Радиографический метод контроля Ч.2 Радиационный контроль гамма-излучением

Сварка – один из наиболее часто используемых методов соединения металлов и сплавов. Даже мастера иногда допускают дефекты шва, не говоря уже о новичках. При проведении таких работ в домашних условиях достаточно визуального контроля. На производствах для контроля качества сварного шва используются разные методы, и одним из передовых является радиографический контроль.

Краткое описание метода

Металлические детали соединяются с применением разных видов сварки, при этом могут образовываться дефекты сварных швов.

Это связано с:

• нарушением технологии выполнения работ;
• попаданием в место сварки инородных тел;
• недостаточной квалификацией сварщика и т.д.

Все это приводит к ухудшению качества шва и уменьшению его прочности.

Рентгенографический контроль (РК) сварных соединений – неразрушающий метод, позволяющий выявлять скрытые дефекты на ранней стадии, избегать аварийных ситуаций в будущем.

Это высокоточный способ, при помощи которого можно объективно оценить как характер, так и размер дефектов. Методика позволяет контролировать состояние сварочных швов на трубопроводах, резервуарах, разном оборудовании и металлоконструкциях и т.д.

Расшифровка

Расшифровку рентгенограмм осуществляют в затененном помещении на негатоскопе. Он представляет собой устройство, назначением которого является просмотр на просвет радиографических снимков, в том числе рентгенограмм. В негатоскопе предусмотрена возможность регулировки яркости освещения. При слишком большом его значении мелкие дефекты могут быть пропущены.

После расшифровки составляется заключение. Перед тем, как прибегнуть к этому методу, необходимо узнать, какие дефекты сварного шва выявляются с помощью радиографического контроля. К ним относятся:

• подрезы;
• непровары;
• трещины;
• поры;
• инородные включения;
• шлаки.

Помимо этого, можно оценить величину вогнутости и выпуклости в местах, где визуальный осмотр невозможен. При записи результатов используются сокращения. Так, «Т» означает трещину, «Н» — непровар, «П» — пору, «Ш» — шлак, «В» — включение вольфрама, Пдр» — подрез. Рядом с буквами ставят размеры дефекта. Учитывается также характер распределения.

По этому признаку недостатки делятся на группы:

1. Отдельные.
2. Цепочки. На одной линии более трех дефектов.
3. Скопления. Расположение в одном месте не менее трех дефектов.

Размер дефекта обозначается в миллиметрах.

ГОСТ и иные требования

Проведение радиографического метода контроля сварных соединений регламентируется ГОСТ 7512-82. Такой метод позволяет контролировать сварной шов при толщине свариваемых элементов от 1 до 400 мм, а при использовании мощного оборудования – и до 500 мм.

Для этого применяются рентгеновское, тормозное и гамма-излучение, а для получения снимка – радиографическая пленка.

Основные требования к принадлежностям для проведения такого контроля следующие:

1. Маркировочные знаки соответствуют ГОСТ 15843-79.
2. Радиографические пленки отвечают техническим условиям.
3. Источник излучения соответствует ГОСТ 20426-82.
4. Усиливающие экраны могут быть металлическими и флюоресцирующими.
5. Светонепроницаемые кассеты обеспечивают плотный прижим экрана к пленке.
6. Свинцовый экран защищает пленку от рассеянного излучения.
7. Эталоны чувствительности могут быть пластинчатыми, проволочными или канавочными.

Свойства и возможности рентгена

Особенность рентгенографии в том, что проходимость материалов зависит от длины генерируемых лучей. В плотных материалах они рассеиваются и частично поглощаются. Чем ниже плотность проверяемого соединения, тем четче получится изображение.

Возможность некоторых химических элементов на протяжении нескольких секунд светиться под действием рентгеновского излучения позволяет засвечивать специальную пленку и получать изображение имеющихся дефектов шва.

Если исследуемый материала однородный, результат получится в виде светлого и однотонного изображения. При наличии разных дефектов, раковин, пустот оно будет иметь затемнения.

