Рентгенографический контроль сварных соединений трубопроводов

Рентгенография сварных швов трубопроводов

В процессе соединения металлических фрагментов сварочным аппаратом возникают ситуации, при которых невозможно образование однородной структуры рубца. Это происходит при нарушении режима сваривания, проникновения посторонних частиц в ячейку шва, и приводит к образованию дефектов. Сварное соединение получается более низкого качества и с менее эффективными эксплуатационными показателями. Не все погрешности можно определить визуально, так как они располагаются внутри шва и скрыты от человеческого глаза. При монтаже трубопровода требования к сварным соединениям достаточно высокие, любая микротрещина или воздушный пузырь внутри рубца могут привести к серьёзным последствиям.

Рентгенография сварных швов – один из достоверных методов неразрушающего контроля при изучении состояния рубца. Его применяют для проверки качества работ при монтаже трубопровода, промышленного оборудования, подвергающегося высоким нагрузкам.

В основе принципа рентгенографии лежит свойство металла поглощать рентгеновские лучи. Если в структуре рубца будут воздушные пустоты, поры, трещины, инородные фрагменты, то интенсивность прохождения лучей повысится, что позволит регистрирующему датчику определить местоположение дефекта, его размер, форму и другие характеристики. Рентгенографический контроль сварных соединений является наиболее информативным методом исследования.

Свойства рентгеновских лучей

Рентгеновское излучение обладает способностью проникать через плотные непрозрачные материалы, но чем больше плотность среды, тем ниже уровень прохождения лучей. Проходимость определяется длиной волны излучения. Чем больше длина луча, тем сложнее ему проникнуть через плотную поверхность. Излучение поглощается телом, с которым соприкасается. Чем выше плотность среды, тем больше уровень поглощения.

Существует группа химических соединений, реагирующих на рентгеновское излучение особым свечением. После прекращения облучения свечение угасает, но отдельные химические компоненты сохраняют заряд более продолжительное время. На этом основан принцип формирования рентгеновских снимков сварного соединения. Лучи воздействуют на фотоэлемент, воссоздавая структуру внутреннего состояния рубца.

Преимущества рентгенографии при исследовании строения сварочного рубца

  • Точный, информативный и надёжный способ дефектоскопии сварных соединений.
  • Выявляет скрытые дефекты и нарушения внутренних структур рубца.
  • С высокой точностью определяет локализацию и размеры дефекта.
  • Оперативная скорость обследования.

Слабые стороны рентгенографических исследований

  • Результат зависит от точности настроек аппарата.
  • Большая стоимость оборудования определяет высокие цены на услугу.
  • Необходимость использования специальных плёнок.
  • Необходимо соблюдать технику безопасности при проведении обследований, в противном случае существует угроза для здоровья лаборантов и рабочих на площадке.

Принцип работы рентгенографических устройств

Излучатель – это своеобразная вакуумная лампа с тремя электродами. Для возникновения лучей необходимо задать ускорение заряженным частицам. Для этого применяют анод и катод.

Катод испускает электроны, которые ускоряются благодаря электрическому потенциалу между анодом и катодом. Возникающие лучи слишком слабые. Но когда они сталкиваются с анодом, возникает выброс энергии и происходит регенерация мощного излучения в диапазоне, открытом Рентгеном.

Траектория движения луча сохраняется при прохождении через рубцовую среду. Частично излучение поглощается металлом, а те лучи, что проходят сквозь толщу соединения, формируют изображение на плёнке. Изменение интенсивности отображает инородные тела другой плотности, воздушные раковины и излишние наплавления металлических окалин. Благодаря этому, специалист определяет форму, размер и расположение дефекта.

Метод проведения рентгенографического контроля

Метод рентгенографического контроля сварных швов проводится аналогично с радиографическим контролем:

  • Аппарат настраивается с учётом плотности металла, чтобы лучи могли пройти сквозь среду.
  • Рубец подготавливается к обследованию: снимается шлак, окалины, лакокрасочное покрытие, устраняется излишняя шероховатость.
  • Сварное соединение размещают между плёнкой и излучателем аппарата.
  • Запускается процедура сканирования, лучи проходят сквозь рубец и попадают на плёнку. Изменение интенсивности излучения отображает неровности и дефекты соединения.

Оборудование

Проверка методами неразрушающего контроля проводится экспертами II и III уровня с аттестатом, подтверждающим допуск к проведению определённой категории дефектоскопии при наличии соответствующей аппаратуры. Настройка рентгеновского оборудования проводится специалистами метрологической службы с учётом нормативных требований.

Программа обследования составляется для каждого объекта в индивидуальном порядке. Результаты контроля вносятся в протокол исследования, на основании данной документации составляется итоговое заключение с подписью и печатью ведущего специалиста.

Проводится комплексная работа по разработке методик диагностики, согласование с планами объектов, выбора оптимальных способов проверки.

