СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗМЕРОВ ДЕФЕКТОВ В НАПРАВЛЕНИИ ПРОСВЕЧИВАНИЯ Российский патент 2010 года по МПК G01N23/18 

Изобретение относится к области дефектоскопии и может быть использовано при радиографическом контроле сварных соединений.

Известен способ оценки размера дефектов в направлении просвечивания, основанный на визуальном сравнении оптических плотностей изображения канавок эталона-имитатора (эталонных дефектов) и выявленных на снимке (реальных) дефектов контролируемых изделий (см. Румянцев С.В. Радиационная дефектоскопия. М., Атомиздат, 1974, стр.262-263).

Способом, наиболее близким по своей технической сути заявляемому способу, принятым в качестве прототипа, является способ оценки размеров дефектов в направлении просвечивания, основанный на визуальном или фотометрическом сравнивании оптических плотностей изображений канавок эталона-имитатора различной глубины и выявляемых на снимке дефектов сварных соединений, причем для оценки глубины шлаковых включений применяют эталоны с канавками, заполненными расплавленным стеклом (см. ВСН 012-88. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приемка работ, ч.I).

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение трудоемкости способа, повышение надежности и точности оценки размеров дефектов в направлении просвечивания.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе оценки размеров дефектов в направлении просвечивания, заключающемся в сравнении изображений радиографируемых на один снимок эталонных и реальных дефектов, на контролируемое сварное соединение, в котором возможно наличие шлаковых включений, устанавливают, наряду с эталоном-имитатором с канавками различной ширины, но одинаковой глубины, равной предельно допустимой глубине реального пустотелого дефекта (непровары, раковины, поры), аналогичный эталон-имитатор с канавками глубиной, в 1,5 раза меньшей предельно допустимой глубины дефекта типа шлакового включения, который используют для оценки размеров в направлении просвечивания выявляемых на снимке шлаковых включений.

Сущность заявляемого способа заключается в учете снижения контраста изображения шлакового включения, в сравнении с таким же по размерам пустотелым дефектом, из-за наличия заполняющего дефект вещества - шлака. Известно (см. Румянцев С.В. Радиационная дефектоскопия. М., Атомиздат, 1974), что снижение радиационного контраста из-за наличия вещества заполнения дефекта описывается соотношением k₃=µ(µ-µ_д),

где k₃ - коэффициент, учитывающий заполнение дефекта;

µ, µ_д - линейные коэффициенты ослабления излучения соответственно для основного металла и вещества заполнения дефекта. При этом в случае вещества заполнения плотностью ρ_д, меньшей, чем плотность ρ основного металла, имеет место соотношение:

k₃≅ρ/(ρ-ρ_д).

Полагая, что по плотности спекшийся шлак аналогичен расплавленному стеклу (ρ≈2,5 г/см³) получаем для шлаковых включений в стали:

k₃ ^ш≅7,9/(7,9-2,5)≅1,5.

Учитывая, что контраст ΔD прямо пропорционален размеру дефекта в направлении просвечивания Δd (при размерах Δd, сравнимых с нормативными предельно допустимыми размерами дефектов Δd_пр.доп), имеем, что при одинаковой ширине сравниваемых эталонных и реальных дефектов и одинаковой оптической плотности фона в районах расположения их изображений на снимке контраст ΔD и соответственно оптическая плотность D изображения выявленного шлакового включения будут равны контрасту ΔD и оптической плотности D эталонной пустотелой канавки, имеющей глубину Δd, в 1,5 раза меньшую, чем размер Δd шлакового включения.

Таким образом, при визуальной сравнительной оценке по снимку размеров Δd выявленных шлаковых включений можно использовать эталон-имитатор с пустотелыми канавками глубиной, в 1,5 раза меньшей предельно допустимого размера шлакового включения

Пример конкретного выполнения

Заявленным способом проводилась оценка размеров дефектов в направлении просвечивания шлаковых включений в сварных швах образцов, заваренных ручной дуговой сваркой. Толщина образцов - 18 мм и 25 мм. Просвечивание проводилось рентгеновским излучением (U_р.т.=200 кВ) и γ-излучением (I_Г-192) на радиографическую пленку «Структурикс»-04. Параметры просвечивания соответствовали требованиям ГОСТ 7512-82. На каждый образец устанавливалось по два эталона-имитатора с канавками одинаковой глубины: Δd_кан=2 мм у первого эталона, Δd_кан=3 мм у второго эталона, с шириной канавок b_кан=1; 2; 5; 10 мм (длина канавок 20 мм). На снимке с образца толщиной d=18 мм были выявлены шлаковые включения Ш8×2 и Ш10×6, с образца толщиной d=25 мм - шлаковые включения Ш15×5.