В работе некоторых моделей дефектоскопов используется способность ионизированного воздуха пропускать электричество. Чем выше степень ионизации, тем лучше проводится ток. Этот принцип позволяет при проведении РК получать изображение не на пленке, а на экране осциллографа.

В большом количестве рентгеновское излучение негативно влияет на организм человека, при этом происходит облучение клеток и тканей. Большие дозы приводят к развитию лучевой болезни и даже смерти. Поэтому применение рентгеноскопии для контроля качества сварочных швов требует строгого соблюдения правил безопасности.

Область применения дефектоскопии

Рентгеновский метод проверки сварных соединений позволяет с высокой точностью определять такие параметры имеющихся дефектов, как размер, форма и расположение в пространстве.

Он позволяет контролировать качество сварных швов на ответственных объектах, таких как магистральные нефте-, газо-, водопроводы, при строительстве конструкций и оборудования для атомных станций, в машино-, авиа-, судостроении и т.д.

История создания и внедрения методики

Изначально посредством радиационной дефектоскопии оценивали качество швов на металлоконструкциях, использовавшихся в авиации. Со временем ученые и практики накопили достаточно знаний, чтобы в 1934 г. выпустить первое пособие, в котором детально описали технологию просвечивания участков электродуговой сварки рентгеновскими лучами. В середине XX в. благодаря значительному расширению опытно-конструкторской и научно-исследовательской баз производство рентген-установок удалось поставить на поток.

К началу 1960-х гг. для контроля качества сварных соединений по данной технологии выпускались типовые установки. Это были преимущественно РУП-устройства, разработкой которых занимался . Преимуществами этих аппаратов:

• Диапазон энергии рентгеновского облучения от 50 до 400 кВ,
• точная фокусировка рентгеновских трубок,
• жесткость облучения,
• мощность.

На развитие и усовершенствование технологии повлиял советский ученый Трапезников А. К., а также его последователи – Борщев Б. В., Назаров С. Т., Сильченко О. Т., Чернобровов С. В.

Дополнительные сведения

Перед тем как использовать радиографический метод контроля качества, надо знать, что его диагностический диапазон ограничен чувствительностью прибора.

При помощи дефектоскопа нельзя выявить:

• пустоты, которые на 50% меньше стандартных значений для указанного прибора и размещены в направлении, параллельном действию рентгеновского луча;
• включения, расположенные в направлении действия луча, размер которых в 2 раза меньше чувствительности прибора;
• дефекты, которые на снимке совпадают с гранями и острыми углами проверяемых элементов.

Рекомендуем к прочтению Технология сварки арматуры

Все остальные дефекты этот метод выявляет быстро, эффективно и с высокой точностью.

4.7. Контроль исправления дефектов в сварных соединениях

4.7.1. Контроль полноты и качества удаления дефектов производится в соответствии с ПТД по сварке.

4.7.2. Исправленные участки швов должны быть подвергнуты контролю всеми методами, предусмотренными настоящими ПК для данного соединения.

Таблица 4.5

Допустимые значения параметров и количество дефектов, выявленных при УЗК сварных соединениях

Примечания:

1. Для металла толщиной до 5 мм нормы оценки даны только для контроля стыковых сварных соединений.

2. Условная протяженность допустимых дефектов не должна превышать условную протяженность контрольных отражателей.

Таблица 4.6

Нормы на одиночные поры и включения, допустимые при металлографических исследованиях, мм

4.7.3. Если при контроле качества в исправленном участке вновь будут обнаружены недопустимые дефекты, то проводится повторное исправление и контроль в том же порядке, а также контроль методом капиллярной дефектоскопии .

4.7.4. Участки сварных швов, подвергнутые ремонту, должны быть указаны в отчетной документации на сварочные работы.