Рентгенографический контроль сварных соединений

Во время соединения металлических деталей с помощью сварки может возникнуть ситуация, которая затруднит образование нормального однородного шва. Когда в сварочную ванну попадают посторонние предметы или элементы, а также выбран неправильный режим сваривания, то вполне возможно образование брака. Это приводит к тому, что шов будет иметь более низкое качество и сможет выдержать меньшее количество нагрузок, чем предполагалось. Далеко не все виды дефектов можно увидеть сразу, так как зачастую они имеют скрытый характер. В особенности это относится к мелким трещинам и порам. Требования к сварным соединениям здесь могут быть очень высокими, так что любой недочет может привести к серьезным последствиям.

Рентгенографический метод контроля сварных соединений это один из самых достоверных способов. Данный метод особенно популярен при проверке соединений технологических трубопроводов, различного ответственного оборудования, металлических конструкций и прочих материалов, применяющихся в самых разнообразных отраслях. Чаще всего высокие нагрузки встречаются в строительстве. Рентген контроль сварных соединений проводится по ГОСТ 7512-86.

Данный принцип основан на поглощении лучей плотными средами. Чем более плотная структура, тем меньше лучей пройдет наружу. Если внутри шва есть трещины, раковины, поры и прочие полые дефекты, то количество прохождения лучей здесь будет значительно большим. Регистрирующее устройство сможет выявить наличие дефекта, его размер, место расположения и другие особенности. Такими качествами не обладает ни один другой метод. Рентгеновский контроль сварных соединений является детальным показателем состояния локальных участков металлоконструкций

Свойства рентгеновских лучей

Лучи могут проходить через плотные непрозрачные тела, но чем выше плотность этих тел, тем ниже пропускание лучей. Проходимость зависит и от длины лучей. При большой длине им сложнее пройти сквозь плотные поверхности. Во время прохождения лучи поглощаются той поверхностью, с которой соприкасаются. Чем выше плотность, тем больше поглощение.

Некоторые химические вещества при контакте с излучением получают видимое свечение. После окончания воздействия свечение прекращается, но некоторые вещества сохраняют заряд свечения еще на некоторое время. Это свойство является основой для создания рентгеновских снимков в данном методе. Воздействие лучей на светочувствительную часть фотопластинок создает изображение внутреннего состояния шва.

При воздействии лучей на клетки организма они производят определенные воздействия, которые зависят от типа ткани и интенсивности полученной дозы. Это может использоваться в медицине, но также имеет и обратный эффект, который проявляется в лучевой болезни.

Лучи могут ионизировать воздух, расщепляя составные части воздушной массы на отдельные частицы, имеющие электрический заряд. Из-за этого воздух может проводить электричество.

Преимущества

  • Рентгенографический контроль сварных соединений трубопроводов является одним из самых точных и надежных методов дефектоскопии;
  • Можно увидеть скрытые дефекты;
  • Возможно определение абсолютных и относительных размеров бракованного места;
  • Скорость проведения процедур достаточно высокая.

Недостатки

  • Эффективность метода зависит от правильности установки параметров;
  • Оборудование для его проведения имеет высокую стоимость;
  • Здесь нужно использовать особую пленку для фиксации результата;
  • Это опасный для здоровья метод дефектоскопии сварных швов.

Устройство и принцип работы оборудования

Излучающий элемент представлен в виде вакуумного сосуда, в котором находится три электрода: анод, накал катода и катод. Сами рентгеновские лучи возникают тога, когда заряженные частицы получают сильное ускорение. Это может случиться и при высокоэнергетическом переходе, что происходит в оболочке атомов. Рентгенографические трубки используют оба этих варианта. Основным конструктивным элементом устройства выступает анод и катод.

Электроны, которые испускаются катодом получают ускорение от различных электрических потенциалов, находящихся в области между анодом и катодом. В это время рентгеновские лучи еще не испускаются, по причине малого своего количества. Они ударяются об анод, после чего происходит их резкое торможение. За счет этого происходит генерация лучей в рентгеновском диапазоне. В это же время из внутренних оболочек атомов анода выбиваются электроны. На места выбитых частиц становятся другие электроны. Выпускаемое излучение приобретает характерные черты, которыми обладает материал анода.

Когда лучи уже вышли, то они передвигаются в соответствии с заданным направлением сквозь выбранный участок шва. Затем они сталкиваются с плотной поверхностью и часть остается в металле. Остальные частицы, которым удалось прорваться, попадают на пленку. Там отображается интенсивность излучения в каждом отдельном месте. При наличии пустых мест в структуре наплавленного металла, количество лучей становится большим. Таким образом можно выявить где находится тот или иной дефект, а также какой он формы и размера.

Методика проведения контроля

Методика проведения рентгенографического контроля сварных соединений очень схожа с радиографическим контролем. Первым делом происходит настройка аппаратуры под определенную плотность металла, чтобы излучение смогло пройти сквозь его поверхность. Затем происходит подготовка сделанного шва к контролю. Для этого с него оббивают шлак, обрабатывают до требуемой высоты валика и зачищают саму поверхность.

