ЭТАЛОН ДЛЯ РАДИОГРАФИИ Российский патент 1997 года по МПК G01N23/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества изделий методом радиографии. Изобретение может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, где применяется метод радиографии для контроля качества сварных соединений.

В силу множества причин, при формировании сварного шва, внутри него образуются зоны дефектности: непровары, несплавления, поры, включения, трещины и т.п.

Отраслевая нормативно-техническая документация определяет нормы допустимости размеров различных дефектов в сварных швах той или иной конструкции, поскольку изготовить абсолютно бездефектный сварной шов практически невозможно. Метод радиографии с определенной вероятностью гарантирует выявление некоторых видов дефектов.

Определены виды дефектов, которые не выявляются методом радиографии. В частности, это относится к непроварам трещинам, другим протяженным дефектам, плоскость раскрытия которых не совпадает с направлением просвечивания [1] Задача обеспечения наибольшего значения вероятности совпадения направления излучения с плоскостью раскрытия дефекта сварного шва является, таким образом, одной из важнейших среди вопросов обеспечения оптимальных параметров радиографии.

В качестве аналогов для изобретения могут быть представлены:
Эталоны, рекомендуемые в известных схемах просвечивания сварных соединений, составленны по результатам статистических данных, о наиболее вероятной ориентации возникающих при их изготовлении дефектов [2] Однако известные эталоны предназначены для оценки чувствительности контроля, их конструкция не позволяет контролировать направление просвечивания в процессе радиографии.

Для ориентации относительно объекта просвечивания некоторые типы гамма-аппаратов, например "Стапель-5М", комплектуются прицельными визирами. Визир представляет собой раздвижной металлический стержень, закрепляемый на передней грани гамма-дефектоскопа [3] Однако после ориентации дефектоскопа относительно объекта контроля, визир приходится снимать, при этом возможны случайные смещения первоначального пространственного положения, затруднена корректировка геометрии просвечивания при неудовлетворительной выявленности дефектов (повышенное размытие изображения), т.к. контроля за направлением излучения в этом случае не осуществляется, информации о направлении излучения во время просвечивания на рентгеновском снимке не остается.

В качестве прототипа приняты эталоны для промышленной радиографии, выполненные из проволоки, или пластины [4] Эти эталоны имитируют такие объемные дефекты сварки, как непровары, поры, шлаковые включения, но мало пригодны для выявления протяженных дефектов с малым раскрытием (плоскостных) типа трещин. В случае их применения информация о направлении просвечивания на рентгеновском снимке отсутствует и проведение желаемой корректировки геометрии радиографии при неудовлетворительном выявлении дефектов весьма затруднено т. к. связано с дополнительными экспозициями, расходами фотоматериалов, ухудшением условий труда из-за необоснованного облучения, ростом доли непроизводительных затрат рабочего времени.

Задачей изобретения является создание эталона, позволяющего сохранять информацию о направлении излучения относительно объекта контроля на рентгеновском снимке, обеспечивая тем самым успешное выявление протяженных дефектов с малым раскрытием.

Это достигается тем, что эталон для радиографии, с имитаторами протяженных дефектов с малым раскрытием, выполненный из проволоки или пластины, имеет форму плоской спирали.

Использование заявляемого эталона одновременно с канавочным эталоном чувствительности позволяет оценить чувствительность контроля с помощью канавочного эталона, и с помощью заявляемого эталона откорректировать направление излучения относительно плоскости раскрытия протяженного дефекта.

Предлагаемая конструкция обладает следующими существенными отличиями от прототипа:
Эталон выполнен в виде плоской спирали из проволоки или пластины, имеющей размер в направлении просвечивания не менее толщины применяемого для данного вида сварного соединения канавочного эталона чувствительности по ГОСТ 7512-82 для его уверенного визуального выявления на радиографическом снимке на фоне контролируемого участка.

Эталон содержит в себе имитаторы протяженных дефектов с малым раскрытием, которыми являются поверхности сопряжения витков спирали.

Достижение поставленной цели обеспечивается тем, что при выявлении дефекта и щелей между витками спирали одновременно на снимке, можно судить о пространственном положении дефекта и о направлении просвечивания. В случае несовпадения или частичного совпадения плоскостей щелей эталона с плоскостью раскрытия протяженного дефекта в изделии, после просмотра первого рентгеновского снимка возникает возможность достаточно точной корректировки положения излучателя относительно изделия.

Критерием выявляемости дефектов в направлении просвечивания является изображение на снимке щелей между витками спирали эталона.

На чертеже показана схема просвечивания с использованием эталона для радиографии, где 1 анод рентгеновской трубки; 2 направление излучения; 3 - объект контроля; 4 рентгеновская пленка; 5 эталон для радиографии.

Эталон представляет собой свернутую в плоскую спираль металлическую проволоку. Диаметр проволоки должен быть не меньше толщины применяемого канавочного эталона чувствительности для его уверенного выявления на снимке. Диаметр спирали выбирается из соображений минимального затенения изображения сварного шва.

Эталон в виде плоской проволочной спирали эффективен при радиографии тонкостенных изделий. При радиографии толстостенных изделий более эффективен эталон в виде плоской спирали, изготовленный из узкой гибкой пластины ленты, ширина которой аналогична толщине применяемого канавочного эталона.

Щели между витками спирали являются имитаторами протяженных дефектов в телесном угле просвечивания. Выявление изображений имитаторов на снимке одновременно с изображением дефекта, указывает на то, что при радиографии были обеспечены параметры, необходимые для выявления аналогичных и всех более крупных дефектов, лежащих в плоскости имитаторов, при этом оценка чувствительности радиографии осуществляется по канавочному эталону.

Пример. Проводилась радиография сварного соединения толщиной 8 мм из стали рентгеновским аппаратом МИРА-2Д, с целью выявления возможного непровара в корне шва. При радиографии использовали канавочный эталон чувствительности одновременно с заявляемым эталоном. Радиография проводилась под различными углами по отношению к эталону, который устанавливался непосредственно на шов. Радиография проводилась по ГОСТ 7512-82, при фокусном расстоянии 300 мм, время экспозиции 50 с. Результаты радиографии представлены в таблице:
Из примера видно, что предлагаемый эталон в сочетании с канавочным эталоном чувствительности позволяет выявить протяженные дефекты с малым раскрытием при меньшем количестве экспозиции.

Полученные результаты радиографии подтверждены данными металлографического анализа (фотографирование на микроскопе МИМ-7).

Изготовление эталона для радиографии несложно в условиях механической мастерской.

Литература
1. ГОСТ 7512-82 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод.

2. Румянцев С.В. Штань А.С. Гольцев В.А. Справочник по радиационным методам неразрушающего контроля. М. Энергоиздат, 1982, 239 с.

3. Техническое описание и инструкция по эксплуатации гамма-дефектоскопа "Стапель-5М". N 1. 570. 001. ТО.

4. Румянцев С. В. Радиационная дефектоскопия. М. Атомиздат, 1974, с. 162-170.

Сущность изобретения: эталон позволяет определить геометрические параметры необходимой корректировки направления излучения при выявлении протяженных дефектов с малым раскрытием в процессе радиографии. Эталон представляет собой спирали из проволоки или ленты, поверхности сопряжения витков которой являются имитаторами протяженных дефектов с малым раскрытием во всем телесном угле просвечивания. Диаметр проволоки или ширина ленты аналогичны толщине применяемого канавочного эталона чувствительности. 1 ил. 1 табл.

Эталон для радиографии, выполненный из проволоки или пластины, отличающийся тем, что проволока или пластина свернута в виде плоской спирали.