Рентгеновский метод контроля

Федеральное государственное  бюджетное образовательное

учреждение высшего  профессионального образования

«Ростовский государственный  университет

путей сообщения»

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

«РЕНТГЕНОВСКИЙ  МЕТОД КОНТРОЛЯ»

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Отставных  К.В.

 

 

 

 

 

 

Ростов-на-Дону, 2014

Содержание

Введение………………………………………………………………3

1. Рентгенодефектоскопия………………………………………….4
2. Методика и технология проведения контроля…………………6
3. Приборное обеспечение…………………………………………11

Заключение…………………………………………………………...14

Литература……………………………………………………………15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Методы и  значение неразрушающего контроля качества продукции 

В целях обеспечения  требуемого качества конечного продукта (законченного производством изделия) необходимо вести контроль не только качества материала, но и соблюдения режимов технологических процессов, «контролировать геометрические параметры, качество обработки поверхности деталей и др. Технические измерения, оценка качества обработанной поверхности (овальность, конусность, шероховатость и др.) несут информацию о внешней стороне дела. Это очень важно, но еще более важно проникнуть в материал, знать его структуру, химический состав, качество и глубину термической обработки, распределение внутренних напряжений, характер и распределение возможных внутренних и поверхностных металлургических дефектов.

Существуют  различные методы контроля, их можно  разделить на две большие группы: контроль качества с разрушением  и без разрушения материала (заготовки, детали).

Более эффективный  контроль дефектов, нарушающих сплошность, однородность макроструктуры металла, отклонений химического состава следует проводить с помощью физических методов неразрушающего контроля – дефектоскопии, основанных на исследовании изменений физических характеристик металла. При использовании неразрушающих методов контроля устанавливаются нормы браковки, в противном случае изделия могут незаслуженно выбраковываться или, наоборот, проникать в эксплуатацию с дефектами. Применять методы неразрушающего контроля необходимо с учетом их возможности, чувствительности, производительности, эффективности.

Неразрушающий контроль дает возможность проверить  качество конструкций и материалов до вовлечения их в работу и тем самым не допустить использования дефектных конструкций, а, следовательно, предотвратить аварии и катастрофы. Данные о дефектах, полученные на ранних стадиях производства, позволяют техническим службам предприятия совершенствовать технологические процессы, улучшать режимы обработки металла в горячем и холодном состоянии. Применяя методы неразрушающего контроля, можно уменьшить вес деталей и всего изделия в целом путем уменьшения коэффициентов запаса прочности.

1. Рентгенодефектоскопия

Рентгенодефектоскопия основана на поглощении рентгеновских лучей, которое зависит от плотности среды и атомного номера элементов, образующих материал среды. Наличие таких дефектов, как трещины, раковины или включения инородного материала, приводит к тому, что проходящие через материал лучи ослабляются в различной степени. Регистрируя распределение интенсивности проходящих лучей, можно определить наличие и расположение различных неоднородностей материала.

 

Рис.1. Схема  рентгеновского просвечивания: 1 —  источник рентгеновского излучения; 2 — пучок рентгеновских лучей; 3 — деталь; 4 — внутренний дефект в детали; 5 — невидимое глазом рентгеновское изображение за деталью; 6 — регистратор рентгеновского изображения.

 

Интенсивность лучей регистрируют несколькими  методами.

Фотографическими  методами получают снимок детали на плёнке.

Визуальный  метод основан на наблюдении изображения  детали на флуоресцирующем экране. Более эффективен этот метод при использовании электронно-оптических преобразователей.

При ксерографическом методе получают изображения на металлических  пластинках, покрытых слоем вещества, поверхности которого сообщён электростатический заряд. На пластинах, которые могут быть использованы многократно, получают контрастные снимки.

Ионизационный метод основан на измерении интенсивности  электромагнитного излучения по его ионизирующему действию, например, на газ. В этом случае индикатор можно устанавливать на достаточном расстоянии от изделия, что позволяет контролировать изделия, нагретые до высокой температуры.