После этого изделие перемещается в аппарат на то место, где будет происходить выпуск лучей. Оно должно находиться между излучателей и фотопленкой. Затем включается аппарат и лучи моментально проникают сквозь сварной шов, попадая в итоге на пленку. На ней отображаются все неровности интенсивности, которые показывают наличие дефектов.

Читать еще:  Производство сетки рабицы в домашних условиях

Данный процесс может оказать вред здоровью, так что необходимо соблюдать все правила техники безопасности.»

Меры по технике безопасности

Чтобы сохранить свое здоровье при частом проведении подобных процедур, следует придерживаться ряда предписанных требований. В первую очередь, устройство должно быть экранировано, чтобы излучение не распространялось по всему помещению, а действовало только в строго направленное место. Для экранирования зачастую используют металлические пластины. Они же могут пригодиться для обустройства стен помещения, которые также должны быть ограждением для распространения излучения.

Во время работы следует держаться как можно дальше от излучателя, насколько это возможно. Также стоит уменьшить время пребывания в помещении во время работы техники. В данном месте не должно быть ни каких посторонних людей. Все работники должны иметь средства индивидуальной защиты.

Все работы должны проводиться только при условии, что техника исправна и правильно настроена. Стоит понимать, что минимальной дозы излучения сложно избежать, но она со временем накапливается, если процедуры проводятся часто и это может вызвать серьезные осложнения, перерастающие в хроническую профессиональную болезнь. Исходя из этого, необходимо следить за тем, какую дозу человек получает за один проход действия аппарата. Для этого используются специальные дозиметры. Также нужно обратить внимание на ионизацию воздуха в помещении, так как при сильно высоком ее уровне может случиться электрический разряд, потому что воздушная масса перестанет быть диэлектриком.

ПРАКТИКА РАДИОГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ ПО ПБ 03 – 585 – 03

Радиографический контроль (далее по тексту – РК) сварных соединений применяется при изготовлении, монтаже и ремонте технологических трубопроводов.
Согласно требованию п.2.1.4. ПБ 03-585-03 категории трубопроводов устанавливаются разработчиком проекта для каждого трубопровода и указываются в проектной документации.
При этом согласно требованию п.7.3.9. ПБ 03-585-03неразрушающему контролю подвергают наихудшие по результатам внешнего осмотра сварные швы по всему периметру трубы. Число контролируемых сварных швов определяется техническими условиями на объект, но во всех случаях должно быть не ниже приведенных в табл. 12[1].

Схемы радиографического контроля сварных соединений
РК сварных соединений трубопроводов проводится по схемам, приведенным на черт. 5 ГОСТ 7512-82 [2]. При контроле технологических трубопроводов наибольшее распространение получили схемы 5в и 5г (рис. 1).

Для контроля всего сварного соединения необходимо при каждом следующем просвечивании поворачивать источник излучения на угол 360º/Nотносительно предыдущего положения. Длина снимка должна обеспечивать перекрытие не менее 20 мм смежных участков сварного соединения. На одном снимке подлежит расшифровке участок сварного соединения протяженностью πD/N. Согласно [3] на границах контролируемых за одну экспозицию участков необходимо устанавливать ограничительные метки. Для выполнения данного требования на практике часто используется маркировочный (мерный) пояс. Согласно [2] при контроле по схеме 5г эталон чувствительности устанавливается со стороны кассеты с пленкой (см. рис. 1) на расстоянии не менее 5 мм от шва с направлением канавок поперек шва. При контроле кольцевых швов трубопроводов с диаметром менее 100 мм допускается не устанавливать ограничительные метки, а канавочные эталоны — устанавливать с направлением канавок вдоль шва.

Пример определения количества экспозиций
Определить какое количество экспозиций требуется для контроля трубопровода ø159х8,0 мм? Расстояние от источника излучения до поверхности трубопровода fсоставляет 100 мм.
1. Вычисляем отношения d/D и f/D:
d/D=(159-2·8,0)/159=0,90
f/D=100/159=0,63
2. На графике рис. 2 определяем точку с координатами (0,90;0,63). Данная точка (см. рис. 2) находится в области, соответствующей N=4.
Таким образом, для контроля сварного соединения трубопровода при заданных условиях требуется 4 экспозиции.
Следует отметить, что определенное на основании рис. 2 количество экспозиций отличается от значений N, полученных в соответствии с Приложением 2 РДИ 38.18.020. Так, согласно табл. П 2.4 [3] для контроля сварного соединения трубопровода при заданных условиях достаточно N=3 экспозиции. Авторы связывают данное различие с ошибкой, допущенной разработчиками табл. П 2.4 [3].

