УСТРОЙСТВО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ КОНСТРУКЦИЙ МЕТОДОМ ГАММА-ДЕФЕКТОСКОПИИ Российский патент 2019 года по МПК G01N23/18 

Область применения

Изобретение относится к неразрушающему контролю конструкций типа трубопроводов.

Более конкретно оно касается устройства и способа гамма-дефектоскопии.

Уровень техники

Гамма-дефектоскопия - технология, очень широко используемая, в частности - во Франции, для неразрушающего контроля качества конструкций.

Сущность гамма-дефектоскопии состоит в следующем. Ионизирующее излучение от радиоактивного источника направляется на поверхность анализируемой конструкции и после отражения от нее попадает на рентгеновскую пленку.

Основной недостаток гамма-дефектоскопии заключается в опасностях, вызываемых ионизирующим излучением, из-за чего требуется предусматривать специальный периметр безопасности, создающий дополнительные неудобства для эксплуатанта, а также переходить на работу со скользящим графиком, откуда значительные косвенные производственные расходы.

Кроме того, следует учесть, что становятся все более жесткими нормативные ограничения по транспортировке, хранению и операциям с радиоактивными источниками, а это ведет к тому, что все больше усложняется их применение в промышленных условиях и все больше возрастают эксплуатационные расходы.

Согласно нормативным указаниям, действующим в случаях осмотра детали или объекта с помощью переносного прибора с ионизирующим излучением, требуется установить границы рабочей зоны, очерчиваемой посредством особо точной разметки.

Из документа WO 2011/023960 А1 известно устройство гамма-дефектоскопии, содержащее блок с испускающим отверстием для испускания излучения за пределы этого блока и поддерживающий обруч, охватывающий анализируемую конструкцию. Блок установлен на приводной каретке, которая может перемещаться вокруг обруча по рельсам, проходящим вокруг этого обруча. Перемещая каретку по рельсам вокруг обруча, можно устанавливать отверстие для испускания излучения в различные угловые положения вокруг обруча.

Однако раскрытое в документе WO 2011/023960 А1 устройство страдает тем недостатком, что приводная каретка рассчитана таким образом, чтобы она могла перемещаться в процессе испускания излучения в сторону анализируемой конструкции. В этом случае проецируемые на рентгеновскую пленку изображения становятся замутненными, а потому возможные имеющиеся на конструкции дефекты будут с меньшей точностью локализоваться на подложке рентгеновской пленки.

Сущность изобретения

Целью изобретения является усиление защиты оператора, занимающегося неразрушающим контролем конструкции методом гамма-дефектоскопии с использованием ионизирующего излучения, без снижения при этом точности проводимого неразрушающего контроля.

Для достижения этой цели предложено устройство гамма-дефектоскопии, содержащее:

- блок, имеющий испускающее отверстие для испускания ионизирующего излучения за пределы этого блока,

- поддерживающий обруч, охватывающий анализируемую конструкцию,

- средства съемного крепления блока к обручу, содержащие несколько крепежных элементов для крепления блока в заданных и различных угловых положениях вокруг обруча, причем испускающее отверстие расположено так, чтобы ионизирующее излучение направлялось на конструкцию, когда она охвачена обручем, а блок прикреплен к обручу одним из крепежных элементов.

Заявленное устройство крепится к анализируемой конструкции, причем это осуществляется с помощью поддерживающего обруча. Благодаря этому уменьшается расстояние между испускающим отверстием и анализируемой поверхностью. В результате значительно уменьшается опасность попадания части тела оператора в поле излучения между испускающим отверстием и конструкцией, когда последняя охвачена обручем.

Кроме того, благодаря наличию ряда крепежных элементов удается последовательно помещать испускающее отверстие в разные угловые положения вокруг обруча. Благодаря этому предлагаемое устройство позволяет осуществлять неразрушающий контроль по всему периметру конструкции при относительно малом количестве ионизирующего излучения. По этой причине предлагаемое устройство оказывается особенно выгодным при контроле трубопроводов, как правило, трубчатой формы.

Кроме этого, благодаря наличию ряда крепежных элементов гарантируется возможность установки испускающего отверстия строго неподвижно относительно обруча и, следовательно, относительно анализируемой конструкции, когда обруч охватывает ее. В результате этого становится возможным испускание излучения в сторону вполне определенного участка анализируемой конструкции. Таким образом, возможные имеющиеся в конструкции дефекты будут с большей точностью локализоваться посредством гамма-дефектоскопии, применяемой в рассматриваемом устройстве.

Изобретение может также дополнительно характеризоваться перечисляемыми ниже признаками, которые можно рассматривать как сами по себе, так и в любой из их технически осуществимых комбинаций.

Крепежные элементы могут выступать относительно поверхности обруча, являющейся наружной в радиальном направлении, а средства крепления дополнительно содержат:

- плиту, жестко соединенную с блоком и имеющую вырез для вставления в него любого из выступающих элементов,

- элемент для фиксации плиты относительно выступающего элемента, вставленного в вырез.

Кроме того,

- по меньшей мере, в одном из выступающих элементов может быть выполнен сквозной канал,

- в плите может быть выполнен сквозной канал, прерываемый вырезом и расположенный так, что он выровнен в одну линию со сквозным каналом в выступающем элементе, когда этот элемент входит в вырез.