• В начало
• Назад
• 2
• Вперёд
• В конец

Конструкционные особенности оборудования

Сейчас чаще используется радиографический контроль, относящийся к цифровой дефектоскопии. Полученное радиационное изображение превращают в цифровое, и информацию выводят на экран.

Детектором контроля рентгеновского излучения или гамма-излучения, которые проходят через проверяемый объект, является фотодиод со сцинтиллятором, который поддается действию излучения, испускает видимый спектр света, находящийся в прямой пропорциональности квантовой энергии.

Такое излучение вырабатывает внутри фотодиода ток, радиационное излучение превращается в электрическое и затем выводится на экран.

Детекторные блоки перемещают относительно проверяемого объекта и получают непрерывный поток информации, который записывается в память компьютера для проведения его дальнейшей детальной проверки. Чтобы можно было оперативно оценить качество соединения, полученное изображение сразу выводят на экран.

Дефектоскопы на гамма-лучах

Они обеспечивают заданную частоту флуктуаций интенсивности гамма-излучения. В результате перемены интенсивности излучения на изображении создаются поперечные полосы.

Существующие отклонения интенсивности излучения выше значения статистических шумов. Современная техника, оснащенная передовым программным обеспечением, позволяет уменьшать данные флуктуации. Такие рентгеновские аппараты являются условно применимыми для выполнения РК сварных швов.

Рентгеновское устройство

Эти аппараты имеют постоянный потенциал и высокочастотные флуктуации, случайные во времени. Они обеспечивают отклонение интенсивности гамма-излучения более 1 %. В связи с этим применять указанные аппараты при выполнении радиометрического контроля не рекомендуется.

Для рентгеновского контроля надо использовать оборудование, имеющее следующие показатели:

• стабильность излучения – более 0,5%;
• частоту флуктуаций – не выше 0,1 Гц.

Оборудование для дефектоскопии сварных швов

В этой методике дефектоскопии используют несколько видов рентгеновского оборудования. В их конструкцию входит:

• рентгеновская труба, помещенная в защитный корпус;
• генератор высокого напряжение, в состав которого входит пара трансформаторов и выпрямитель;
• пульт управления, состоящий из сигнальной установки, измерительных датчиков, регулятора силы тока и напряжения, трансформатора.

В зависимости от принципа работы, рентгеновские аппараты, используемые в дефектоскопии сварных швов, делятся на импульсные приборы и приборы с постоянной нагрузкой. В состав импульсного оборудования входит рентгеновский и управляющий блоки. Оборудование с постоянной нагрузкой делятся на:

• моноблоки,
• кабельные приборы.

Моноблоком называют устройство, основным элементом которого служит блок-трансформатор, состоящий из трансформатора высокого напряжения и рентгеновской трубы. Обычно эти аппараты отличаются небольшим весом и компактностью. Их используют тогда, когда нужна маневренность и когда излучатель отдален от пульта управления более чем на 30 м.

Кабельные рентгеновские аппараты комплектуются автономным генератором, рентгеновской трубкой и пультом управления. Обычно они передвижные, поэтому используются преимущественно в лабораториях и цехах.

Принцип работы установок для радиографического контроля

Основной деталью прибора, используемого для проведения рентгенографического контроля состояния шва, является излучатель. Он служит для создания лучей и их излучения.

Выполнен излучатель в виде вакуумного сосуда, в котором находятся анод, катод и накал. Во время ускорения, которое развивают заряженные частицы, образуются рентгеновские лучи, просвечивающие исследуемое изделие.

Электрический потенциал, образовавшийся между катодом и анодом, ускоряет выпускаемые катодом электроны. Этих начальных лучей для работы прибора пока мало.

При столкновении с анодом происходит торможение лучей, что приводит к более сильному их генерированию. Столкновение их с анодом приводит к образованию на нем электронов. В результате формируются лучи, образуется достаточное излучение.

Появившиеся лучи движутся в направлении места проведения контроля качества. Там, где плотный металл, они практически полностью поглощаются, а в местах дефектов проходят дальше.

