Технология радиографического контроля

Виды радиографии. В зависимости от используемого вида излучения различают рентгено-, гамма- и бетатронную радиографию. Каждый из перечисленных методов имеет свою сферу использования.

В частности, рентгенографию как наиболее чувствительный способ применяют преимущественно в цеховых и реже в полевых условиях в случаях, когда к контролю качества сварных соединений предъявляют наивысшие требования по чувствительности.

Гаммаграфия доминирует при контроле качества сварных соединений, расположенных в труднодоступных местах, в полевых и монтажных условиях.

Бетатронную радиографию используют при дефектоскопии сварных соединений большой толщины преимущественно в цеховых условиях. При проведении радиографического контроля необхо­димо соблюдать условия, при которых обеспечивается максимально возможная чувствительность, т. е. условия,

при которых можно выявить минимальный дефект.

Чувствительность радиографического метода контроля зависит от следующих основных факторов: энергии первичного излучения, рассеянного излучения, плотности и толщины просвечиваемого материала, формы и места расположения дефекта, величины фокусного расстояния и фокусного пятна рентгеновской трубки, типа рентгеновской пленки.

Ввиду сложности процессов ослабления энергии рентгеновского излучения и γ-излучения при прохождении их через контролируемый металл и многообразия перечисленных факторов учесть одновременное воздействие их на чувствительность метода не представляется возможным. Целесообразно рассмотреть эти факторы в отдельности, оценивая влияние каждого из них на чувствительность метода к выявлению дефектов.

39 Расшифровка снимков — наиболее ответственный этап в проведении работ по фотообработке. Задача расшифровщика заключается в выявлении дефектов, установлении их видов и размеров. Расшифровку радиограмм производят в проходящем свете на неготоскопе — устройстве, в котором имеются закрытые молочным или матовым стеклом осветительные лампы для создания равномерно рассеянного светового потока. Помещение для расшифровки затемняют, чтобы поверхность пленки не отражала падающий свет.

Расшифровка радиограмм состоит из трех основных этапов:

-оценки качества изображения, -анализа изображениями-отыскания на нем дефектов и составления заключения о качестве изделия. Качество изображения в первую очередь оценивают с точки зрения отсутствия на нем дефектов, вызванных неправильной фотообработкой или неаккуратным обращением с пленкой: радиограмма не должна иметь пятен, полос, загрязнений и повреждений эмульсионного слоя, затрудняющих расшифровку.

Затем оценивают оптическую плотность, которая в соответствии с ГОСТ 7512—82 должна составлять 1,4—4; проверяют, видны ли элементы эталона чувствительности, гарантирующие выявление недопустимых дефектов; есть ли на снимке изображение маркировочных знаков. Оптическую плотность измеряют на денситометрах или на микрофотометрах. заключение о качестве проконтролированного сварного соединения дается в соответствии с техническими условиями (ТУ) на изготовление и приемку изделия. Причем оценку качества изделия производят только по сухому снимку, если он отвечает следующим требованиям (ГОСТ 7512—82): на рентгенограмме четко видно изображение сварного соединения с усилением шва по всей длине снимка, на снимке нет пятен, царапин, отпечатков пальцев, потеков от плохой промывки пленки и не­правильного обращения с ней; на снимке видны изображения эталонов. В противном случае производят повторное просвечивание.

Для сокращения записи результатов контроля применяют сокращенные обозначения обнаруженных на снимке дефектов: Т — трещины; Н — непровар; П — поры; Ш — шлаковые вклю­чения; В — вольфрамовые включения; Пдр — подрез; Скр — смещение кромок; О — оксидные включения в шве.

По характеру распределения обнаруженные дефекты объединяют в следующие группы: отдельные дефекты, цепочка дефектов, скопление дефектов.

К цепочке относят расположенные на одной линии дефекты в количестве не менее трех с расстоянием между ними, равным трехкратной величине дефекта или меньше.

К скоплению дефектов относят кучно расположенные дефекты в количестве не менее трех с расстоянием между ними, равным трехкратной величине дефекта или меньше.

Размером дефекта считают наибольший линейный размер изображения его на снимке в миллиметрах. При наличии группы дефектов разных размеров одного вида указывают средний или преобладающий размер дефекта в группе, а также общее число дефектов.