Элемент для фиксации плиты относительно выступающего элемента может представлять собой штифт, имеющий стержень, предназначенный для пропускания через выровненные в одну линию каналы в плите и в крепежном элементе, когда этот элемент вставлен в вырез. Штифт может включать в себя:

- по меньшей мере, один шарик, выполненный с возможностью перемещения между отведенным положением в стержне и выступающим положением относительно стержня, в котором шарик фиксирует стержень в положении поперек канала в плите,

- приводной механизм для шарика, содержащий кнопку и выполненный с возможностью убирать шарик в стержень при нажатии на кнопку и сдвигать шарик в сторону его выступающего положения, когда кнопка не нажата, причем кнопка может быть выполнена, например, на захватной части штифта.

Каждый крепежный элемент может иметь две противоположные стороны, проходящие параллельно базовой оси, вокруг которой проходит обруч, причем сквозной канал в крепежном элементе выходит на две противоположные стороны.

Отклонение углового положения между каждыми двумя смежными крепежными элементами может быть постоянным.

На обруче могут быть предусмотрены от двух до восьми крепежных элементов.

Обруч может включать в себя две части, вместе образующие в целом кольцевую форму, и шарнирное соединение между этими двумя частями.

Обе части обруча могут быть выполнены из металла.

Обруч может дополнительно содержать защелку для скрепления одной из частей с другой частью.

Защелка может содержать рычаг, установленный с возможностью перемещения относительно одной из опорных частей, и головку для прикрепления к другой опорной части, установленную с возможностью перемещения относительно рычага, причем крепежная головка имеет регулируемую длину.

Блок может также включать в себя по меньшей мере один из следующих элементов: по меньшей мере один экран для защиты от ионизирующих излучений и коллиматор ионизирующего излучения, генерируемого источником с целью создания сфокусированного пучка ионизирующих лучей, направленного в сторону испускающего отверстия.

Устройство гамма-дефектоскопии может также содержать источник гамма-излучения. Это источник излучения может быть помещен в облучающую насадку, выполняемую съемно относительно блока.

Устройство гамма-дефектоскопии может также содержать рентгеновскую пленку, на которую будет попадать ионизирующее излучение после его проникновения в охваченную обручем конструкцию.

Изобретение также относится к способу гамма-дефектоскопии, реализуемому с использованием раскрытого выше устройства. Этот способ содержит следующие шаги:

- закрепляют поддерживающий обруч вокруг анализируемой конструкции,

- с помощью одного из крепежных элементов прикрепляют блок к обручу в заданном угловом положении вокруг этого обруча,

- через испускающее отверстие испускают генерируемое источником ионизирующее излучение в направлении поверхности конструкции, прикрепленной к обручу, при этом блок прикреплен к обручу в заданном угловом положении,

причем шаги прикрепления блока к обручу и испускания излучения повторяют для нескольких разных заданных угловых положений вокруг обруча.

Описание чертежей

Остальные признаки, цели и преимущества изобретения явствуют из нижеследующего описания, имеющего исключительно иллюстративный характер без каких-либо ограничений, и подлежащего изучению с рассмотрением в приложенных чертежей, на которых:

- фиг. 1 и 2 представляют собой трехмерные изображения облучающей насадки, коллиматорного блока и поддерживающего обруча, образующих части устройства гамма-дефектоскопии в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;

- фиг. 3 представляет собой вид сбоку облучающей насадки в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, которая является частью устройства, частично представленного на фиг. 1 и 2;

- фиг. 4 представляет собой схематический вид снизу плиты, входящей в состав устройства, частично представленного на фиг. 1 и 2, в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;

- фиг. 5 иллюстрирует систему замыкания поддерживающего обруча, являющегося составной частью устройства гамма-дефектоскопии и показанного на фиг. 1 и 2;

- фиг. 6 представляет собой вид сбоку фиксирующего штифта, также являющегося частью устройства гамма-дефектоскопии по фиг. 1 и 2;

- фиг. 7-12 иллюстрируют устройство на различных стадиях его прикрепления к анализируемой конструкции.

На всех этих чертежах одинаковые элементы обозначены одними и теми же буквенно-цифровыми позициями.

Раскрытие одного из вариантов осуществления изобретения

Как видно на фиг. 1 и 2, устройство 1 ближней гамма-дефектоскопии включает в себя испускающее устройство.

Это испускающее устройство содержит, в частности, испускающее отверстие 10 для испускания ионизирующего излучения в направлении анализируемой поверхности и приема излучения после его отражения от этой поверхности, чтобы охарактеризовать ее профиль, и в частности, определить местонахождение каких-либо дефектов.

Испускающее устройство состоит из двух частей: облучающей насадки 2 и коллиматорного блока 3.

Как показано на фиг. 3, облучающая насадка 2 содержит источник 20 для генерирования ионизирующего излучения. В качестве такого источника 20 гамма-излучения используют, например, источник селена-75 (Se⁷⁵) или иридия-192 (Ir¹⁹²).

Облучающая насадка 2 имеет корпус, в который помещен источник 20.

Корпус облучающей насадки проходит вдоль продольной оси X. Он включает в себя, если двигаться последовательно вдоль этой оси, ближнюю захватную часть 21 и дальнюю часть 22.

Дальняя часть 22 имеет дальний конец, на котором выполнено выпускное отверстие 23 для рассеивания ионизирующего излучения, генерируемого источником 20, находящимся в насадке 2.

