РЕНТГЕНОВСКИЙ КОНТРОЛЬ

§ 7.1. Сущность рентгеновского контроля. Рентге­новские аппараты

Рентгеновское излучение, как и видимый свет, но своей природе — это высокочастотные электромагнитные волны. Оно отличается от видимого света значительно меньшей длиной волны (диапазон длин волн рентгеновского излучения при на­пряжениях на трубке 1000 — 6 кВ X = 0,001 — ъ0,206 нм, а света Х = 400-ь750 нм). Поэтому энергия фотонов рентгеновского излу­чения

с, JM0-W

Г X

(где Е— энергия излучения, Дж, X —длина волны, нм) в десятки и сотни тысяч раз больше энергии фотонов видимого света.

Чем больше энергия излучения, тем выше его проникающая способность. Коротковолновое излучение, обладающее высокой проникающей способностью, называют жестким, а длинновол­новое — мягким.

Источником рентгеновского излучения являются двухэлектрод­ные рентгеновские трубки. Жесткость рентгеновского излучения зависит от высокого напряжения, приложенного к трубке:

, 12,4-10—«

где U — напряжение на трубке, В; X — длина волны, см.

Рентгеновское излучение, кроме высокой проникающей способ­ности, обладает также ионизирующим, световозбуждающим и фо­тографическим действиями. Все эти свойства используются при рентгенографическом контроле деталей.

Методы_ рентгеновского контроля оптически непрозрачных объектов (деталей, агрегатов) основаны на. принципе ослабления интенсивности излучения, прошедшего объект. Установлено, что фотоны, сталкиваясь с атомами просвечиваемого материала, те­ряют свою энергию за счет фотоэлектрического поглощения и рас­сеяния, т. е. за счет преобразования их в кинетическую энергию электронов и рассеянного (вторичного, более длинноволнового по сравнению с падающим) излучения. Рассеянное излучение от де — тали распространяется в различных направлениях.

Интенсивность широкого пучка излучения At за просвечивае­мой деталью толщиной d равна

Jd = JQ^dB,

Рис. 7.1. Схема просвечивания детали рентгеновским излучением: / — пульт управления; 2 — высоковольтное питающее устройство; .2 — фокусное пятно рентгеновской трубки; 4 — контролируемая деталь; 5 —раковина; 6 — плотное включе­ние: • — рентгеновская пленка; 8 — кассета; 9 — эпюра интенсивности J рентгеновского излучения за деталью; 10 — диафрагма

где Jо — интенсивность первичного излучения перед деталью;

В — фактор накопления, характеризующий поток рассеянного излучения за деталью, попадающего на пленку; р. — линейный коэффициент ослабления, зависящий от энергии излучения и плотности материала.

Чем меньше энергия излучения и больше плотность материала, тем больше значение ри

Если контролируемый объект (рис. 7.1) неодинаков по тол­щине, имеет раковину или более плотное включение, то за объек­том интенсивность пучка излучения будет неодинакова: в месте раковины, например, она выше, чем в местах, где нет дефектов. Регистрируя степень ослабления интенсивности излучения за конт­ролируемым объектом, можно определить наличие в нем дефек­тов. Для регистрации радиационных изображений при контроле деталей в аэродромных условиях в основном используют рентге­новские пленки. После фотообработки экспонированной пленки на ней получается негативное изображение объекта — рентгеновский снимок. Дефекты на негативе наблюдаются в виде локального изменения плотности почернения пленки — более плотного по от­ношению к фону в местах несплошностей типа раковин, пористо­сти, трещин, непроваров и др. и более светлого в местах плот­ных включений, например вольфрама в стали.

Чувствительность метода определяется наименьшим размером выявляемого дефекта в направлении просвечивания, ее обычно выражают в процентах от просвечиваемой толщины детали. Для оценки чувствительности согласно ГОСТ 7512—75 применяют ка — навочные, проволочные и пластинчатые эталоны. Для стали наи­высшая чувствительность рентгенографического метода составляет 1,5—3% просвечиваемой толщины.

Рентгеновский контроль состоит из следующих технологиче­ских операций: г

1) подготовки рабочего м~ета и деталей к просвечиванию;

2) зарядки кассет;

3) установки аппаратуры, кассет, нумераторов, эталонов чув­ствительности и других принадлежностей;

4) просвечивания — экспонирования пленки;

5) фотообработки пленки;

6) расшифровки негативов и оценки качества просвечиваемых объектов.

Контроль проводят в соответствии с технологическими карта­ми, в которых указаны оптимальные условия и режимы контро­ля— направления просвечивания, тип и размеры пленок, кассет, усиливающих экранов, напряжение и ток на трубке, фокусное расстояние, поле облучения, экспозиция и меры защиты пленки от рассеянного излучения.

Подготовка к просвечиванию включает очистку детали, раз — метку ее на просвечиваемые участки, нумерацию участков, а так­же определение необходимых приспособлений для рациональной установки кассет, свинцовых листов и т. д.