40. Ксерорадиография {электрорадиография).По сравнению с пленочными методами контроля этот метод обладает рядом преимуществ, к числу которых относятся его экспрессность и значительное сокращение затрат при сохранении чувствительности к выявлению дефектов близкой к радиографическому снимку. Ксерорадиографическая пластина перед просвечиваниемэлектрически сенсибилизируется, т. е. на ее поверхность наносят равномерный электрический заряд, при этом проводящая подложка заземляется. Для зарядки пластину закрепляют на подвижной каретке, размещенной в светонепроницаемой камере и прокатывают вместе с кареткой под электродом, находящимся под высоким напряжением (5—10 кВ) относительно заземленной подложки. В процессе перемещения между проволокой и подложкой возникает коронный разряд, который создает ионы, равномерно распределяющиеся по поверхности чувствительного слоя, при этом потенциал пластины может достигать 600 В. Время зарядки составляет 10—15 с. Заряженную пластину помещают в светонепроницаемую кассету, в противном случае электростатический заряд быстро исчезает. В кассете заряженную пластину можно хранить в течение 1 ч и более без существенной потери величины заряда. В процессе просвечивания прошедшее через объект ионизирующее излучение создает на пластине скрытое электростатическое изображение, причем величина остаточного заряда на каждом участке пластины пропорциональна интенсивности падающего излучения. В качестве источников излучения в основном используют рентгеновские аппараты и реже радиоизотопные источники тормозного и -излучений. Для получения видимого изображения экспонированные пластины проявляют, причем время между окончанием просвечивания и началом проявления не должно превышать 1—2 ч во избежание искажения отпечатка и возникновения вуали. Проявление состоит в осаждении на чувствительный слой частиц сухих или жидких пигментов, причем число частиц на единице поверхности оказывается пропорционально плотности остаточного заряда. При осаждении частицы пигмента заряжаются в результате трибоэлектрического эффекта, возникающего при трении частиц друг о друга, и удерживаются на пластине электростатическими силами, величины которых пропорциональны заряду пластины и заряду частиц. При сухом способе проявления применяют метод каскадного проявления, при котором проявляющий порошок изготовляют из смеси мелких частиц пигмента размером 0,1—2мкм и крупного гранулированного материала размером 200—300 мкм, обеспечивающего достаточный трибоэлектрический заряд. Порошок на пластину наносят в качающемся лотке, время проявления составляет 5—10 с. Находит применение метод проявления порошковым облаком, при этом пластину размещают над вибратором, из которого выбрасывается облако мелких частиц пигмента. Частицы проходят через круглый электрод, установленный между вибратором и пластиной, находящийся под напряжением 12 кВ и осуществляющий фильтрацию отрицательно заряженных частиц, которые прилипают к электроду. Положительно заряженные частицы остаются во взвешенном состоянии и прилипают к пластине. Продолжительность проявления этим способом составляет 30—40 с. Частицы порошка переносятся с пластины на обычную бумагу контактным способом и закрепляются на ней ацетоном или другими растворителями.

Ксерорадиографические пластины при тщательном обращении используются многократно и выдерживают до 500—1000 экспозиций. Продолжительность просвечивания на пластину зависит от энергии излучения и в общем в 2-7 раз меньше, чем на пленку типа РТ-5 без применения фольг или экранов, причем чем выше энергия, тем меньший выигрыш в производительности контроля может быть достигнут. Чувствительность ксерорадиографии практически не уступает радиографии с применением мелкозернистых пленок. Кнедостаткам метода следует отнести: отсутствие гибких ксерорадиографических пластин, что исключает возможность контроля изделий сложной конфигурации; быстрое возникновение повреждений на селеновом слое пластины, вызывающих появление ложных изображений и затрудняющих расшифровку снимков.

Радиоскопия.

Этот метод контроля основан на просвечивании контролируемых объектов рентгеновским излучением с последующим преобразованием радиационного изображения объекта в светотеневое или электроное и передачей этого изображения на расстояние с помощью оптики или телевизионной техники для ви­зуального анализа на выходных экранах.

Назначение радиоскопического метода в основном то же, что и радиографии. Целесообразность этого метода определяется с учетом того, что по сравнению с радиографией чувствительность радиоскопического метода к дефектам примерно в 2 раза ниже, а производительность в 3—5 раз выше. Этот метод позволяет просматривать внутреннюю структуру контролируемого изделия в про­цессе его перемещения относительно входного экрана со скоростью от 0,3 до 1,5 м/мин в зависимости от типа преобразователя и толщины изделия.

В качестве преобразователей теневого радиационного изображения в светотеневое или электронное применяют флюороскопический экран, сцинтилляционный кристалл, электронно-оптическое устройство и реже электролюминесцентный экран. Особое положение занимает рентгенвидикон, преобразующий рентгеновское изображение объекта непосредственно в видеосигнал без потери информации.