Прошедшие лучи на пленке формируют изображение, контрастность которого зависит от количества прошедших через шов лучей. Чем больше будет дефектов, тем четче получается это место на снимке. Таким образом определяют их расположение и размер.

Какие требования выдвигаются

При выполнении радиографического контроля можно применять любые существующие рентгеновские аппараты. Изготовители редко указывают в характеристиках данные о флуктуации интенсивности излучений устройства, т.к. эта величина не является критичной.

Т. к. радиометрия обеспечивает сбор информации в онлайн-режиме, к применяемым рентген-аппаратам предъявляют такие требования:

1. Плотность гамма-потока, проходящего через исследуемый объект, должна быть достаточной для того, чтобы хватило времени зарегистрировать толщину детали вдоль сканируемой области.
2. Интенсивность гамма-излучения должна быть постоянной.

Чтобы обеспечить качественный радиометрический контроль, используют высокостабильный источник излучения, гарантирующий максимальную плотность потока лучей и энергетический спектр.

Безопасность в работе

Хотя оборудование, применяемое для проведения радиографического контроля, излучает небольшие дозы излучения, не стоит пренебрегать правилами безопасности:

1. Прибор должен быть экранирован, чтобы не выпустить лучи за пределы зоны, в которой проводится контроль. В стенах помещения, в котором выполняется такое исследование, должны быть установлены экраны, чтобы излучение не распространялось на людей, работающих в соседних цехах.
2. Возле работающего аппарата надо проводить минимум времени. Если проверка качества шва выполняется на улице, то лучше отойти от него. Ели прибор находится в помещении, то во время его работы находиться рядом с ним надо минимум времени.
3. Оператор радиографического оборудования должен надевать средства индивидуальной защиты. Во время работы оборудования рядом не должно быть посторонних людей.
4. Перед использованием прибора нужно проверить его работоспособность и правильность выставленных настроек. Чаще всего аварийные ситуации происходят из-за неверных настроек или неисправности оборудования.
5. Надо контролировать, чтобы полученное облучение успевало выводиться из организма. Определить дозу излучения можно при помощи дозиметра. Полученные небольшие дозы радиации имеют накопительный эффект.
6. Особенно важно контролировать уровень ионизации воздуха в закрытой лаборатории. Радиационное излучение приводит к ионизации воздуха, в результате чего образуется электричество.

Рекомендуем к прочтению Силумин: состав, свойства, применение сплава

Обозначение дефектов

Недопустимым является наличие в сварочном шве следующих дефектов:

1. Трещин (холодных и горячих). До того как затвердеет шов, могут появляться горячие трещины, а после его полного застывания – холодные. Часто они незаметны при внешнем осмотре шва.
2. Пор. Указанный дефект является самым распространенным при проведении сварочных работ. В большинстве случаев его появление связано с неправильно или недостаточно хорошо подготовленными соединяемыми поверхностями, наличием сквозняков и др.
3. Шлаков и других инородных тел.
4. Прожога. Он возникает при недостаточной квалификации сварщика или неправильно выбранных параметрах оборудования. Проявляется в виде сквозных отверстий в шве.
5. Подреза. Дефект в виде канавки, расположенной в свариваемой детали вдоль сварочного шва.
6. Наплыва. В процессе работы на основной металл натекает присадочный материал, но при этом не образует с ним надежного сплавления.
7. Непровара. Неправильно выбранный режим проведения работ, т. е. низкий ток, не позволяет полностью и качественно проварить соединяемые детали.
8. Рыхлых участков. Они характеризуются непрочной структурой шва.

Требования к снимкам и особенности их расшифровки:

1. Расшифровывают только хорошо высушенные снимки. На них не должно быть царапин, отпечатков пальцев и т.д.
2. Расшифровку выполняют в затемненной комнате на негатоскопах.
3. Полученные результаты записывают в специальный журнал, а заключение направляют в отдел технического контроля.