Дальняя часть 22 имеет по продольной оси X цилиндрическую форму для вставления в коллиматорный блок 3. Эта дальняя часть 22 является, например, трубчатой.

Облучающая насадка дополнительно содержит фиксирующее кольцо 24, установленное вокруг дальней части 22.

Наружная в радиальном направлении поверхность фиксирующего кольца 24 является свободной. В толще кольца, измеряемой радиально относительно продольной оси X, выполнена по меньшей мере одна полость 240, выходящая на радиально наружную поверхность. Эта полость 240 имеет форму канавки, проходящей по всему периметру кольца 24 вокруг продольной оси X.

Фиксирующее кольцо 24 расположено на расстоянии D2 от выпускного отверстия 23.

Фиксирующее кольцо 24 может быть неподвижным относительно дальней части 22 или же установлено с возможностью скольжения по дальней части 11 параллельно продольной оси X, чтобы можно изменять расстояние D2 между кольцом 24 и выпускным отверстием 23.

При работе с источником типа Se⁷⁵ расстояние D2 между испускающим отверстием и фиксирующим кольцом обычно выбирают равным 34 миллиметрам. При работе же с источником типа Ir¹⁹² расстояние D2 между испускающим отверстием и фиксирующим кольцом обычно выбирают равным 36,5 миллиметра.

Кроме этого, фиксирующее кольцо 24 имеет буртик 242, образующий собой упор, который ограничивает ход вставления насадки 2 в блок 3. Полость 240 находится между буртиком 242 и выпускным отверстием 23.

Ближняя часть 21 дополнительно содержит пластиковое покрытие 210, размеры которого подходят для захвата указательным и большим пальцами.

Облучающая насадка 2 дополнительно содержит цепочку 28, один или два конца которой прикреплены к ближней части 21 с помощью подходящих средств.

Вернемся к фиг. 1 и 2, где показано, что коллиматорный блок 3 включает в себя входное отверстие 31, коллиматор 30 и испускающее отверстие 10.

Коллиматор 30 выполнен с возможностью фокусировать пучок ионизирующих лучей, поступающих из входного отверстия 31, и перенаправлять его к испускающему отверстию 10, наружу от коллиматорного блока 3.

Коллиматорный блок 3 также содержит поглощающие экраны 33, выполненные с возможностью ограничивать испускание ионизирующего излучения через стенки блока 3 изнутри коллиматорного блока 3 наружу этого коллиматорного блока 3.

Испускающее отверстие 10 (см. фиг. 2) расположено так, что оно обращено к поверхности анализируемой конструкции.

Коллиматорный блок 3 содержит гнездо, заканчивающееся входным отверстием 31. Это гнездо имеет размеры, обеспечивающие возможность вставлять в него дальнюю часть 22 облучающей насадки 2, включая часть фиксирующего кольца 24. Ниже по тексту мы будем называть это гнездо «гнездом вставки» облучающей насадки 2 в коллиматорный блок 3.

Гнездо вставки оптически сообщается с коллиматором 30, что обеспечивает возможность фокусировки этим коллиматором 30 излучения, излучаемого входным отверстием 31.

Устройство 1 дополнительно содержит средства съемного крепления облучающей насадки 2 к блоку 3.

Средства съемного крепления облучающей насадки 2 к блоку 3 содержат фиксатор 6, установленный с возможностью перемещения относительно коллиматорного блока 3, и фиксирующее кольцо 24, имеющее полость 240.

Фиксатор 6 имеет захватную часть 62, выступающую наружу над блоком 3 (см. фиг. 1 и 2).

Фиксатор 6 дополнительно содержит стержень, жестко соединенный с захватной частью 62 и проходящий через стенку блока 3, заходя в гнездо вставки облучающей насадки 2 (на фиг. 1 и 2 не виден).

Стержень фиксатора 6 выполнен с возможностью поступательного перемещения по оси, являющейся поперечной к оси вставки насадки в гнездо вставки через входное отверстие 31. Стержень фиксатора 6 выполнен с возможностью перемещения вдоль оси, перпендикулярной к продольной оси X насадки 2, когда последняя вставлена в гнездо блока 3.

Стержень имеет дальний конец (не показан), размеры которого позволяют вставлять его в полость 240, выполненную в фиксирующем кольце 24. Точнее, стержень выполнен с возможностью перемещения между отведенным положением, в котором дальний конец стержня заходит в гнездо вставки облучающей насадки 2, и положением, в котором стержень не заходит в это гнездо. Фиксатор 6 может быть дополнительно снабжен средствами возврата стержня в отведенное положение (например, пружиной, работающей на сжатие и расположенной вокруг стержня).

Коллиматорный блок 3 дополнительно содержит жестко соединенную с ним плиту 4.

В соответствии с вариантом осуществления, представленным на чертежах, плита 4 представляет собой самостоятельную металлическую деталь, закрепленную на корпусе, который содержит коллиматор 30, а также входное отверстие. Как вариант, в качестве плиты 4 используется просто стенка коллиматорного блока 3.

Как видно на фиг. 4, плита 4 имеет внутреннюю поверхность 41, обращенную к коллиматору 30, и свободную поверхность 42, противоположную внутренней поверхности 41, при этом свободная поверхность 42 располагают таким образом, чтобы она была напротив поверхности анализируемой конструкции.

Ниже по тексту толщина плиты определяется как размер этой плиты, измеренный между внутренней поверхностью 41 и свободной поверхностью 42.