Флюороскопические экраны изготовляют нанесением на картонную основу флюоресцентного вещества (люминофора), которое представляет собой, например, смесь кристаллов сульфида цинка (ZnS) и сульфида кадмия (CdS), активизированного серебром. В результате процессов взаимодействия рентгеновского излучения и гамма-излучения с веществом люминофора возникает люминесценция со свечением в зеленой или желто-зеленой части видимого спектра. Чувствительность контроля оказывается в 3—6 раз ниже, чем при радиографии. Эти экраны служат для регистрации электронов, протонов, ос-частиц, а также могутбыть использованы входными элементами рентгеновских электронно-оптических преобразователей (ЭОП) и в флюорографии.

Сцинтилляционные кристаллыпредставляют собой монокристаллы неорганического (шелочно-галоидные) и органического (антрацен) происхождения с различными активаторами. Наиболее распространены монокристаллы первого типа на основе йодистого натрия (Nal), йодистого калия (KI), йодистого цезия (Csl), активиро­ванные талием (Т1).

Принцип действия сцинтилляционных кристаллов основан на способности люминофоров светиться кратковременными вспышками (порядка 100мкс—1не). Кристаллы Calимеют меньшую яркость свечения, чем кристаллы Nal,при воздействии на них одинаковыми дозами излучения одной энергии. Однако большее применение нашли первые из них в связи с высокой гигроскопичностью кристаллов Nal.

Электролюминесцентные экраны основаны на свечении некоторых люминофоров под действием переменного электрического поля. Они работают по следующему принципу. к экрану в местах проводящих покрытий подведено высокое напряжение (600—800 В), которое падает на фотопроводнике из-за его высокого электрического сопротивления, в то время как на слой люминофора приходится незначительная часть падающего напряжения. При облучении сопротивление фотопроводника резко падает, а на люминофоре возрастает, что вызывает его свечение.

К недостаткам электролюминесцентных экранов сле­дует отнести небольшой промежуток времени между свечениями, а также свечение люминофора, приводящее к возникновению при приложенном напряжении первоначального фона, который снижает контраст получаемого изображения. Электролюминесцентные экраны, исполь­зуемые в качестве преобразователей, увеличивают яркость свечения в 100 раз.

42Радиометрический метод. Он основан на просвечивании изделий ионизирующим излучением с преобразованием плотности потока или спектрального состава прошедшего излучения в пропорциональный электрический сигнал. Любая система радиометрического контроля содержит источник излучения, детектор, схему обработки и регистрации информации (рис. 12.41). В качестве источников излучения применяют в основном гамма-изотопы, ускорители и реже рентгеновские аппараты. Детекторами излучения являются в основном сцинтилляционные кристаллы с фотоэлектронными умножителями (ФЭУ), реже ионизационные камеры и газоразрядные счетчики.

В качестве сцинтилляторов используют люминофоры сульфида цинка (ZnS), сульфида кадмия (CdS), активированных серебром, вольфрамата кальция (CaWC), воль-фрамата кадмия (CdW0₄), кристаллы йодистого цезия (Csl), йодистого натрия (Nal) и др.

Узкий (коллимированный) пучок ионизирующего излучения (см. рис. 12.41) перемещается по контролируемому объекту, последовательно просвечивая все его участки. Излучение, прошедшее через объект, регистрируется счетчиком, на выходе которого образуется элек­трический сигнал с величиной, пропорциональной интенсивности поступающего излучения. Электрический Сигнал, прошедший усилитель, регистрируется устройством, которым может быть самописец, осциллограф, миллиамперметр и т. д. При наличии дефекта в шве регистрирующее устройство отмечает возрастание ин­тенсивности.

Радиометрические методы позволяют определить две координаты дефекта: протяженность и его лучевой размер. Разнообразие типов дефектов, их случайное группирование и расположение не позволяют сделать однозначное заключение о характере дефекта, так как различные дефекты могут приводить к одинаковому воз­мущению электрического сигнала на выходе детектора. Длину дефекта Lдеф. определяют по следующей формуле:

Lдеф = lи V0 / V1 - а,

где lи — протяженность импульса на диаграммной ленте; V₀ — скорость контроля; V1, — скорость записи; а — размер окна коллиматора в направлении контролируемого изделия. Объемные дефекты определяют с точностью 3—5%.

Преимущества радиометрии: высокая чувствительность (0,3—3,0%), возможность бесконтактного контроля, сравнительно (с радиографией) высокая производительность.

Недостатки: необходимость одновременного перемещения на одинаковом расстоянии по разные стороны от объекта источника и детектора; невозможность определения формы и глубины дефекта; влияние рассеянного излучения.