Оценка качества сварных соединений технологических трубопроводов
В процессе оценки качества по результатам радиографического контроля исходными данными являются снимки каждого отдельного участка сварного соединения. При традиционной системе, оценка качества проводится для каждого снимка, и, в случае положительного заключения «да» («годен») по всему комплекту снимков данного соединения, оно в целом признаётся годным. В ПБ 03-585-03 установлен другой подход к оценке качества:
1. Оценку качества сварных соединений по результатам радиографического контроля следует проводить по балльной системе.
2. Суммарный балл качества сварного соединения определяется сложением наибольших баллов, полученных при раздельной оценке качества соединений по плоскостным (трещины, несплавления, непровары) и объёмным (поры, шлаковые включения) дефектам согласно таблицам 11 и 13 ПБ 03-585-03.
3. В заключении или журнале радиографического контроля следует указать балл сварного соединения, определённый по таблице 13, наибольший балл участка сварного соединения, определённый по таблице 11, а также суммарный балл качества сварного соединения (например: 0/2=2 или 6/6=12).
Таким образом, реализация балльной оценки требует введения дополнительных граф (см. табл. 1) в традиционную форму заключения по результатам радиографического контроля.

Последовательность принятия решения при балльной оценке сварных соединений технологических трубопроводовследующая:
1. Выявленные при расшифровке каждого снимка несплошности следует записать в графу «Условная запись обнаруженных несплошностей по ГОСТ 7512-82». В конце условной записи несплошностей, обнаруженных на одном снимке, требуется указать суммарную длину объемных дефектов на любом участке шва длиной 100 мм (в случае, если протяженность контролируемого участка менее 100 мм, указывается суммарная длина объемных дефектов на всем участке). После условной записи непровара, используя знаки « », необходимо оценить его глубину (в % по отношению к номинальной толщине стенки).
2. Используя табл. 11 ПБ 03-585-03, произвести оценку каждой объемной несплошности (включения, поры, скопления) в баллах.
3. В графу «Максимальный балл по объемным дефектам» записать максимальный балл, из определенных в соотвествии с п. 2 и п. 3.
4. Определить суммарную длину (в мм) непроваров, т.е. провести сложение длин непроваров, выявленных на отдельных снимках участков шва, а затем определить долевую протяжённость непроваров относительно периметра трубы πD.
5. Согласно таблице 13 [1] определить балл сварного соединения по плоским. дефектам. Полученный результат записать в графу заключения «Оценка качества в баллах. Балл по плоским дефектам».
6. Записать в графе заключения «Суммарный балл» суммарный балл качества сварного соединения в виде условной дроби, в числителе которой балл, определённый по п.5, а в знаменателе балл, определённый по п. 3, затем произвести сложение этих величин, определить и записать суммарный балл.
7. На основании полученного значения суммарного балла и требований таблицы п.7.3.14 ПБ 03-585-03 определить годность сварного соединения и записать в графу «Заключение о годности».

Примечания
1.Употребляемый в тексте термин «дефект» взят из [1] и подразумевает изображение несплошности (несовершенства), обнаруженной в процессе расшифровки снимка (снимков).
2.Необходимость записи обнаруженных несплошностей, в т.ч. и объёмных, для каждого участка следует как из требований п.7.3.14 ПБ 03-585-03, так и из необходимости определения места ремонта сварного соединения.

Пример принятия решения при балльной системе оценки качества
По результатам радиографического контроля на три снимка (участка) сварного соединения Ø159х6 мм трубопровода III категории (схема 5г):
— на первом участке обнаружены две поры диаметром 0,6 мм и одна пора диаметром 1,0 мм;
— на втором участке обнаружен непровар по оси глубиной до 20% и длиной 20 мм;
— на третьем участке обнаружен непровар по оси глубиной до 20% и длиной 30 мм, цепочка шлаков длиной 3,0 мм с максимальным размером включения 0,6 мм и 5 пор диаметром 0,8 мм каждая.
1. Заполняем графу «Условная запись обнаруженных несплошностей по ГОСТ 7512-82».
2. В соответствии с табл. 11 ПБ 03-585-03 проводим оценку каждой объемной несплошности:
— уч. 1: П0,6 – 1 балл (Ø 2 ), категорий I и II — на уровне класса 2 (по ГОСТ 7512-82), для трубопроводов категорий III, IV и V — на уровне класса 3.
В соответствии с общепринятым определением [4] радиационная толщина – суммарная длина участков оси рабочего пучка направленного первичного ионизирующего излучения в материале контролируемого объекта. Таким образом, при просвечивании по схемам, приведенным на рис. 1, радиационная толщина (в месте установки канавочного эталона чувствительности) рассчитывается по формуле:
PT=2·HT+hэт,
где:
PT, мм – радиационная толщина (в месте установки канавочного эталона чувствительности);
HT, мм – номинальная толщина стенки трубопровода;
hэт, мм – высота канавочного эталона чувствительности, по которому определяется достигнутая чувствительность (при использовании канавочного эталона № 11 hэт= 2 мм).