Плита 4 имеет в целом форму параллелепипеда.

Испускающее отверстие 10 выполнено в свободной поверхности плиты 4. Таким образом, в плите 4, между ее внутренней поверхностью 41 и свободной поверхностью 42, проходит канал, имеющий оптическую связь с коллиматором и заканчивающийся испускающим отверстием 10, выполненным в свободной поверхности 42.

Плита 4 дополнительно содержит вырез 40, выходящий на наружную поверхность 42.

Вырез 40 выходит также на внутреннюю поверхность 41, что придает плите 4 в целом U-образную форму. Плита 4 имеет основание 420, от которого отходят две стенки 422 и 422b, образующие ветви этого U-образного элемента.

Испускающее отверстие 10 расположено в основании 420.

Кроме того, вырез 40 разрывает боковую сторону 44 плиты 4, соединяющую внутреннюю 41 и наружную 42 поверхности. Эта боковая сторона 44 образована свободными концами двух ветвей 422 и 422b.

Это позволяет вставлять какой-либо объект в вырез 40 в направлении, по существу, параллельном наружной поверхности 42, через боковую сторону 44, а точнее - через пространство, оставшееся между свободными концами двух стенок 422 и 422b (в направлении, показанном стрелкой М).

Две ветви 422 и 422b параллельны друг другу и разделены вырезом 40 на некоторый постоянный интервал. Благодаря этому между указанными двумя ветвями 422 и 422b можно вставить какой-либо объект, имеющий форму прямолинейного крепежного элемента.

Кроме того, в плите 4 выполнен сквозной канал 45, пересекающий вырез 40 в поперек последнего.

Этот канал проходит, например, перпендикулярно к направлению вставки объекта в вырез 4 через боковую сторону 44.

Канал 45 заключен между внутренней поверхностью 41 и свободной поверхностью 42 плиты 4 и заканчивается первым отверстием 460а, выполненным на первой боковой стороне 46а плиты 4, а также вторым отверстием 460b, выполненным на второй боковой стороне 46b, противоположной первой стороне 46а, при этом каждая из сторон, первая 46а и вторая 46b, соединяют внутреннюю поверхность 41 со свободной поверхностью 42.

Точнее, канал 45 образован двумя поперечными каналами, выполненными в толще двух ветвей 422а, 422b, причем эти два каналы расположены в одну линию и разделены вырезом 40.

В результате стержень, вставленный в отверстие 460а в направлении, показанном на фиг. 4 стрелкой G, можно расположить поперек выреза с выходом наружу через второе отверстие 460b.

Если вернуться к фиг. 1 и 2, то можно видеть, что поддерживающий обруч 5 является элементом устройства 1 гамма-дефектоскопии, который независим от коллиматорного блока 3.

Основное назначение обруча 5 - фиксировать конструкцию относительно коллиматорного блока, а следовательно - определять фиксированное положение для испускающего отверстия 10 относительно поверхности этой конструкции.

Обруч 5 содержит две части 50а, 50b, каждая из которых имеет С-образный профиль.

Эти две части вместе определяют в целом кольцевую форму, проходящую вокруг базовой оси R, что позволяет охватывать анализируемую конструкцию, например, трубчатой формы.

Таким образом, обруч имеет свободную поверхность, которая является внутренней в радиальном направлении по отношению к базовой оси и выполнена с возможностью по меньшей мере частичного прижатия к поверхности анализируемой конструкции.

Радиальная толщина С-образных частей составляет от 2 до 10 миллиметров.

Обруч также содержит соединительный элемент 51, который может перемещаться между двумя С-образными частями 50а, 50b. Эти две С-образные части соединяются друг с другом, например, с помощью соединительного элемента 51 типа шарнира с осью вращения, параллельной базовой оси R.

Обе части 50а, 50b обруча выполнены из жесткого материала типа металла.

У двух С-образных частей имеются два свободных конца 500а, 500b, расположенных напротив друг друга и отстоящих друг от друга на расстояние, изменяющееся в зависимости от положения шарнира 51.

Обруч также содержит запирающую защелку 54, установленную на двух обращенных друг к другу свободных концах и обеспечивающую смыкание обруча.

Защелка 54 может перемещаться между положением прикрепления и положением открепления

Когда защелка 54 находится в положении прикрепления, обе С-образные части 50а, 50b, шарнир 51 и защелка образуют все вместе периметр, замкнутый вокруг базовой оси R. В положении прикрепления обруч 5 может фиксировано удерживаться на конструкции, окруженной этим периметром.

Когда защелка 54 находится в открытом положении, два обращенных друг к другу конца 500а, 500b двух С-образных частей могут быть отодвинуты друг от друга путем поворота шарнира 51.

Как видно на фиг. 5, защелка 54 содержит рычаг 540, установленный с возможностью перемещения относительно одной из С-образных частей (в данном случае - 50а), и крепежную головку 542 для прикрепления к другой С-образной части 50b, причем крепежная головка 542 установлена подвижно относительно рычага 540.

Крепежная головка 542 заканчивается петлей, выполненной так, чтобы она охватывала штырь, радиально выступающий относительно базовой оси R за пределы конца 500b.