Визуальный осмотр

С помощью внешнего осмотра можно выявить не только видимые дефекты швов, но и невидимые. К примеру, неравномерность шва по высоте и ширине говорит о том, что в процессе сварки были прерывания дуги. А это гарантия, что шов внутри имеет непровары.

Как правильно проводится осмотр.

• Шов очищается от окалин, шлака и капель металла.
• Затем его обрабатывают техническим спиртом.
• После еще одна обработка десятипроцентным раствором азотной кислоты. Она называется травление.
• Поверхность шва получается чистой и матовой. На ней хорошо видны самые мелкие трещинки и поры.

Внимание! Азотная кислота – материал, разъедающий металл. Поэтому после осмотра металлический сварной шов надо обработать спиртом.

О лупе уже упоминалось. С помощью этого инструмента можно обнаружить мизерные изъяны в виде тонких трещин толщиною меньше волоса, пережоги, мелкие подрезы и прочие. К тому же при помощи лупы можно проконтролировать – растет ли трещина или нет.

При осмотре можно также пользоваться штангенциркулем, шаблонами, линейкой. Ими замеряют высоту и ширину шва, его ровное продольное месторасположение.

Преимущества и недостатки метода

Указанный метод контроля качества сварочных швов имеет высокую эффективность, т.к. обладает следующими преимуществами:

1. Для получения представления о состоянии шва, выполненного любым методом сварки, достаточно всего нескольких секунд.
2. РК имеет более высокую точность по сравнению с другими методами неразрушающего контроля.
3. РК выявляет широкий спектр дефектов.
4. Рентгенография показывает не только место расположения дефекта, но и его размер, тип.
5. Способ можно применять в полевых условиях, что удобно при контроле трубопроводов или обследовании строительных объектов.

Есть у радиографического метода контроля и свои недостатки:

1. Для проведения рентгенографии требуется специальное оборудование, а его стоимость высока.
2. Необходимо использовать одноразовые расходные материалы: пленку или пластины, а также реагенты, экраны и т.д.
3. Для выполнения работ оператор должен обязательно пройти обучение и сдать экзамены.
4. Чтобы получить достоверный результат, требуется правильно настроить оборудование.
5. Излучение прибора опасно для здоровья.

Безопасность

При всех своих достоинствах метод является потенциально опасным для здоровья. Поэтому необходимо выполнять экранирование прибора. Контролер не должен находиться без необходимости в зоне облучения. Доступ туда посторонним лицам должен быть запрещен. Для этого следует вывесить предупреждающие знаки.

При работе в помещении его стены надо покрыть экранирующими пластинами. Контролер должен быть обеспечен комплектом защитной одежды. Перед началом процесса необходимо проверить исправность оборудования.

Технология рентгеновского контроля

Перед тем как применить указанную технологию, обязательно выполняют очистку поверхности. Качество настроек сильно влияет на точность полученных результатов.

Последовательность радиографического контроля:

1. Установка прибора. С одной стороны проверяемой зоны должен находиться излучатель, а с другой – датчик дефектоскопа.
2. Включение прибора. В это время пучок лучей проходит через шов и поступает на датчик. Работать оборудование может от аккумулятора или от сети.
3. Передача датчиком полученного сигнала на пленку или на экран. Это зависит от модели используемого аппарата.
4. Запись цифрового аналогового сигнала в накопитель.
5. Расшифровка полученной информации и фиксация имеющихся дефектов в соответствующей документации.

Для сварных швов

Для классических швов процедура контроля их качества при помощи рентгеновского контроля включает в себя следующие этапы:

• удаление с исследуемого шва шлака, окалины, любых загрязнений;
• разметку и маркировку стык (на каждый устанавливают маркировочный знак и эталон чувствительности);
• выбор схемы проведения работ;
• настройку параметров контроля;
• непосредственное просвечивание;
• обработку пленок;
• расшифровку результатов;
• запись полученной информации в документацию.