Чувствительность  методов рентгенодефектоскопии  определяется отношением протяжённости дефекта в направлении просвечивания к толщине детали в этом сечении и для различных материалов составляет 1—10%. Применение рентгенодефектоскопии эффективно для деталей сравнительно небольшой толщины, т.к. проникающая способность рентгеновских лучей с увеличением их энергии возрастает незначительно.

Рентгенодефектоскопию применяют для определения раковин, грубых трещин, ликвационных включений в литых и сварных стальных изделиях толщиной до 80 мм и в изделиях из лёгких сплавов толщиной до 250 мм. Для этого используют промышленные рентгеновские установки с энергией излучения от 5-10 до 200-400 кэв (1 эв=1,60210 · 10-19 дж). Изделия большой толщины (до 500 мм) просвечивают сверхжёстким электромагнитным излучением с энергией в десятки Мэв, получаемым в бетатроне.

 

2. Методика и технология проведения контроля

Детали, узлы, изделия поступают на просвечивание  после визуального контроля очищенными от масла, грязи, шлака и т.п. На контролируемые узлы изделий разрабатываются технологические карты контроля, которые определяют порядок и технику контроля с использованием ионизирующих излучений.

Перед просвечиванием новых объектов выполняются следующие  операции:

1. анализируются  конструкции, и определяются участки  и схемы просвечивания; 

2. выбираются  источники излучения, тип рентгенографической  пленки, усиливающие экраны;

3. определяются  режимы просвечивания (напряжение  на рентгеновской трубке и сила тока, тип радиоактивного источника, тип ускорителя и энергия излучения, фокусное расстояние, время просвечивания);

4. проводятся  мероприятия по защите людей  от воздействия ионизирующего  излучения, по обеспечению электро- и пожаробезопасности;

5. заряжаются  кассеты; 

6. устанавливаются  с помощью средств механизации и автоматизации в положение просвечивания источники излучения и контролируемые объекты, а также кассеты, маркировочные знаки, эталоны чувствительности, компенсаторы;

7. защищается  кассета от действия рассеянного  излучения; 

8. подготавливаются  к включению рентгеновские аппараты, бетатроны, гамма-дефектоскопы.

Места на деталях  и узлах изделий, подлежащие контролю просвечиванием, размечают цветным карандашом или мелком на отдельные участки, соответствующие размеру снимка, и маркируют условными обозначениями. Маркировочные знаки (цифры, буквы, стрелки) изготавливают в соответствии с ГОСТ 15843-70. При повторном контроле на данном участке к маркировке снимка добавляют букву "П".

 При проведении просвечивания кассету с пленкой необходимо защитить от постороннего рассеянного и вторичного излучения с задней стороны листовым свинцом толщиной 1-3 мм или другими эквивалентными материалами соответствующей толщины. Заряженные кассеты вместе со свинцовым листом закрепляют на контролируемом объекте с помощью приспособлений, обеспечивающих плотное прилегание кассет к просвечиваемому участку. При просвечивании плоских деталей в стационарных условиях кассету укладывают на специальный стол, покрытый листовым окрашенным свинцом, либо на свинцовый лист размерами не менее поля облучения.

При просвечивании  вне такого стола кассеты вместе со свинцовыми листами плотно прижимают к контролируемым участкам. Источник излучения и контролируемый объект с прижатой к нему кассетой во время просвечивания должны находиться в условиях, исключающих их сотрясение и вибрации.

Радиографический  контроль необходимо проводить с  оптимальным применением средств  механизации и автоматизации  основных и подготовительных операций, фотообработки рентгеновской пленки, а также с использованием оснастки и приспособлений, повышающих эксплуатационные характеристики основного оборудования.

Выбор или  создание устройств, механизирующих и  автоматизирующих операции радиографического  контроля, следует проводить с  учетом конкретных условий, конструкции  контролируемых объектов, технико-экономической  эффективности от внедрения этих устройств, включающей в себя снижение трудоемкости выполнения контрольных операций, улучшение культуры и условий труда, рациональное использование производственных площадей.