Оценка путем сравнения оптических плотностей близких по ширине изображений эталонных и реальных дефектов в условиях одинакового фона дала следующие результаты: ; (фотометрическое сравнение ΔD_р.д. и ΔD_эт.д. дает ; .

Фактические размеры Δd шлаковых включений, установленные по результатам вскрытия сварных образцов, составили: , , . При допустимом размере шлаковых включений проведенная оценка по канавочным эталонам с пустотелыми канавками нормативной глубины Δd=3 мм дает заниженную глубину выявленных шлаковых включений, что приводит к недобраковке контролируемых сварных изделий. В то же время применение эталонов с соответственно уменьшенной в 1,5 раза глубиной канавок предотвращает указанную недобраковку.

Таким образом, использование при проведении оценки размеров дефектов в направлении просвечивания эталонов-имитаторов с уменьшенной в 1,5 раза от нормативного значения для шлаковых включений глубиной канавок позволяет учесть снижение контраста изображений указанных дефектов из-за наличия вещества заполнения дефекта (шлака). Заполнение для этой цели канавок эталона-имитатора расплавленным стеклом в условиях производства представляет собой довольно трудоемкую, приносящую определенные неудобства в процессе проведения контроля процедуру. При этом проблематично качественно, ровным слоем заполнить стекломассой достаточно широкие сквозные канавки эталонов-имитаторов сравнительно малой толщины. К тому же стеклозаполнение сквозных канавок легко может быть разрушено в процессе использования эталонов. Стандартные канавочные эталоны по ГОСТ 7512-82 имеют канавки одинаковой ширины и для целей сравнительной оценки размеров реальных дефектов Δd_р.д. малопригодны (не позволяют учесть зависимость контраста ΔD от поперечного размера дефекта).

Изготовление пластинчатых эталонов-имитаторов со сквозными канавками определенной глубины (в том числе и в 1,5 раза уменьшенной от нормативного значения Δd_пр.доп.) никакой сложности не представляет и может быть проведено с достаточно высокой степенью точности. Это, соответственно, снижает трудоемкость и повышает надежность оценки размеров дефектов в направлении просвечивания.

Заявленный способ применим при просвечивании сварных соединений не только на радиографическую пленку, но и на другие детекторы излучения, например, на фосфорные запоминающие пластины, используемые в методе цифровой радиографии, где оценка размера дефекта в направлении просвечивания может быть проведена путем сравнения степени потемнения (уровня серого) изображений эталонных и реальных дефектов на экране компьютера.

Использование: для оценки размеров дефектов в направлении просвечивания. Сущность: заключается в том, что осуществляют сравнение изображений радиографируемых на один снимок эталонных и реальных дефектов, при этом на контролируемое сварное соединение, в котором возможно наличие шлаковых включений, устанавливают, наряду с эталоном-имитатором с канавками различной ширины, но одинаковой глубины, равной предельно допустимой глубине реального пустотелого дефекта (непровары, раковины, поры), аналогичный эталон-имитатор с канавками глубиной, в 1,5 раза меньшей предельно допустимой глубины дефекта типа шлакового включения для оценки размеров в направлении просвечивания выявляемых на снимке шлаковых включений. Технический результат: повышение надежности и точности оценки размеров дефектов в направлении просвечивания.

Способ оценки размеров дефектов в направлении просвечивания, заключающийся в сравнении изображений радиографируемых на один снимок эталонных и реальных дефектов, отличающийся тем, что на контролируемое сварное соединение, в котором возможно наличие шлаковых включений, устанавливают, наряду с эталоном-имитатором с канавками различной ширины, но одинаковой глубины, равной предельно допустимой глубине реального пустотелого дефекта (непровары, раковины, поры), аналогичный эталон-имитатор с канавками глубиной, в 1,5 раза меньшей предельно допустимой глубины дефекта типа шлакового включения, для оценки размеров в направлении просвечивания выявляемых на снимке шлаковых включений.