Ультразвуковой контроль Ультразвуковая дефектоскопия является одним из методов акустического неразрушающего контроля, использующим механические колебания упругой среды, частота которых лежит за порогом слышимости человеческого уха, т. е. выше 20 кГц. Обычно для ультразвукового контроля применяют колебания частотой 0,5—10 МГц. Колебания, возникнув в одной точке среды, за счет упругого взаимодействия частиц распространяются с некоторой скорость с. Процесс распространения колебаний в среде называют волновым. Линию, указывающую направление распространения волны, называют лучом, а границу, отделяющую колеблющиеся частицы от частиц среды, еще не начавших колебаться,— фронтом волны.

В зависимости от вида поверхности фронта волны различают плоские (нерасходящиеся), сферические и цилиндрические (расходящиеся) волны. Если внешняя сила, приложенная к неограниченной среде, изменяется гармонически, то вызванную ею волну называют гармони­ческой, или синусоидальной. Величину f =1/T, показывающую, сколько раз в секунду повторяется колебание, называют частотой и измеряют в c^-1.Частоту f = 1 с^-1 называют герцем (Гц).

Волновое движение сопровождается переносом энергии, которая складывается из кинетической энергии колеблющихся частиц и потенциальной энергии деформированных участков среды. Энергию, переносимую волной через некоторую поверхность за единицу времени, называют потоком энергии (Вт): W=P² / (pc), где р — плотность среды.

Средняя плотность потока энергии, или интенсивность (сила) звука , определяется количеством энергии, переносимой волной в среднем за период колебаний через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны. Важнейшей характеристикой волны является скорость ее распространения с. Скорость каждой волны зависит только от свойств среды, в которой она распространяется. В области малых амплитуд (что имеет место в акустической дефектоскопии) скорость с не зависит от амплитуды.

Типы ультразвуковых волн

Колебания, возникнув в одной точке среды, за счет упругого взаимодействия частиц распространяются с некоторой скорость с. Процесс распространения колебаний в среде называют волновым. Линию, указывающую направление распространения волны, называют лучом, а границу, отделяющую колеблющиеся частицы от частиц среды, еще не начавших колебаться,— фронтом волны.

В зависимости от направления колебаний частиц относительно луча различают несколько типов волн. Если частицы среды колеблются вдоль луча, то в среде возникают и распространяются деформации сжатия — растяжения и волну называют продольной (рис. 13.1, а). Если колебания происходят перпендикулярно лучу, то возникает и распространяется деформация сдвига и такую волну называют поперечной, или сдвиговой. Рис. Б.

Для контроля сварных соединений в большинстве случаев используют поперечные волны. Продольные волны возникают во всех средах, поперечные – только в твёрдых средах, обладающих сдвиговой упругостью.

В чистом виде продольные и поперечные волны, которые называют объемными, существуют только в изделиях, размеры которых значительно больше поперечных размеров фронта плоской волны.

На свободных поверхностях твёрдых тел могут возникать поверхностные волны. Они являются комбинацией продольных и поперечных волн. В поверхностной волне колебания частиц среды происходят по эллиптической кривой, при этом большая ось эллипса перпендикулярна поверхности, применение этих волн эффективно для обнаружения поверхностных дефектов (царапин, трещин).

В зависимости от вида поверхности фронта волны различают плоские (нерасходящиеся), сферические и цилиндрические (расходящиеся) волны. Если внешняя сила, приложенная к неограниченной среде, изменяется гармонически, то вызванную ею волну называют гармонической, или синусоидальной.

45.УЛЬТРАЗВУК -упругие волны с частотами прибл. от (1,5-2)·10⁴ Гц (15-20 кГц) до 10⁹ Гц (1 ГГц); область частот упругих волн от 10 до 10¹²-10¹³ Гц принято называть гиперзвуком .По частоте У. удобно подразделять на 3 диапазона: У. низких частот (1,5·10⁴-10⁵ Гц), У. средних частот (10⁵-10⁷ Гц), область высоких частот У. (10⁷ - 10⁹ Гц). Каждый из этих диапазонов характеризуется своими специфич. особенностями генерации, приёма, распространения и применения.

Свойства ультразвука и особенности ею распространения. По физ. природе У. представляет собой упругие волны, и в этом он не отличается от звука, поэтому частотная граница между звуковыми и УЗ-волнами условна. Однако благодаря более высоким частотам и, следовательно, малым длинам волн (так, длины волн У. высоких частот в воздухе составляют 3,4·10^-3-3,4·10^-5см, в воде-1,5·10^-2-1,5·10^-4см, в стали - 5·10^-2- 5·10^-4см) имеет место ряд особенностей распространения У.