Для трубопроводов

Такой метод активно используется для контроля швов труб разного диаметра. Часто необходимо проводить исследование вдали от населенных пунктов, куда невозможно доставить установку.

В этом случае используют компактные приборы – кроулеры. Они самостоятельно движутся внутри трубы и управляются дистанционно. Приборы рассчитаны на работу в трубах, диаметр которых больше 325 мм.

Неважно, где находится исследуемый объект – над, под землей или под водой. Не имеют значения и климатические условия, поэтому он может использоваться в любом регионе и в любое время года.

По команде прибор останавливается и делает рентгенограммы или панорамные снимки.

Рекомендуем к прочтению Как самому сделать буржуйку для гаража

Для резервуаров

Во время приемки резервуаров сначала проводят визуальный контроль сварных соединений и только потом радиографический. На пересечении швов обязательно располагают пленки в Х- или Т-образном направлении.

Длина изображения должна быть не меньше 240 мм, а ширина – соответствовать стандартной. Проверяют стыковые швы на стенках резервуара, днище, а также в местах их сопряжения.

При обнаружении недопустимых дефектов в этом месте делают дополнительный снимок. Для проверки швов на резервуарах применяют дефектоскопы не ниже 4-го разряда, а расшифровку результатов производят специалисты не ниже II уровня.

Для разных видов соединений

Радиографический контроль разных видов сварных швов выполняется в соответствии с ГОСТ 7512, ОСТ 26-11-03, ОСТ 26-11-10. Перед проведением работ учитывают особенности металла и проверяемого шва. Угловые швы проверяют согласно ГОСТ 26-2079.

При помощи этого метода контролируют качество угловых, тавровых и стыковых соединений, места пересечения швов и т.д.

По видам металлов

При помощи рентгеновского просвечивания можно проверять качество сварных швов и основного изделия из разных металлов. Настройки аппаратуры будут разными, т.к. проходимость лучей через разные материалы отличается.

От правильности настроек зависит качество контроля.

Современное оборудование позволяет не только выявлять вид, размер и местонахождение дефектов, но и расшифровывать полученные результаты в автоматическом режиме.

Манипулирование образцом (инспекция образца под углом)

Водопровод в частном доме: пошаговое описание процесса монтажа
Эта способность вращать образец (печатную плату) при проведении рентгеноскопического исследования позволяет отображать форму, размер и размещение дефектов под различными углами обзора

Это особенно важно для плат с двусторонним монтажом, где верхние и нижние компоненты могут затенять интересующую область инспекции. Так же, данная функция делает возможным более точно определять дефекты электрических соединений для микросхем (BGA, QFP, QFN и т.д.)

ПРИМЕЧАНИЕ

: Угол наклона от 0 до 40° идеален для такого применения. Ручное или механическое вращение будет влиять на стоимость оборудования и удобство оператора, и имеют небольшие отличия в эффективности.

Использование беспленочных аппаратов

Сейчас все чаще вместо детекторов, в которых используется пленка, применяют аппараты, где излучение сразу перерабатывается в цифровую форму и выводится на экран.

«Беспленочная» радиография делится на такие виды:

1. Цифровая. Рентгеновские лучи преобразуются в электрический ток, величина которого зависит от силы излучения. Сначала лучи попадают на слой сцинтиллятора, где превращается в световые фотоны. Они проникают на расположенную сзади фотоэлектрическую матрицу и активируют в ней заряд, который считывается и появляется в виде изображения на экране.
2. Компьютерная. Здесь используется механизм фотостимулированной люминесценции. Часть кристаллов запасает поглощенную энергию, а после оптической или термической стимуляции запасенная энергия начинает светиться. Чаще всего в качестве люминофора используется фторбромид бария. Чем больше энергии попадет на запоминающую пластину, тем больше видимого света будет на изображении. Для получения нового изображения оставшееся на экране свечение стирают при помощи мощного пучка света, и оборудование можно снова использовать.

