на сканиране на задните стави посоката на трансилуминация съвпада с равнината на изследваната област. Такава схема се използва при работа с ъглови възли на проникване на фитинги и тръби. Ъгълът между излъчването и равнината на съединение не трябва да бъде по-голям от 45 °. В допълнение към стандартните конфигурации се използват и други посоки на предаване на дефекти.
При избора на схема за рентгенографския метод за контрол на заварени съединения се вземат предвид разстоянието от повърхността на целта за анализ до филма на апарата (не повече от 150 mm) и излагането на 45-градусов ъгъл в посока на излъчване. Правилно подбраната тактика на изображенията ще осигури информативна и точна карта с дефекти в проблемния продукт.
Декодиране на радиографски изображения
Преглеждането на изображения се организира в тъмна стая, след като са изсъхнали с помощта на осветителни тела-негатотоскопи, които ви позволяват да регулирате яркостта и параметрите на осветеното поле. В този случай се поставят специални изисквания към качеството на материалите:
- На повърхността на емулсионния слой няма ивици, петна, повреди и замърсявания. Всичко, което затруднява дешифрирането, не трябва да бъде на снимката.
- В допълнение към контурите на дефекти трябва да се отразяват маркировки, маркировки и гранични структурни линии, ако има такива.
- Оптичната плътност на графичната карта, генерирана по време на контрола на качеството на заварени съединения в областта близо до шева, трябва да бъде най-малко 1,5.
Обработката на изображения може да се извърши и при сканиране на компютърно оборудване с генериране на дефектни модели. В този случай точността на определяне на местоположението и размера на щетите в конструкцията се увеличава.
Разделяне на типове заварени съединения според резултатите от контрола
Според резултатите от данните на снимките, на всеки шев се присвоява определен клас в зависимост от размера на дефекта. Според регулаторните изисквания, класификацията се основава на размерите на порите, както и включенията на оксид, шлака и волфрам. Например с дебелина на продукта до 3 мм се предполага, че се разделя на видове заварени съединения, в зависимост от общата дължина на дефекта - от 3 до 10 мм. Ако говорим за части с дебелина 200-400 мм, тогава диапазонът на класификация за същия параметър ще варира от 10 до 90 мм. Отново, ако дължината на радиограмата е по-малка от 100 mm, тогава изчислените данни за размера на отделните включвания и пори се намаляват пропорционално на размера на изображението. Освен това дължината на струпванията в съответствие с изискванията не трябва да надвишава 1,5 спрямо максимално допустимите дължини за отделни пори и разкъсвания.
След обработката на материалите от радиографския контрол се съставя специален акт, в който са посочени данните за продукта и дефектите, които съдържа.На първо място, характеристиките на частта или структурата са описани с посочване на предварително определени стандарти и маркирани области. Рентгенографската проверка на заварените съединения може да включва данни за капацитета, дебелината на продукта и други технически и структурни показатели. Що се отнася до информация за дефекти, целият списък с информация, получена в резултат на декодиране на радиографски изображения, се въвежда в специални колони.
Предпазни мерки за радиографска безопасност
Най-голямата опасност при извършване на рентгенографско сканиране представлява газове, отделяни от гама-лъчение. Като начало си струва да се подчертае значението на условията за контрол, които трябва да отговарят на изискванията за използване на радиоактивни източници. Използваното електрическо оборудване трябва да бъде в добро състояние и, ако е възможно, да бъде изпитано непосредствено преди анализа на завареното съединение. Промишлената рентгенография е обект на повишени изисквания по отношение на осигуряване на електрическа безопасност. Това се отнася за ситуации на използване на мощни стационарни устройства, които са свързани към трифазни захранващи мрежи. В повреда се въвеждат средства за стабилизация на напрежението и защитни блокове от късо съединение.
Плюсове и минуси на радиографския мониторинг
Рентгенографията дава доста широки възможности за дефектно откриване на заварки, което позволява с висока точност и удобство да се анализират най-малките недостатъци в структурата на металните конструкции. Изображенията на рентгенографските изображения са възможно най-близки до оптичните, така че те могат да бъдат анализирани не само от дефектоскопи, но и от самите заварчици. За интерпретиране на резултатите се издават специални атласи с класификации, според които лесно можете да дадете бърза оценка на дефектите. Що се отнася до недостатъците на рентгенографското изследване на заварените съединения, те включват чувствителност към откриването на равнинни прекъсвания и ниска надеждност при сканиране на несъвършенства и пукнатини. Към това можем да добавим наличието на радиация и високите финансови разходи, свързани с използването на сложно оборудване на почти всички етапи на контрол.
заключение
В момента радиографията е, макар и не най-привлекателната по отношение на експлоатационните предимства, но много удобен и ефективен начин за неразрушително изпитване на заварки. Достатъчно е да се каже, че в енергийния сектор радиографичният контрол на заварени съединения на тръбопроводи заема около 30% от всички случаи на анализ на магистрални линии за откриване на дефекти. Най-близката конкуренция на този метод е ултразвуковото тестване. Фактори като необходимостта от технологично усъвършенстване на предприятията с подмяна на скъпо оборудване и ограничените възможности за сканиране на ултразвук все още възпрепятстват пълното изтласкване на радиографията. Следователно в някои области радиографският мониторинг остава незаменим.