Малая длина УЗ-волн позволяет в ряде случаев исследовать их распространение методами геометрической акустики. Это даёт возможность рассматривать отражение, преломление, а также фокусировку с помощью лучевой картины.

Ввиду малой длины волны У. характер его распространения определяется в первую очередь молекулярной структурой среды, поэтому, измеряя скорость с и коэф. затухания а, можно судить о молекулярных свойствах вещества.Характерная особенность распространения У. в многоатомных газах и во MH. жидкостях-существование областей дисперсии звука, сопровождающейся сильным возрастанием его поглощения. Эти эффекты объясняются процессами релаксации. У. в газах, и в частности в воздухе, распространяется с большим.Жидкости и твёрдые тела (особенно монокристаллы) представляют собой, как правило, хорошие проводники У., затухание в них значительно меньше. Поэтому области использования У. средних и высоких частот относятся почти исключительно к жидкостям и твёрдым телам, а в воздухе и газах применяют только У. низких частот.

Др. особенность У.- возможность получения большой интенсивности даже при сравнительно небольших амплитудах колебаний, т. к. при данной амплитуде плотность потока энергии пропорц. квадрату частоты. УЗ-волны большой интенсивности сопровождаются рядом нелинейных эффектов. Так, для интенсивных плоских УЗ-волн при малом поглощении среды (особенно в жидкостях, твёрдых телах) синусоидальная у излучателя волна превращается по мере её распространения в слабую периодич. ударную волну (пилообразной формы); поглощение таких волн оказывается значительно больше (т. н. нелинейное поглощение), чем волн малой амплитуды. Распространению УЗ-волн в газах и жидкостях сопутствует движение среды, т. н. а к у с т и ч е с к о е т е ч е н и е, скорость к-рого зависит от вязкости среды, интенсивности У. и его частоты; вообще говоря, она мала и составляет долю % от скорости У. К числу важных нелинейных явлений, возникающих при распространении интенсивного У. в жидкостях, относится акустич. кавитация. Интенсивность, соответствующая порогу кавитации, зависит от рода жидкости и степени её чистоты, частоты звука, темп-ры и др. факторов; в водопроводной воде, содержащей пузырьки воздуха, на частоте 20 кГц она составляет доли Вт/см². На частотах диапазона У. средних частот в УЗ-поле с интенсивностью начиная с неск. Вт/см² могут возникнуть фонтанирование жидкости и распыление её с образованием весьма мелкодисперсного тумана. Акустич. кавитация широко применяется в технол. процессах; при этом пользуются У. низких частот.

46. Для анализа процесса распространения ультразвуковых коле­баний в контролируемых изделиях и соединениях используют три основных метода, различающихся один от другого по признаку обна­ружения дефекта: теневой, зеркально-теневой и эхо-метод (рис. 4.2). При теневом методе признаком обнаружения дефекта служит уменьшение интенсивности (амплитуды) прошедшей через изделие ультразвуковой волны от излучающего искателя к приемному. Искатели располагают на противоположных поверхностях изделия, что позволяет применять этот метод только при наличии двустороннего доступа к изделию.

При зеркально-теневом методе дефект обнаруживают по уменьшению интенсивности (амплитуды)отраженной от противоположнойповерхности изделия ультразвуковой волны. Противоположную поверхность, зеркально отражающую ультразвук, называют донной поверхностью, а отраженный от неё импульс — донным импульсом. При эхо-методе признаком обнаружения дефекта является прием искателем эхо-импульса, отраженного от самого дефекта. Если о наличии дефекта судят по появлению эхо-импульса от дефекта и по уменьшению донного импульса, то это значит, что контроль ведут одновременно по двум методам: эхо-методу и зеркально-теневому; такое сочетание методов при контроле сварных соединений для краткости называют эхо-теневым методом.При любом методе контроля возможно использование двух искателей, один из которых выполняет функции излучения (И), а другой-приема (П). Такая схема включения искателей называется раздельной. В то же время при импульсном излучении для зеркально-теневого и эхо-методов возможно применение одного искателя (ИП), включенного по совмещенной схеме, при котором один и тот же искатель выполняет функции излучения зондирующих импульсов и приема эхо-сигналов.

47. Координаты дефекта при знании технологии сварки контролируемых соединений и особенно при наличии статистических данных о распределении дефектов различного вида по сечению шва позволяют с определенной вероятностью предполагать вид (характер) выявленного дефекта. Кроме того, координаты дефекта необходимы для ремонта забракованного участка.