Преимущества «беспленочной» радиографии:

• необходимость проводить «мокрую» обработку полученных снимков;
• меньшее время экспозиции;
• возможность исследования деталей с различной радиационной толщиной.

Физические основы методов и технология радиационной дефектоскопии.

Радиационный неразрушающий контроль основан на использовании проникающих свойств ионизирующих излучений и является одним из наиболее эффективных и распространенных видов контроля. В нефтегазовой отрасли применяется прежде всего для контроля сварных соединений магистральных и промысловых трубопроводов, резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, сосудов под давлением и других объектов. Реализация данного вида контроля предусматривает использование как минимум трех основных элементов: источника ионизирующего излучения; объекта контроля; детектора, регистрирующего результаты взаимодействия ионизирующего излучения с объектом контроля.

В радиационном неразрушающем контроле используют три вида ионизирующих излучений: тормозное , гамма- и нейтронное .

Контроль с применением нейтронного излучения осуществляется только в стационарных условиях. Основными источниками нейтронного излучения являются ускорители заряженных частиц, ядерные реакторы и радиоактивные источники нейтронов. В полевых условиях при эксплуатации или строительстве объекта обычно используют х- или γ-излучения. Источниками х-излучения при этом служат переносные импульсные рентгеновские аппараты, а γ-излучения — радиоактивные источники. С их помощью можно просвечивать стальные изделия толщиной 1…200 мм.

Контрольно-измерительная часть представляет собой группу приборов, которые служат для измерения и регулирования времени, тока, напряжения и частоты. Величина высокого напряжения, подаваемого на электроды рентгеновской трубки, составляет 100…400 кВ. С увеличением напряжения осуществляется смещение максимума излучения в сторону коротких волн, увеличивается проникающая способность излучения.

Рентгеновский излучатель, помимо рентгеновской трубки, включает защитный кожух, заполненный изолирующей средой — трансформаторным маслом или газом под давлением, а также коллиматор — устройство, предназначенное для формирования пучка направленного излучения.

Радиоактивные источники γ-излучения применяются в гамма-дефектоскопии и поставляются в ампулах, транспортируемых в специальных контейнерах. В качестве радиоактивных источников обычно используются изотопы Со60, Se75, Ir192. Появление таких сравнительно дешевых радиоактивных источников привело к созданию специальных комплектов оборудования, названных гамма-дефектоскопами. Различают гамма-дефектоскопы для фронтального и панорамного просвечивания, а также универсальные шланговые гамма-дефектоскопы. Гамма-дефектоскопы первого типа представляют собой лишь излучающую радиационную головку, устанавливаемую в зону контроля и снабженную механизмом открывания и закрывания затвора. Наибольшее применение нашли универсальные приборы шлангового типа, состоящие из радиационной головки, шланга-ампулопровода, пульта управления с механизмом перемещения ампулы с радиоактивным источником по ампулопроводу и коллимирующей насадки. В этих аппаратах ампула радиоактивного источника излучения из радиационной головки подается по ампулопроводу с помощью гибкого троса, приводимого от дистанционного пульта с ручным или электрическим приводом. Наличие дистанционного привода позволяет свести до минимума радиоактивное облучение оператора за счет его удаления от источника излучения на 12 м и более.

В отличие от рентгеновских аппаратов гамма-дефектоскопы могут эксплуатироваться без источников энергии, что особенно важно в полевых условиях. Их также часто применяют для контроля закрытых объектов сложной формы, когда невозможно установить излучатели рентгеновских аппаратов. Недостатками гамма-дефектоскопов являются: необходимость периодической замены источников излучения, потерявших активность, ограниченные возможности по регулированию режимов работы, а также более низкий контраст радиографических снимков по сравнению с рентгеновскими.