Об определении глубины непровара
Для балльной оценки сварного соединения по плоским дефектам согласно табл.13 ПБ необходимо определить глубину непровара (до 5%, 10%, 20% или более).
В п.7.3.14 ПБ декларируется, что «при необходимости точная глубина непровара определяется методом профильной радиографической толщинометрии в месте его наибольшей величины по плотности снимка или по ожидаемому местоположению».
Проведение радиографической профильной толщинометрии технологических трубопроводоврегламентируется РДИ 38.18.001-83 [5], «устанавливающей методику, порядок, режимы контроля и оценку погрешностей измерения толщины стенок трубопроводов, недоступных для контроля ультразвуковым методом». При этом в [5] отсутствуют указания по оценке глубины непровара.
Следует отметить, что в известных научно-технических изданиях по радиационной дефектоскопии [6,7] указанный метод толщинометрии не упоминается и не рассматривается.
На практике при оценке глубины непровара корня шва используют канавочные эталоны чувствительности. Глубина непровара считается не превышающей глубины канавки эталона, если при визуальном или фотометрическом сравнении оптическая плотность изображения непровара не превышает оптической плотности изображения канавки (при условии одинаковой оптической плотности фона в районах расположения канавок и непровара.) [8].
Отмечается, что глубина непровара, определённая этим способом, оказывается заниженной по сравнению с истинной величиной по следующим причинам:
­ ширина непровара может быть 0,1мм и менее, т.е. значительно меньше ширины канавки эталона (0,5 мм и более);
­ в отличие от канавки, имеющей правильную геометрическую форму, непровар не лежит в одной плоскости, может иметь переменное раскрытие и оканчиваться усообразными трещинами, в связи с чем степень почернения плёнки в месте непровара не отражает действительную величину последнего и ослабление сечения;
­ в отличие от канавки непровар может быть заполнен шлаком.
Оптимальным решением проблемы определения глубины непровара в сварных соединениях технологических трубопроводов на наш взгляд была бы разработка соответствующей методики ультразвукового контроля, но пока практической информации по этому вопросу не имеется.

Читать еще:  Как выкрутить гайку с сорванной резьбой?

Список литературы

1. Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов (ПБ 03-585-03). Серия 03 Выпуск 25 / А.И. Субботин [и др.].­ М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора в России», 2003. ­152 с.
2. ГОСТ 7512-82. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод. ­М.: Стандартинформ, 2008. – 19 с.
3. РДИ 38.18.020-95. Радиографический контроль сосудов, аппаратов и трубопроводов. – Волгоград: АООТ «ВНИКТИнефтехимоборудование», 1995. ­ 44 с.
4. ГОСТ 24034-80. Контроль неразрушающий радиационный Термины и определения. ­М.: Издательство стандартов, 1989. – 46 с.
5. РДИ 38.18.001-83. Инструкция по радиографической профильной толщинометрии трубопроводов. – Волгоград: «ВНИКТИнефтехимоборудование», 1984. ­ 46 с.
6. В.А. Добромыслов. Радиационные методы неразрушающего контроля. М.: Машиностроение, 1999 ­ 103 с.
7. Клюев В.В., Соснин Ф.Р. Теория и практика радиационного контроля. М: Машиностроение, 1998 ­170 с.
8. Зуев В.М., Табакман Р.Л., Удралов Ю.И. Радиографический контроль сварных соединений. ­Санкт-Петербург:Энергоатомиздат, 2001 ­143 с.

Радиографический контроль сварных швов и соединений

Среди методов неразрушающей диагностики, лучевой – наиболее точный. Аппаратурой радиографического контроля сварных соединений можно обнаружить внутренние дефекты металла: непровары, микротрещины в зоне термовлияния, раковины, шлаковые включения. Рентгеноскопия необходима при монтаже трубопроводов, производстве опорных каркасов, сварных деталей, работающих на излом. Процедура испытаний регламентирована ГОСТ 7512-86. Данные заносятся в специальные журналы. Применение рентгенографического контроля сопряжено с вредным лучевым воздействием на операторов. Для них разработаны правила техники безопасности.

Сущность метода

Главная цель контроля – выявление несплошностей, способных стать причиной аварии. В основе радиографического метода контроля сварных соединений лежит способность гамма-лучей, рентгеновского излучения рассеиваться при прохождении разнородных сред. По снимку определяют место дефекта, его размеры. Рентгеновский контроль дает качественный и количественный результат.

Диагностический диапазон ограничен чувствительностью радиографического прибора для проверки сварных соединений.

Дефектоскоп НЕ выявляет:

  • пустоты размером меньше стандартных значений на 50%, параллельных направлению луча;
  • несплошности, инородные включения, меньше двух значений чувствительности, расположенные по направлению пучка;
  • включения и трещины, на изображении совпадающие с гранями, острыми углами проверяемой детали.

Все остальные дефекты лучевая радиографическая диагностика распознает. Раковины, трещины, шлак, непровары хорошо видны на экране прибора или снимке. При прохождении зоны сварного соединения лучи не изменяют направление, если металл однородный. На границе разделения сред часть лучей отражаются, рассеиваются, на картинке появляются затемненные участки.