При контроле изделий прямым искателем измерению подлежит лишь глубина Н расположения отражающей поверхности , где t-время прохождения ультразвукового импульса от поверхности, на которой установлен искатель, до дефекта и обратно.

Определение координат залегания отражающей поверхности (глубины Н и расстояния L от центра излучения искателя) при прозвучивании наклонным искателем основывается на измерении времени t, проходимого импульсом в металле, и последующем пересчете этой величины в координаты Н и L по известному углу ввода луча α {альфа}.

где Т - интервал времени между моментом излучения зондирующего и моментом приема отраженного импульса; время прохождения ультразвука через призму искателя.

48 Для возбуждения и приема ультрозвуковых колебаний используют Эл. акустические преобразователи: прямые и наклонные. По конструкции совмещенные(1-н пьезоэлемент служит излучателем и приемником) и раздельно-совмещенные(2 элемента в 1-м корпусе).

Пьезопластины изготавливают из керамики.

Поверхности пьезоэл-та металлизированы и являются электродами.

В раздельно-совмещенных преобразователях пьезопластину приклеивают к акустической задержке- призме, изготовляемой из оргстекла. Призма необходима для падения продольных волн под углом к поверхности изделия.

Недостатком является необходимость создания жидкоснгого акустического контакта между преобразователем и контролируемым изделием. Контактом служит вода, масло, суспензии.

49 Бесконтактные методы возбуждения ультрозвуковых волн расширяют возможности контроля при больших скоростях, температурах, вибрациях, когда по задонной технологии применение контактных жидкостей недопустимо. Наиболее эффективны для этой цели электромагнитно-аккустические преобразователи(ЭМА), возбуждающие продольные или поперечные волны. Состоит из плоской катушки, расположенной параллельно поверхности с небольшим зазором и мощного электромагнита, при пропускании переменного высокочастотного тока возникает электродинамическая сила определяющая смещение частиц среды.

ЭМА-преобразователи успешно используют для толщинометрии и дефектоскапии листа и рельсов. Для контроля сварных швов их чувствительность мала.

50. Тест-образцы, эталоны и координатные линейки входят в комплект аппаратуры для контроля сварных соединений и предназначены для настройки приборов, выбора параметров прозвучивания и определения месторасположения выявленных дефектов. Тест-образцы представляют собой образцы сварных соединений, в которых выполнены искусственные отражатели. Тест-образцы могут быть изготовлены и из основного металла при условии, что его акустические свойства близки к акустическим свойствам металла шва. Как правило, качество поверхности тест-образцов должно соответствовать качеству поверхности основного металла соединений, подлежащих контролю. Вряде случаев тест-образцы подвергают механической обработке. Чистота обработки тест-образцов, предназначаемых для работы с наклонными искателями, должна соответствовать классу . При такой поверхности, когда на ней видны следы скоростной чистовой обработки, величина усилия прижатия наклонного искателя к образцу в меньшей степени влияет на коэффициент прозрачности призма—металл, т. е. на результаты исследований, чем при обработке по классу и выше.

Вотличие от тест-образцов эталоны изготовляют из материала со строго регламентированными свойствами и по чертежам, утвержденным отраслевыми или государственными стандартами. ВСоветском Союзе в соответствии с ГОСТ 14784—69 применяют комплект из трех эталонов, предназначаемых для измерения основных параметров контроля.

Координатные линейки, по конструкции напоминающие логарифмические, применяют тогда, когда шкалы глубиномера не проградуированы в координатах Н и L для искателя с используемым углом ввода луча. Универсальные координатные линейки позволяют выбирать тип искателя и пределы его перемещения для контроля соединений заданного типоразмера и определять координаты выявленных дефектов, если известно время между зондирующим импульсом и эхо-сигналом от дефекта.

К вспомогательным приспособлениям, необходимым при контроле сварных соединений, относятся: шабер, металлическая щетка и ветошь для очистки поверхности от грязи и брызг металла; метр для измерения параметров шва и координат выявленных дефектов; мел для отметки дефектных участков; карандаш и бумага для регистрации результатов контроля; приспособления для перемещения искателя в заданных пределах (держатель или магнитная линейка).

51. Задача капиллярной (пенетрационной) дефектоскопии заключается в обнаружении поверхностных дефектов при использовании средств, позволяющих изменить светоотдачу дефектных участков. Тем самым искусственно изменяют контрастность дефектного и неповрежденного мест. Методы капиллярной дефектоскопии используют главным образом для контроля соединений из жаропрочных неферромагнитных сплавов, а также неметаллических материалов, применяемых при изготовлении деталей энергетического, транспортного и специального машиностроения, керамических и металлокерамических деталей радиоэлектронных устройств.