Ионизирующие излучения в целом с точки зрения воздействия на организм человека являются наиболее опасными из числа используемых в неразрушающем контроле, поэтому вся аппаратура, применяемая при радиационном контроле, подлежит обязательной сертификации и периодической переаттестации. К работе допускается специально обученный и аттестованный персонал, который подвергается обязательному дозиметрическому контролю.

Из числа радиационных методов для обнаружения и измерения внутренних дефектов в изделии используются методы прошедшего излучения. При прохождении через контролируемое изделие ионизирующее излучение ослабляется за счет его поглощения и рассеяния в материале изделия. Степень ослабления зависит от толщины изделия, химического состава и структуры материала, наличия в нем газовых полостей, сульфидных раскатов и других инородных включений. В результате прохождения ионизирующего излучения через контролируемое изделие детектором фиксируется распределение интенсивности дошедшего до него потока излучения, называемого радиационным изображением изделия. Наличие и характеристики дефектов определяют по плотности полученного радиационного изображения. Равномерная интенсивность излучения, дошедшего до детектора, свидетельствует об отсутствии дефектов. Уменьшение плотности радиационного изображения соответствует увеличению толщины контролируемого изделия, например в зоне сварных швов или брызг (капелек) металла от сварок. В свою очередь увеличение плотности соответствует участкам изделий с меньшей радиационной толщиной, имеющих дефекты. Схема радиационного контроля методом прошедшего излучения.

1 — источник излучения;

2 — объект контроля;

3 — дефект;

4 — детектор (кассета с пленкой);

5 — след от дефекта.

Интенсивность доходящего до объекта излучения зависит от исходного потока в точке выхода излучения , расстояния а до объекта и особенностей самого излучения:

,

где R и b — константы, определяемые природой излучения.

После прохождения объекта интенсивность попадающего на де­тектор излучения определится из выражения

,

где μ — коэффициент ослабления излучения материалом объекта; δ — толщина объекта; В — фактор так называемого накопления, определяемый экспериментально (при узком пучке лучей В = 1).

В связи с экспоненциальной зависимостью затухания интенсивности ионизирующего излучения чувствительность контроля резко уменьшается с увеличением радиационной толщины, поэтому максимальная глубина контроля ограничена и для переносных аппаратов обычно не превышает 200 мм, что является одним из недостатков радиационного метода контроля.

Кроме того, весьма существенным недостатком является то, что трещины, радиационная толщина которых меньше заданного класса чувствительности, при радиационном методе контроля не выявляются. В первую очередь это относится к трещинам, ориентированным перпендикулярно или под малым углом к направлению ионизирующего излучения.

Методы радиационного контроля прошедшим излучением различаются способами детектирования результатов взаимодействия излучения с объектом контроля и, соответственно, делятся на радиографические, радиоскопические и радиометрические.

Радиографический метод неразрушающего контроля основан на преобразовании радиационного изображения контролируемого объекта в радиографический снимок или записи этого изображения на запоминающем устройстве с последующим преобразованием в световое изображение. Для получения радиографических снимков используют кассеты со специальной радиографической (рентгеновской) пленкой, снабженные для повышения чувствительности усиливающими экранами. В качестве детекторов радиационного изображения используются также полупроводниковые пластины, с которых изображение методом ксерорадиографии переносится на обычную бумагу.

Радиоскопический метод радиационного контроля основан на регистрации радиационного изображения на флуоресцирующем экране или на экране монитора электронного радиационно-оптического преобразователя. Достоинством радиоскопического метода является возможность единовременного контроля изделия под разными углами и, соответственно, стереоскопического видения дефектов.

При радиометрическом методе радиационное изображение преобразуется посредством сканирования в цифровую форму и фиксируется на соответствующем носителе информации — дискете, магнитной ленте. В дальнейшем эта информация переносится в компьютер для последующей обработки и анализа.

Для целей технической диагностики эксплуатируемого оборудования применяют радиографический метод контроля, реализуемый посредством относительно простого переносного комплекта оборудования, позволяющего получить документальное подтверждение результатов контроля в виде радиографического снимка.