Крепежная головка 542 соединена с рычагом 540 с помощью системы «винт-гайка», обеспечивающей регулировку расстояния между головкой и рычагом. В соответствии с вариантом выполнения защелки 54, частично представленным для большей ясности на фиг.2, эта система «винт-гайка» включает в себя первую гайку 543, установленную с возможностью вращения на крепежной головке 542, вторую гайку 544, установленную с возможностью вращения на рычаге (по оси, параллельной оси вращения рычага относительно С-образной части 50а), и винт 545, взаимодействующий с каждой их двух гаек.

Поворотом винта 545 относительно одной и/или другой из гаек 543, 544 можно изменять расстояние между двумя гайками 543 и 544, а значит, и расстояние между крепежной головкой и рычагом и, соответственно, изменять пространство, образуемое защелкой между двумя концами 500а и 500b двух С-образных частей, находящимися напротив друг друга. В результате удается надежно охватывать обручем 5 анализируемые конструкции разных диаметров.

Две части 50а, 50b образуют вместе радиально наружную поверхность 53 обруча 5.

Обруч 5 также содержит ряд крепежных элементов 52, выступающих от наружной поверхности 53 относительно базовой оси R. Каждый крепежный элемент 52 жестко соединен с одной или другой из частей 50а или 50b обруча 5.

Крепежные элементы 52 распределены по обручу 5 в положениях, соответствующих разным заданным угловым положениям этого обруча 5.

Криволинейное расстояние между двумя смежными крепежными элементами при последовательном прохождении по частям 50а, 50b от свободного конца 500а до свободного конца 500b может быть постоянным.

Разумеется, пространство, разделяющее обращенные друг к другу свободные концы 500а и 500b имеет изменяющийся размер из-за переменной длины защелки 54. Тем не менее, надо понимать, что существует такая длина защелки 54, которая определяет замкнутое положение обруча 5, в котором угловое отклонение между каждыми двумя смежными крепежными элементами составляет 2π/N.

Количество N крепежных элементов 52 можно подбирать в соответствии с конкретными условиями применения. В самых распространенных случаях оно равно 2, 3, 4, 5 или 6. На фиг. 2 иллюстрируется вариант осуществления, в котором N=4.

Каждый крепежный элемент имеет форму, обеспечивающую, по меньшей мере частично, его вхождение в вырез 40.

Каждый крепежный элемент имеет две противоположные боковые стороны 521 и 522, при этом в нем выполнен сквозной канал 520, выходящий на две противоположные стороны 521 и 522.

Сквозной канал 520 проходит, по существу, тангенциально относительно радиально наружной поверхности 53 обруча 5.

Две противоположные стороны 521 и 522 являются, например, плоскими, придавая элементу 52 форму низкой стенки. Можно также предусмотреть для крепежных элементов 52 другие выступающие формы, например, форму штырей.

Каждый крепежный элемент 52 ориентирован на обруче 5 таким образом, чтобы обе стороны 521 и 522 каждого крепежного элемента 52 проходили параллельно базовой оси R, вокруг которой располагается обруч 5.

Когда любой один из крепежных элементов 52 входит в вырез 40, каждая сторона 521, 522 этого крепежного элемента 52 оказывается напротив одной из двух ветвей, образующих вырез 40.

Ширина каждого крепежного элемента 52, измеренная между его двумя противоположными сторонами 521 и 522, равна или, по существу, равна пространству, которое остается благодаря вырезу 40 между двумя ветвями 422а и 422b плиты 4.

Таким образом, когда крепежный элемент 52 входит в вырез 40, его сторона 521 оказывается прижатой к ветви 422а плиты 4, а его сторона 522 - к ветви 422b этой плиты 4.

Сквозной канал 45, выполненный в плите 4 и разрывающий вырез 40, а также сквозной канал 520, проделанный через каждый крепежный элемент 52, выполнены так, чтобы находиться на одной линии, когда один любой из крепежных элементов 52 войдет в вырез 40.

Предпочтительно, каналы 45 и 520 будут расположены в одну линию, когда крепежный элемент 52 упирается в дно выреза 40, образованного в основании 420.

Предпочтительно, каналы 45 и 520 выполнены так, чтобы они располагались в одну линию, когда радиально наружная поверхность 53 обруча опирается на свободную поверхность 42 плиты 4.

Как показано на фиг. 6, устройство 1 гамма-дефектоскопии также содержит фиксирующий штифт 7 плиты 4 с крепежным элементом 52 обруча 5.

Штифт 7 имеет захватную ближнюю часть 70, например в виде ручки, и дальнюю часть, образующую стержень 71, заканчивающийся свободным концом 72.

Стержень 71 жестко соединен с захватной частью 70.

Стержень 71 имеет поперечное сечение, позволяющее вставлять его в сквозной канал 45 плиты через одно или другое из отверстий 460а, 460b, выполненных в боковых сторонах плиты 4.

Кроме того, поперечное сечение стержня 71 позволяет вставлять его в канал 520 каждого из крепежных элементов 52.

Площадь поперечного сечения захватной части 70 больше поперечного сечения стержня 71.

Штифт 7 имеет заплечик 73, образованный в результате изменения площади сечения при переходе от захватной части 70 к стержню 71, причем этот заплечик образует собой упор, ограничивающий ход вставки стержня 71 в канал 45, выполненный в плите 4.

В данном варианте осуществления захватная часть образует ручку с осью, пересекающей ось стержня 71.

Штифт 7 также имеет средства для фиксации стержня относительно плиты 4, когда стержень 71 пропущен через канал, разрывающий вырез 40.