Кассету, заряженную пленкой (РТ-5, РТ-4М, РИТМ, РТ-2), прикрепляют к контролируемому участку детали с противополож­ной ее стороны по ходу излучения. При этом добиваются, чтобы пленка по возможности ближе прилегала к поверхности детали и располагалась перпендикулярно к осевому лучу пучка. Для сни­жения интенсивности рассеянного излучения закрывают непросве — чиваемые участки детали листовым свинцом или ограничивают поле облучения диафрагмой.

Во время экспонирования пленки не допускаются сотрясения и вибрации контролируемого объекта и источника излучения.

Негативы расшифровывают, рассматривая их в проходящем свете негатоскопа или настольной лампы с матовым стеклом. Для обнаружения мелких дефектов пользуются луной 2—4-кратного

увеличения, при этом период непрерывного наблюдения для пре­дупреждения усталости зрения не должен превышать 30 мин. Одновременно с анализом негатива осматривают визуально по­верхность детали, чтобы не принять поверхностный дефект за внут-

ренний. Заключение о качестве контролируемых объектов делают в соответствии с установленными нормами на допустимые и не­допустимые несплошпости металла и неисправности агрегатов.

Рентгеновская аппаратура не является штатным средством контроля авиационной техники. Используются портативные рент­геновские аппараты РУП-120-5-1 и РУП-200-5-2 моноблочной конструкции, рассчитанные для разъездных работ. На рис. 7,2 при­веден внешний вид аппарата РУП-120-5-1. Этот аппарат состоит из блока-трансформатора 1, пульта управления 2, штатива-тележ­ки 3 и ящика 4 с принадлежностями и запчастями.

Блок-трансформатор заполнен трансформаторным маслом. В нем находится высоковольтное питающее устройство аппарата, состоящее из высоковольтного трансформатора, рентгеновской трубки, трансформатора накала, электродвигателя с крыльчаткой для создания принудительной циркуляции масла и змеевика для охлаждения масла. Пульт управления на верхней панели имеет измерительные приборы и ручки регулировки накала трубки, вы-

сокого напряжения п корректировки напряжения сети. Штатив — тележка предназначена для установки блока-трансформатора по высоте в пределах 40—120 см и поворачивания его вокруг своей оси на любой угол с фиксацией положения.

Конструкция аппарата РУП-200-5-2 аналогична конструкции аппарата РУП-120-5-1. Основные данные этих аппаратов указаны в табл. 15.

Таблица 15 Основные данные рентгеновских аппаратов для контроля деталей Показатели РУП-120-5-1 РУП-200-5-2 Номинальное напряжение на рентге­новской трубке, кВ…………………….. 120 2 00 Номинальный ток на трубке, мА. . 5 5 Напряжение питающей сети, В, . 220/380 220/380 Тип рентгеновской трубки……………… 0.4БПМ2-120 0.7БПМЗ-200 Эффективное фокусное пятно труб­ки, мм……………………………………………. 2X2 2X2 Потребляемая мощность, кВ ■ А. . 1,5 2,5 Габариты блока-трансформатора, мм 300x250x540 750 x 270 x450 Масса, кг: блока-трансформатора. . „ 45 88 пульта управления………………. 30 35 Режим работы: — без водяного охлажде­ния — повторный: работа, мин……………………. 15 15-20 перерыв, МИН…………. 3с водяным охлаждением: х непрерывный, ч…………………….. О Хповториып, мин: — работа……………………………. 60 30 _ 3-4 60 _ А перерыв……………………………………… 30 — Наибольшая толщина просвечиваемо­го материала с применением флуо­ресцирующих усиливающих экра­нов, мм: стали……………………………… 25 60 алюминия ……………… 100 300

Перспективным для применения в аэродромных условиях яв­ляется новый моноблочный портативный рентгеновский аппарат РАП-160-10Н с газовыми изоляцией и охлаждением рентгеновской трубки. Масса блока трансформатора — 46 кг. Трлщина просве­чиваемого материала: стали — до 40 мм, легких сплавов —до 200 мм.

Для просвечивания различных объектов непосредственно на самолетах и вертолетах могут быть использованы также порта­тивные гамма-дефектоскопы шлангового типа «Гаммарнд-23» с закрытым радиоизотопным источником у-нзлучения ГИД-Ц-2 (ГОСТ 16002—70), активностью 2 г-экв. радия. Период полураспа-

да изотопа цезий-137 29,6 года; энергия излучения 0,662 МэВ. Масса радиационной головки—12 кг, пульта управления — 3 кг. Наибольшая толщина просвечиваемых деталей: стальных —

60 мм, из алюминиевых сплавов до 120 мм. Управление переме­щением источника — ручное, с расстояния до 12 м; подача источ­ника по гибкому ампулопроводу — до 8 м. Основное достоинство. * этого дефектоскопа — малые размеры источника _ излучения, ко­торый"~~По ампулштроводу может подаваться" в труднодоступные /’ места различных конструкций.’ ~ …………….. …..