Преимущества и недостатки

Современная радиография остается приемлемым и востребованным методом неразрушающего контроля. Плюсы метода:

  • за долю минуты дает представление о качестве соединений, полученных любой сваркой (ручной электродуговой, газовой, точечной, радиальной и другими видами);
  • по точности результатов радиографическая диагностика превосходит другие методы неразрушающего контроля сварных соединений;
  • прибор выявляет широкий спектр структурных изменений в металле;
  • на картинке видно место расположения дефекта, его тип, размеры;
  • радиографический метод применим для полевых работ: проверки трубопроводов, строительных объектов.

У радиографического метода диагностики сварных соединений имеются недостатки:

  • рентгенография невозможна без специальных приборов, это дорогое оборудование;
  • в качестве расходника используется светочувствительная пленка или пластинки;
  • для диагностики необходимо длительно обучать контролеров, они сдают экзамены в контролирующих организациях;
  • качество контроля зависит от умелой настройки диагностического оборудования;
  • изотопное гамма-излучение и рентгеновские лучи опасны для здоровья.

По точности результатов радиографическая диагностика превосходит другие методы неразрушающего контроля сварных соединений, однако необходимо дорогостоящее оборудование и хорошо обученные контролеры.

Свойства и особенности рентгеновских лучей

Проходимость материалов зависит от длины генерируемых лучей. Рентгеновский поток при прохождении плотных структур поглощается: лучи рассеиваются в пространстве. Чем ниже плотность проверяемых сварных соединений трубопроводов, металлоконструкций или деталей, тем четче получаемое радиографическое изображение. Пустоты, раковины на снимке буду темнее.

Картинка получается благодаря способности некоторых химических реагентов светиться под действием излучения. Они сохраняют эту способность несколько секунд. Этого достаточно, чтобы светочувствительная пленка засветилась.

В процессе рентген-контроля сварных швов выявляются участки разной плотности. Если металл однородный – снимок будет светлым, однотонным. При пустотах появятся затемнения.

Действие некоторых дефектоскопов основано на способности ионизированного воздуха пропускать электрический ток. Проводимость напрямую зависит от степени ионизации. Лучи расщепляют молекулы на своем пути, превращают их в коктейль анионов и катионов. Применение этого свойства помогает получать изображение на осциллографе.

Устройство и принцип работы радиографического оборудования

В любом приборе, используемом для радиографического контроля сварных соединений, имеется излучатель. Он генерирует излучение необходимой частоты, длины. Это – сердце дефектоскопа.

Рентгенографический излучатель представляет собой колбу с откаченным воздухом, в которой расположены анод, катод, элемент накала. Во время разгона электронов возникают лучи. Они образуют направленный пучок. Он пропускается сквозь толщу сварного соединения.

Другая важная часть оборудования для радиографического контроля – фотодиод. Он преобразует энергию лучей в световую энергию. В радиографических приборах, контролирующих качество сварного соединения, устанавливают блоки детекторов, создающих изображение.

Световой сигнал можно преобразовать в цифровой формат, информация поступает в накопитель. На экране данные отображаются в виде полутоновой картинки.

Требования к аппаратам

Рентгеноконтроль сварочных швов зависит от нескольких факторов:

  • интенсивности пропускаемого потока, чтобы с учетом рассеивания получалось четкое изображение;
  • генератор должен работать с одинаковой мощностью на протяжении исследования, только при этом условии показания будут достоверными;
  • требуется высокая чувствительность элемента, улавливающего световой сигнал, иначе картинка будет смазанной;
  • способность прибора улавливать дефекты определяется минимальными размерами распознаваемого объекта, от размера пустот или включений напрямую зависит прочность сварного соединения.

Для радиографического контроля используют приборы различных типов, марок. Их подбирают в зависимости от толщины проверяемого металла, химического состава, предполагаемой зернистости.

Методика проведения радиографического контроля

Проверка проводится на подготовленных соединениях. Их предварительно очищают от окалины, плотных окислов, зачищают до металлического блеска. От качества подготовки поверхности во многом зависит точность полученных результатов.

Процесс радиографического контроля сварных швов состоит из нескольких этапов:

  1. прибор устанавливают так, чтобы с одной стороны проверяемой зоны находился излучатель, с другой – датчик (при использовании любых видов дефектоскопов проверяемый металл всегда находится между двумя частями приборов);
  2. на 10-20 минут включается электропитание, за это время пучок пронизывает сварной валик, поступает на датчик (дефектоскопы работают от сети или на аккумуляторах);
  3. датчик подает сигнал на преобразователь, в итоге получается картинка на пленке, пластинке или экране прибора (вид изображения зависит от марки используемого радиографического прибора для контроля сварных швов);
  4. цифровой аналоговый сигнал записывается в накопитель информации.

В течение небольшого промежутка времени контролер получает изображение. Он расшифровывает его, фиксирует обнаруженные дефекты в специальном журнале. Иногда контролер только делает снимки, расшифровывает их другой специалист.

Техника безопасности

При радиографическом или рентгенографическом контроле сварных соединений важно соблюдать меры предосторожности. Лучевой поток легко проникает в ткани, облучает их в доли секунды. При большой дозе оказывает поражающее действие. Во время пользования прибором контроля необходимо это учитывать.