Эти средства фиксации содержат по меньшей мере один шарик 74, выполненный с возможностью перемещения между положением, в котором шарик убран в тело стержня, и положением, в котором шарик выступает относительно тела стержня 71, поперек его оси.

Фиксирующий штифт 7, показанный на фиг. 6, снабжен, например, двумя шариками 74, противоположными относительно тела стержня 7.

Длина стержня 7 превышает длину канала 45, проходящего через плиту между сторонами 46а и 46b. Кроме того, эта длина достаточна для того, чтобы, когда заплечик 73 упирается в боковую сторону плиты (например, сторону 46а), каждый убирающийся шарик 74 выходил за пределы плиты 4 через другую боковую сторону (боковую сторону 46b).

Кроме того, средства фиксации включают в себя приводную кнопку 75, выполненную в захватной части 70, а также приводной механизм, соединяющий кнопку 75 с шариками 74 и расположенный внутри тела стержня 71 (на фиг. 5 не показан).

Приводной механизм выполнен так, чтобы каждый шарик убирался в тело стержня 71 при нажатии на кнопку 75, и чтобы каждый шарик 74 возвращался в выступающее положение при отпускании кнопки 75. Этот приводной механизм может содержать, например, средство возврата, типа пружины, которая будет сдвигать шарик в выступающее положение, когда нажатие на кнопку отсутствует.

Фиксирующий штифт 7, плита 4 и каждый крепежный элемент 62 образуют вместе средства съемного крепления коллиматорного блока 3 к поддерживающему обручу 5.

Таким образом, различные крепежные элементы 52, размещенные в разных заданных положениях на обруче 5, определяют множество различных положений испускающего отверстия 10, обращенного к поверхности анализируемой конструкции, когда эта конструкция окружена обручем 5, и когда коллиматорный блок 3 прикреплен к обручу 5.

Ниже раскрыты шаги по закреплению устройства 1 гамма-дефектоскопии на конструкции, подлежащей анализу.

А) Прикрепление поддерживающего обруча к анализируемой конструкции

Как видно на фиг. 7, на поверхности трубы Т, например, трубчатой формы, имеется подлежащий анализу сварной шов S. Этот сварной шов S проходит по всей окружности трубы Т или по ее части.

Оператор заводит тело трубы Т в пространство, образованное между частями 50а и 50b обруча. Для этого ему надо раздвинуть два свободных конца 500а и 500b на расстояние больше диаметра трубы Т путем поворота шарнирного соединения 51.

Далее оператор устанавливает поддерживающий обруч 5 на расстоянии (измеряемом по базовой оси R), составляющем приблизительно 50 мм от сварного шва S.

Затем оператор приводит защелку 54 в прикрепляющее положение, размещая петлю, выполненную на конце крепежной головки 542, вокруг штыря, находящегося на конце 500b части 50b.

Оператор может также регулировать суммарный диаметр поддерживающего обруча 5, путем вращения винта 545, на величину, обеспечивающую достаточное охватывание конструкции обручем 5, благодаря чему труба Т будет надежно удерживаться в неподвижном положении относительно обруча 5.

B) Прикрепление облучающей насадки к коллиматорному блоку

Как показано фиг. 8, оператор берет облучающую насадку 2 за ее захватную часть 21.

Оператор устанавливает свободный конец дальней части 22, где выполнено отверстие 23, рядом с входным отверстием 31, выполненным на коллиматорном блоке 3.

Действуя своей другой свободной рукой, оператор тянет захватную часть 62 фиксатора 6 так, чтобы стержень фиксатора 6 не заходил в гнездо вставки облучающей насадки 2, выполненное в коллиматорном блоке 3.

Далее оператор вставляет дальнюю часть 22 облучающей насадки 2 в это гнездо через отверстие 31 до тех пор, пока буртик 242 не упрется в коллиматорный блок 3. При этом полость 240, образованная на радиально наружной поверхности фиксирующего кольца 24, оказывается внутри гнезда вставки, а точнее - напротив свободного конца стержня фиксатора 6.

Затем оператор устанавливает фиксатор 6 в отведенное положение, двигая захватную часть 62 этого фиксатора 6 в сторону гнезда вставки (или просто отпуская захватную часть 62, если фиксатор 6 снабжен средством возврата в отведенное положение с заходом в гнездо вставки).

Когда фиксатор 6 находится в отведенном положении, свободный конец стержня входит в полость 240 фиксирующего кольца 24, вставленного в гнездо вставки. При этом облучающая насадка 2 оказывается заблокированной в продольном направлении фиксатором 6 в гнезде вставки, которое выполнено в коллиматорном блоке 3.

C) Прикрепление коллиматорного блока к поддерживающему обручу

Как можно понять из фиг. 9, оператор берется за коллиматорный блок 3 и подводит свободную поверхность 42 плиты 4 к месту напротив трубы Т.

Оператор направляет плиту 4 вправо по отношению к первому крепежному элементу 52, заходящему на радиально наружную поверхность поддерживающего обруча 5.

Оператор вставляет первый крепежный элемент 52 в вырез 40 в направлении, по существу, параллельном базовой оси R и свободной поверхности 42 через боковую сторону 44 до тех пор, пока крепежный элемент не упрется в основание 420 плиты 4. При этом сквозной канал 520, образуемый между противоположными сторонами 521 и 522 крепежного элемента 52, оказывается выровненным в одну линию с каналом 45, выполненным поперек ветвей 422а, 422b U-образной плиты.