Капиллярная дефектоскопия базируется в основном на следующих явлениях: капиллярном проникновении, сорбции и диффузии, световом и цветовом контрастах. Заполнение дефектных полостей, открытых с поверхности, специальными свето- и цветоконтрастными индикаторными веществами — первый этап капиллярной дефектоскопии. Микроскопическое сечение и макроскопическая протяженность поверхностных дефектов уподобляют их капиллярным сосудам, обладающим своеобразной особенностью всасывать смачивающие их жидкости под действием капиллярных сил.

В качестве жидкостей-пенетрантов, смачивающих полости дефектов, используют растворы органических люминифоров и красителей в смесях с необходимыми добавками. Избыток окрашенных жидкостей удаляют с помощью специализированных очищающих составов различными способами. После этого при освещении детали ультрафиолетовым светом можно четко выявить поверхностный дефект по яркому свечению следов заполняющего его люминесцирующего раствора (люминесцентный метод).

Для красителей, не обладающих способностью люминесцировать, характерно избирательное отражение части видимого спектра. Освещение детали с дефектом, заполненным красителем, позволяет выявить дефект также косвенно по наличию цветной полосы в зоне дефекта (цветной метод).

Для надежного отыскания дефекта следует возможно большее количество люминофора или красителя извлечь из микрополости дефекта на поверхность. В этом состоит второй этап контроля -проявление. Эффект регистрации дефектов усиливается при помощи средств, способствующих наиболее полному проявлению индикаторного вещества (люминесцирующего или цветного), в связи с чем такие средства называют проявляющими. Извлечение и локализация индикаторных веществ у кромок дефекта достигаются диффузионными и сорбционными силами проявителей.

По свето-колористическим особенностям индикаторных следов дефектов различают три метода капиллярной дефектоскопии, люми несцентный (Л), цветной (Ц), люминесцентно-цветной (Л—Ц).

По принципам образования индикаторных следов дефектов в методах капиллярной дефектоскопии различают три способа проявления.

1. Сорбционный — мокрый и сухой.

2. Растворяющий (диффузионный) с использованием пигментированного или бесцветного лака.

3. Без проявления: а) беспорошковый, б) самопроявляющий.

Люминесцентный метод. Развивается в трех вариантах проявления: сорбционном, диффузионном и без проявления.

Сорбционныйвариант люминесцентного метода — старый и наиболее распространенный (но не наиболее эффективный). На деталь, очищенную от излишков индикаторной жидкости и следов очищающего состава, наносят сорбент в виде порошка («сухой» способ) или в виде суспензии порошкообразного сорбента в жидкости («мокрый» способ). Сорбент выдерживают на контролируемой поверхности заданное время для извлечения следов индикаторного раствора, сохранившегося в дефектах. Время проявления для случая сухого сорбента отсчитывают от момента нанесения, а для случая мокрого сорбента — от момента испарения дисперсионной (жидкой) среды.

Затем контролируемую поверхность осматривают при облучении ультрафиолетовым светом. Люминесценция индикаторного раствора, поглощенного сорбентом, дает четкую и контрастную картину расположения дефектов. Сорбционный вариант метода повышает чувствительность контроля не только за счет свечения участка дефектной поверхности, но и за счет искусственного «расширения» устья дефекта в результате скопления массы частиц сорбента. Это приводит к образованию люминесцирующей индикаторной полосы значительно большей ширины, чем истинная ширина дефекта у поверхности.

Растворяющий или диффузионныйспособ проявления использует диффузию люминесцирующего раствора в слой специального лакового покрытия, не обладающего собственной люминесценцией. Этот способ люминесцентной дефектоскопии обеспечивает наибольшую чувствительность к мельчайшим дефектам.

Люминесцентный метод без проявления м.б. в беспорошковом (погружение в раствор органических кристаллов люминофора в летучем растворителе!) и самопроявляющемся (вместо пропитки нагревают, жидкость выходит на пов-сть дефекта и затвердевает, потом светится в УФ-свете) вариантах.

Цветной метод.В кач-ве проявителей применяют порошкообразные сорбенты и белые проявляющиеся лаки.

Люминесценто-цветнойпредставляет собой сочетание люминесцентного и цветного в диффузионном варианте.

52. При капиллярном методе используют комплекты материалов, включающие в полном наборе или частично индикаторный пенетрант, очиститель, гаситель, проявитель.