Основные рекомендации контролерам:

  • необходимо экранировать оборудование, для этого используют свинцовые пластины;
  • излучатель желательно располагать как можно дальше от людей;
  • обязательно должен вестись учет времени пребывания в зоне риска;
  • в зоне излучателя возможна ионизация воздуха, необходимо убрать электрооборудование.

Радиографический метод контроля сварных соединений в минимальных дозах не опасен. Оказывает минимальное воздействие на человека. Если соблюдать ТБ, можно минимизировать риск облучения контролера.

Читать еще:  Какие пальчиковые батарейки можно заряжать?

Радиографическая диагностика швов – современный и точный метод определения дефектов. Производители выпускают компактные модели приборов с различной мощностью лучевого потока. Можно выбрать необходимое диагностическое оборудование. Для специализированных компаний лучевой контроль стал стабильным источником доходов. Услуги востребованы.

Радиографический контроль сварных соединений

При соединении металлов с помощью сварки у неопытных мастеров могут возникнуть трудности. В частности, они могут просто не увидеть всех дефектов сварного шва, которые образовались из-за ошибок сварщика. Визуального контроля недостаточно, чтобы выявить скрытые недочеты. И если в условиях домашней сварки это не критично, то на крупном производстве бракованные изделия лишают прибыли.

Существует множество видов контроля сварных швов. От визуального, когда сварщик просто осматривает шов на предмет видимых дефектов, до передовых способов, для которых необходимо специальное оборудование. Об одном из таких способов мы и хотим вам рассказать. В этой статье вы узнаете, что такое радиографический контроль сварных соединений и какова его методика.

Общая информация

Радиографический метод контроля сварных соединений (также рентгенография, рентгеноскопия, рентгенографический контроль) — метод контроля качества с применением рентгеновских лучей. Специальный аппарат устанавливает на место сварного шва. Здесь все по аналогии с рентген аппаратом для снимков костей человека. Рентгеновские лучи пронизывают металл и в случае обнаружения внутренних дефектов легко выходят наружу. Ну а если структура шва плотная и не имеет дефектов, то луч просто не пройдет.

Специальное устройство регистрирует прохождение лучей и делает снимок. На снимке без проблем можно обнаружить наличие дефектов, их размеры и точное расположение. Рентгеновский контроль сварных соединений — это один из наиболее точных методов контроля качества швов. Его часто используют при проверке трубопровода, ответственных изделий, металлоконструкций, к которым предъявлены повышенные требования качества. Особенно заметна популярность радиографического контроля в строительной сфере.

Принцип работы

«Сердцем» рентгеновского аппарата является излучатель, который генерирует и выпускает лучи. Излучатель представляет собой вакуумный сосуд, который содержит анод, катод и его накал. Все эти частицы заряжены и являются электродами. Во время их сильного ускорения как раз и образуются рентгеновские лучи. Это простейшее объяснение.

Для интересующихся объясним подробнее. Катод испускает электроны, которые ускоряются от электрического потенциала, образующегося между анодом и катодом. В этот момент рентгеновские лучи уже начинают образовываться, но их недостаточно. Однако, лучи все же сталкиваются с анодом и начинается их торможение. Из-за этого лучи начинают генерироваться сильнее. В тот же момент из-за столкновения начинают появляться электроны анода. Так образуются лучи, достаточные для формирования полноценного излучения.

Далее лучи выходят и пускаются в заданном направлении. Лучи сталкиваются с металлом и в случае наличия дефектов проходят сквозь него. Либо поглощаются металлом, если дефектов нет. Здесь нужно уточнить, что лучи поглощаются не полностью, некоторые частицы все же остаются. Именно они попадают на пленку и позволяют сделать снимок. На снимке фиксируется количество лучей, прошедших сквозь металл. Если дефектов много, то и лучей тоже будет много. За счет такой особенности и получается узнать размер дефекта и его расположение.

Особенности рентгеновских лучей

Чтобы лучше понять суть рентгенографии нужно разобраться с особенностями самих лучей, благодаря которым как раз и возможен контроль. Лучи обладают свойствами, которые позволяют им проходить сквозь материалы. В нашем случае металл. Чем выше плотность металла, тем хуже проходят лучи. И, соответственно, чем ниже плотность металла, тем лучше они проходят. Здесь все просто: наименьшая плотность присутствует как раз в местах с дефектами.

Поэтому лучи беспрепятственно проходят сквозь металл и это фиксируется на специальном устройстве. Ну а если у шва нет дефектов и структура плотная, то лучи не пройдут, а просто поглотятся металлом. И чем выше плотность, тем больше степень поглощения.

Что касается снимков, то здесь тоже все просто. Существуют химические вещества, которые при контакте с рентгеновским излучением начинают буквально «светиться». Такими веществами покрывается светочувствительная часть фотопластинки, на которой затем появится снимок. Этот принцип является основой для создания рентгеновских снимков сварных швов.