Форма крепежных элементов позволяет установить соосно оба канала 45 и 520 в вырезе 40.

Пользуясь свободной рукой, оператор берется за захватную часть 70 фиксирующего штифта 7 и устанавливает конец 72 стержня 71 рядом с отверстием 460а, выполненным на боковой стороне 46а плиты 4.

Оператор нажимает большим пальцем приводную кнопку 75, в результате чего шарик(шарики) будет убран (будут убраны) внутрь стержня 71.

Оператор пропускает стержень 71 через канал 45, разрываемый вырезом 40, и через канал 520, выполненный в крепежном элементе 52, вставленном в вырез, и выровненный в одну линию с каналом 45.

Когда заплечик 73 штифта 7 упрется в поверхность стороны 46а плиты 4, та часть конца стержня 71, где находятся свободный конец 72 и шарики 74, выйдет из плиты 4 через отверстие 460b, выполненное на боковой стороне 46b.

Затем оператор отпускает приводную кнопку 75, вследствие чего шарики 74 перейдут в выступающее положение относительно тела стержня 71 и зафиксируют штифт 7 поперек сквозных каналов 45 и 520 в направлении оси стержня 71.

При этом происходит прикрепление коллиматорного блока 3 к поддерживающему обручу 5 с помощью плиты 4, штифта 7 и крепежного элемента 52. В этом положении испускающее отверстие 10, выполненное в основании 420 плиты 4, оказывается напротив трубы Т, охваченной поддерживающим обручем 5, а точнее - напротив сварного шва S не некотором расстоянии от поддерживающего обруча 5.

Теперь устройство 1 гамма-дефектоскопии готово к обследованию указанного сварного шва S.

Совершенно очевидно, что шаги прикрепления поддерживающего обруча к анализируемой конструкции (А), прикрепления облучающей насадки к коллиматорному блоку (Б) и прикрепления коллиматорного блока к поддерживающему обручу (В) могут проводиться в любой последовательности.

Следует отметить, что, когда устройство 1 прикреплено к конструкции Т, испускающее отверстие 10 отстоит от поверхности Т лишь на небольшое расстояние, соответствующее радиальной толщине поддерживающего обруча 5.

Таким образом, опасность поражения оператора ионизирующими лучами, испускаемыми из испускающего отверстия, значительно снижена по сравнению с использованием устройства гамма-дефектоскопии, не прикрепленного к конструкции, для анализа которой оно предназначено.

D) Гамма-дефектоскопическое обследование конструкции, охваченной обручем

Источник 20, помещенный в облучающую насадку, генерирует ионизирующее излучение, например, гамма-излучение.

Генерируемое ионизирующее излучение излучается отверстием 23 в гнезде вставки, выполненном в коллиматорном блоке 3, через отверстие 31.

Это излучение направляют к коллиматору 30, находящемуся в коллиматорном блоке 3.

Коллиматор 30 концентрирует ионизирующее излучение, поступающее из отверстия 31, в виде сфокусированного пучка ионизирующих лучей, которые перенаправляются им в сторону испускающего отверстия 10.

Поглощающие экраны 33, выполненные в стенках коллиматорного блока 3, предотвращают выход лучей через стенки этого коллиматорного блока 3.

Сфокусированный пучок ионизирующих лучей выходит из коллиматорного блока 3 через испускающее отверстие 10, которое находится напротив сварного шва S.

Указанный сфокусированный пучок достигает поверхности сварного шва S, проникает внутрь этого сварного шва и затем проецируется на рентгеновскую пленку.

По завершении анализа оператор извлекает фиксирующий штифт 7 из сквозных каналов 45 и 520 нажатием на приводную кнопку 75. Затем он прикрепляет плиту 41 ко второму крепежному элементу конструкции, находящемуся во втором угловом положении, отличном от углового положения предыдущего крепежного элемента, относительно оси R, с помощью фиксирующего штифта 7 и с проведением раскрытых выше шагов.

Благодаря второму крепежному элементу 52 можно установить испускающее отверстие 10 напротив другого участка сварного шва S.

После этого повторяют гамма-дефектоскопическое обследование применительно к указанному второму угловому положению.

Переустановку блока 3 во второе угловое положение осуществляют предпочтительно в течение того времени, пока поддерживающий обруч 5 прикреплен к конструкции Т. Благодаря этому гарантируется соблюдение заданного углового отклонения между несколькими следующими друг за другом испусканиями излучения из испускающего отверстия 10.

Вышеуказанные шаги могут быть повторены столько раз, сколько имеется крепежных элементов 52 на поддерживающем обруче 5, что позволяет охарактеризовать несколько местоположений сварного шва S и, таким образом, собрать достаточный объем информации о его состоянии.

Использование: для гамма-дефектоскопии конструкций типа трубопроводов. Сущность изобретения заключается в том, что устройство гамма-дефектоскопии содержит: блок, имеющий испускающее отверстие для испускания ионизирующего излучения за пределы блока, поддерживающий обруч для охватывания анализируемой конструкции, при этом предусмотрены средства съемного крепления блока к обручу, содержащие несколько крепежных элементов для крепления блока в заданных и различных угловых положениях вокруг обруча, причем испускающее отверстие расположено так, чтобы направлять ионизирующее излучение на конструкцию, когда она охвачена обручем, а блок прикреплен к обручу одним из крепежных элементов, причем крепежные элементы выступают от радиально наружной поверхности обруча, а средства крепления дополнительно содержат плиту, жестко соединенную с блоком и имеющую вырез для вставления в него любого из выступающих элементов, а также элемент для фиксации плиты относительно выступающего элемента, вставленного в вырез. Технический результат: обеспечение возможности усиления защиты оператора, занимающегося неразрушающим контролем конструкции методом гамма-дефектоскопии с использованием ионизирующего излучения, без снижения при этом точности проводимого неразрушающего контроля. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство (1) гамма-дефектоскопии, содержащее:

- блок (3), имеющий испускающее отверстие (10) для испускания ионизирующего излучения за пределы блока (3),

- поддерживающий обруч (5) для охватывания анализируемой конструкции (Т),

- при этом предусмотрены средства съемного крепления блока (3) к обручу (5), содержащие несколько крепежных элементов (52) для крепления блока (3) в заданных и различных угловых положениях вокруг обруча (5), причем испускающее отверстие (10) расположено так, чтобы направлять ионизирующее излучение на конструкцию (Т), когда она охвачена обручем (5), а блок (3) прикреплен к обручу (5) одним из крепежных элементов, отличающееся тем, что:

- крепежные элементы (52) выступают от радиально наружной поверхности обруча (5), а

- средства крепления дополнительно содержат:

плиту (4), жестко соединенную с блоком (3) и имеющую вырез (40) для вставления в него любого из выступающих элементов (52),

- элемент (7) для фиксации плиты (4) относительно выступающего элемента (52), вставленного в вырез (40).

2. Устройство (1) по п. 1, в котором

- по меньшей мере один из выступающих элементов (52) содержит сквозной канал (520),

- плита (4) содержит сквозной канал (45), прерываемый вырезом (40) и расположенный так, что он выровнен в одну линию со сквозным каналом (45, 520) в выступающем элементе (52), когда этот элемент (52) вставлен в вырез (40),

- элемент для фиксации плиты (4) относительно выступающего элемента (52) представляет собой штифт (7), имеющий стержень (71), предназначенный для пропускания через выровненные в одну линию каналы (45, 520) в плите (4) и в крепежном элементе (52), когда этот элемент (52) вставлен в вырез (40).

3. Устройство (1) по п. 2, в котором штифт (7) содержит по меньшей мере один шарик (74), выполненный с возможностью перемещения между:

- отведенным положением в стержне (71) и

- выступающим положением относительно стержня (71), в котором шарик (74) фиксирует стержень в положении поперек канала (45, 520) в плите (4).

4. Устройство (1) по п. 2 или 3, в котором штифт (7) дополнительно содержит приводной механизм для шарика, содержащий кнопку (75) и выполненный с возможностью:

- убирать шарик (74) в стержень при нажатии на кнопку (75),

- сдвигать шарик (74) в сторону его выступающего положения, когда кнопка (74) не нажата.

5. Устройство (1) по п. 4, в котором кнопка выполнена на захватной части (74) штифта (7).

6. Устройство (1) по любому из пп. 1-5, в котором каждый крепежный элемент (52) имеет две противоположные стороны (521, 522), проходящие параллельно базовой оси (R), вокруг которой проходит обруч (5), причем сквозной канал в крепежном элементе (52) выходит на две противоположные стороны (521, 522).

7. Устройство (1) по любому из пп. 1-6, в котором отклонение углового положения между каждыми двумя соседними крепежными элементами (52) является постоянным.

8. Устройство (1) по любому из пп. 1-7, в котором предусмотрено от двух до восьми крепежных элементов (52).

9. Устройство (1) по любому из пп. 1-8, в котором обруч (5) имеет и содержит

- две части (50а, 50b), вместе образующие в целом кольцевую форму, и

- шарнирное соединение (51) между двумя частями (50а, 50b).

10. Устройство (1) по любому из пп. 1-9, в котором обе части (50а, 50b) выполнены из металла.

11. Устройство (1) по п. 9 или 10, в котором обруч (5) дополнительно содержит защелку (54) для скрепления одной из частей (50а) с другой частью (50b).

12. Устройство (1) по п. 11, в котором защелка (54) содержит рычаг (540), установленный с возможностью перемещения относительно одной из опорных частей (50а), и головку (542) для прикрепления к другой опорной части, установленную с возможностью перемещения относительно рычага (540), причем крепежная головка (542) имеет регулируемую длину.

13. Устройство (1) по любому из пп. 1-12, в котором блок (3) содержит по меньшей мере один экран (33) для защиты от ионизирующего излучения.

14. Способ гамма-дефектоскопии, реализуемый с помощью устройства по любому из пп. 1-13, содержащий следующие шаги:

- закрепляют поддерживающий обруч (5) вокруг анализируемой конструкции,

- с помощью одного из крепежных элементов (52) прикрепляют блок (3) к обручу (5) в заданном угловом положении вокруг обруча,

- через испускающее отверстие (10) испускают ионизирующее излучение, генерируемое источником (20), в направлении поверхности конструкции, прикрепленной к обручу (5), при этом блок (3) прикреплен к обручу (5) в заданном угловом положении,

причем шаги прикрепления блока (3) к обручу (5) и испускания излучения повторяют для нескольких различных заданных угловых положений вокруг обруча (5).