В практической деятельности радиографы постоянно сталкиваются с необходимостью решения новых задач по контролю конкретных изделий, когда применение просвечивания в обычной форме их не решает.

Приведем  несколько таких примеров:

Полностью пропаянное соединение иногда трудно отличить по радиографическому снимку от полностью непропаянного. В этом случае необходимо обратить внимание на то, как на снимке выглядят галтели. Наличие их изображения на снимке может служить признаком пропаянного соединения.

При радиографическом контроле качества сварных швов алюминиевых  сплавов на снимках иногда наблюдаются  полосы вдоль сварного соединения, это так называемые ложные дефекты.

Основная  причина их появления — дифракция  рентгеновского излучения на зернистой структуре в металле шва.

Известно, что  дефекты, имеющие плоскостной характер, плохо выявляются при просвечивании  в направлении, перпендикулярном плоскости раскрытия. Это относится к непроварам точечной сварки, отсутствию клея в клеевых, клеесварных и клеемеханических соединениях. В этом случае иногда между соединяемыми поверхностями (или в клей) вводят контрастирующие материалы (например, металлическую пудру), хорошо поглощающие излучение, распределение которых отчетливо выявляется по радиографическим снимкам.

Глубину залегания  дефектов можно определить, используя  принципы стереоскопии. Для этого  делают два снимка при смещенных  относительно друг друга положениях источника излучения или один снимок, производя просвечивание на одну пленку два раза из разных положений. На поверхностях изделия располагают свинцовые метки.

Глубину залегания  дефекта определяют расчетным путем  или рассматривая стереоскопическую  пару снимков через специальную  линзовую стереоскопическую систему.

 Специалисты по неразрушающему контролю должны работать в контакте с конструкторами изделий, материаловедами и технологами. Обязательными являются:

1. проверка надежности применяемых приемов по результатам металлографического анализа;

2. оценка влияния вносимых изменений в технологию изготовления (например, введение в соединение контрастирующих материалов) на прочностные свойства изделий.

Надежность  радиографического контроля повышается при привлечении специалистов по неразрушающему контролю к анализу дефектоскопической технологичности вновь создаваемых конструкций на ранних стадиях проектирования.

 

 

 

 

 

 

 

Схемы просвечивания 

 

Рис.3. Схемы  просвечивания объекта контроля (ОК) со сварным швом:

а - без скоса  кромок, б - с кромками Х - образной разделки; 1 - источник излучения; 2 - ОК; 3 - пленка .

Рис.4. Схемы  просвечивания тавровых ОК

1 - источник  излучения; 2 - ОК; 3 - пленка. а - правильная; б - неправильная;

 

Рис.5. Схема  просвечивания таврового ОК с полным проплавлением элементов соединения

 

 

Рис.6. Схема  просветки кольцевого стыкового сварного соединения с внешним диаметром 32...64мм через две стенки

 1 - источник излучения; 2 - ОК; 3 - пленка; 4 - пластинчатый эталон чувствительности с толщиной 2% от удвоенной толщины стенки; 5 - пластинчатый эталон чувствительности с толщиной 2% от толщины одной стенки; 6 - участки (экспозиции) при контроле (не менее 6)

 

Рис.7.Схема просвечивания труб большого диаметра

1 — источник  излучения; 2 — ОК; 3 — пленки

3. Приборное обеспечение

Дефектоскоп – устройство для обнаружения  дефектов в изделиях методами неразрушающего контроля. Различают дефектоскопы: магнитные, рентгеновские, ультразвуковые, электроиндуктивные и др. Они выполняются в виде переносных, лабораторных приборов или стационарных установок.

Переносные  дефектоскопы обычно имеют простейшие индикаторы для обнаружения дефектов (стрелочный прибор, световой или звуковой сигнализатор).

Лабораторные  дефектоскопы более чувствительны, часто оснащаются осциллоскопическими и цифровыми индикаторами.