Индикаторные пенетранты разделяют: по признаку состояния — на растворы и суспензии; по признаку колористических свойств — на цветные и ахроматические, люминесцентные и люминесцентно-цветные; по технологическому признаку — на удаляемые растворением органическими растворителями (группа 1), на водосмываемые (группа 2), на водосмываемые после воздействия очистителя (группа 3).

Очиститель — состав, предназначенный для удаления индикаторного пенетранта с поверхности объекта самостоятельно или в паре с растворителем.

Гаситель — состав, предназначенный для гашения видимой люминесценции остатков соответствующих индикаторных пенетрантов на контролируемой поверхности.

Проявитель — состав, предназначенный для извлечения из полости дефекта индикаторного пенетранта с целью образования индикаторного следа и создания фона, облегчающего визуальное восприятие изображения дефектов.

Подробные рецепты материалов здесь не приведены, так как они даны в производственных инструкциях.

Из стационарных дефектоскопов рекомендуются для использования малый дефектоскоп ЛД-4 и большой дефектоскоп ЛДА-3. В качестве переносного комплекта для цветной (красочной) дефектоскопии — набор ДМК-4.

53. Важнейшим эксплуатационным требованием для сварных соединений замкнутых объемов, сосудов и других изделий является сохранение непроницаемости или герметичности.

Герметичность — это способность сварного соединения сохранять в рабочих условиях начальное количество содержащегося в изделии вещества. Степень герметичности обычно измеряют величиной течи (утечки) в единицу времени. Наиболее распространенная причина потери герметичности сварных соединений — сквозные дефекты. Они обычно имеют вид поровых каналов, трещин, непроваров и других пороков. По своему происхождению эти дефекты мгут быть первичными и вторичными. Ко вторичным относятся холодные и усталостные трещины, сквозные поры и свищи, образованные под действием агрессивной среды, вибрационной нагрузки и т. п. Обнаружение вторичных дефектов затруднено тем, что при контроле в процессе производства они не выявляются.

Характер движения жидкости или газа через течи зависит от размеров течи, состава среды и перепада давления. Он может быть вязкостным, молекулярно-вязкостным и молекулярным. Каждый из этих режимов течения описывается своими расчетными зависимостями.

Кроме перечисленных видов возможны также диффузионные течи, появление которых обычно связано с дефектами структуры металла (рыхлость и т. п.). Например, при сварке изделий из сплава АМг-6 в околошовной зоне вследствие высокого градиента температур происходит частичное локальное изменение структуры. Это изменение приводит к появлению диффузионных течей типа межкристаллитной коррозии.

В зависимости от конкретных условий эксплуатации и рабочей среды потеря работоспособности может наступить не из-за разрушения, а вследствие чрезмерной течи в соединениях. С учетом этих условий следует выбирать рабочее тело для испытаний на герметичность— газ или жидкость.

Выбор метода контроля течеисканием зависит от класса герметичности, устанавливаемого проектантами. В некоторых отраслях принято три или пять таких классов. Наиболее жесткие требования существуют сейчас в атомной энергетике, где для ответственных соединений допустимая утечка не должна превышать 10~⁷—10~⁸ л мкм/о или до 4-10-⁴ см³ ат/год. Такую чувствительность контроля обеспечивают современные гелиевые течеискатели ПТИ-6, ПТИ-7. Другие методы течеискания дают меньшую чувствительность, но соответственно выбирают и области их применения.

54. Эти испытания обычно проводят с целью проверки как плотности, так и прочности сварных швов. Они менее опасны, чем пневматические испытания, так как жидкость мало сжимаема и течь ведет сразу к падению давления без взрыва. Способ гидравлических испытаний, время выдержки, величина необходимого давления и допустимые утечки устанавливаются ТУ на данное изделие.

Испытания проводят с полным или частичным заливом водой, с полным заливом и дополнительным давлением от напорной трубки, с полным заливом и созданием давления около 1,5—2 от рабочего (и более). Изделие выдерживают требуемое время, затем обстукивают молотком и осматривают. Течи выявляются в виде струек и потений.

Открытые сосуды и корпуса можно испытывать, обливая их струей воды из брандспойта с достаточным давлением. При этом обнаруживаются неплотности диаметром около 10~³ мм. Чувствительность около 2000 см³-ат/год.

Для повышения чувствительности контроля используют водные растворы, обладающие повышенной проникающей способностью, а также растворы с радиоактивными добавками. В последнем случае радиационные индикаторы позволяют выявить мелкие течи.