Теперь о некоторых других особенностях. Наверняка вы слышали, что рентгеновское излучение в большом количестве может пагубно влиять на здоровье человека. Это правда. Лучи легко воздействуют на ткани и клетки, облучая их за считанные минуты. В больших дозах это может привести к лучевой болезни. Так что нужно соблюдать осторожность, если вы используете радиографический метод контроля сварных соединений.

Еще один интересный факт: благодаря излучения привычный нам воздух способен проводить электрический ток. Это связано с тем, что рентгеновские лучи ионизируют воздух и расщепляют его частицы на небольшие составляющие, которые в свою очередь имеют электрический заряд.

Плюсы и минусы метода

  • Рентгенографический контроль сварных соединений — один из самых достоверных методов контроля качества швов.
  • С помощью этого метода за считанные минуты выявляются дефекты любого уровня.
  • Есть возможность определить точный размер и расположение дефекта.
  • Контроль занимает мало времени и требует только рентген-аппарат.
  • Возможен контроль сварных соединений трубопроводов и любых других сложных систем.
  • Качество контроля напрямую зависит от настройки рентген-аппарата.
  • Современные рентген-аппараты стоят дорого, особенно компактные модели, которые так популярны в строительной сфере.
  • Для работы понадобится специальная светочувствительная пленка, которая также стоит недешево.
  • Этот метод контроля сварных швов сопряжен с опасностью для здоровья.

Методика контроля

Методика радиографического контроля проста и во многом схожа с обычной рентгенографией, которую мы делаем в поликлинике. Сначала контролер или ответственное лицо устанавливает необходимые настройки аппарата, учитывая плотность металла. Помните, что именно плотность влияет на конечный результат.

Далее подготавливается сварное соединение. Нужно удалить шлак, обработать валик шва и зачистить металл. Затем либо деталь помещается в аппарат (если контроль стационарный в отдельной комнате), либо аппарат помещается на соединение (если контроль выездной и используются компактные модели). Шов должен находиться между излучателем и пленкой. Излучатель включается, лучи проходят сквозь металл и попадают на пленку. Мы получаем снимок, на котором видны все дефекты. Теперь можно выключить аппарат и подождать 10-20 секунд. Затем деталь извлекается из ренигенографа (или рентгенограф снимается с металла). Снимки отдаются специалисту для их изучения или остаются у контролера.

Техника безопасности

Как мы уже говорили, данный метод контроля сопряжен с некоторой опасностью для здоровья. Не нужно пренебрегать этим, думая, что небольшие дозы радиации не повлияют на вас. Если вы работаете контролером и постоянно имеете дело с рентгенографией, то соблюдайте следующие рекомендации.

Во-первых, самое главное правило при работе с рентгеном — нужно экранировать прибор. Это не даст лучам распространяться за пределы зоны контроля. Для этих целей можно использовать металлические листы. Если вы работаете в помещении, то его стены также должны быть оборудованы экранирующими пластинами. Так лучи не будут представлять опасности для других работников, находящихся на объекте или в цеху.

Во-вторых, постарайтесь как можно меньше времени проводить рядом с аппаратом. Если вы проводите радиографический метод контроля сварных соединений на улице, то лучше отойдите в сторону. Если вы работаете в помещении, то постарайтесь сократить время своего пребывания в нем. Также на вас должны быть средства индивидуальной защиты. В помещении и рядом с аппаратом на улице не должны проходить посторонние работники.

В-третьих, перед началом работ нужно убедиться, что аппарат работает исправно и все настройки выставлены правильно. Большинство несчастных случаев связаны именно с неправильной настройкой или неисправностью рентгена.

В-четвертых, следите за дозой лучей, которые вы получаете при каждом контроле. Да, небольшие дозы не вредны для здоровья, но они обладают свойством накапливания и в конечном итоге могут стать причиной серьезных заболеваний. Следите, чтобы полученная вами доза радиации успевала выводиться из организма до начала следующего контроля. Чтобы узнать дозу можно использовать дозиметр.

В-пятых, не забывайте, что из-за лучей воздух может сильно ионизироваться, что приведет к образованию электрического тока. Следите за допустимым значением ионизации воздуха, особенно, если работаете в закрытом помещении.

Вместо заключения

Вот и все, что мы хотели рассказать вам о рентгенографическом методе контроля. Это один из самых точных и достоверных способов выявить скрытые от глаз дефекты. С его помощью можно провести контроль как на производстве, так и на выезде, поскольку производители предлагают компактные модели. Их легко можно взять с собой и выполнять контроль даже под открытым небом.

Конечно, радиографический контроль сварных соединений требует определенных знаний и опыта, чтобы читать снимки. Но вместе с тем вы получаете навык, который поможет вам безошибочно выявлять дефекты даже в идеальных на вид швах. А вы использовали в работе рентгенограф? Поделитесь в комментариях своим опытом контроля качества швов с помощью данного прибора, это будет полезно для наших читателей. Желаем удачи в работе!

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector