Электрогазосварка. Электросварка. Газосварка

§ 75. Радиационные методы контроля

Контроль качества сварных соединений рентгеновским и гамма-излучением является наиболее распространенным методом. Он позволяет выявлять внутренние дефекты, определять их местоположение без разрушения

контролируемых изделий. Рентгеновское и гамма-излучение представляют собой коротковолновые электромагнитные колебания, но с различной длиной волны. Источником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка (рис. 119), представляющая собой стеклянный баллон с высоким вакуумом внутри (10~6—Ю-7 мм рт. ст.). В баллоне имеются два электрода — анод 3, соединенный с положительным полюсом высоковольтного генератора, и катод 1, соединенный с отрицательным полюсом. Катод рентгеновской трубки, представляющий собой спираль из вольфрамовой проволоки, является источником свободных электронов, необходимых для получения рентгеновского излучения. Ток, проходя через катод, нагревает его до температуры 2000—2400° С, при которой возникает эмиссия электронов с поверхности катода. Поток отрицательно заряженных электронов 2 притягивается положительно заряженным анодом. Зона анода, о которую ударяются электроны, называется фокусным пятном. Анод трубки, представляющий собой охлаждаемую вольфрамовую пластину, является источником рентгеновского излучения. Рентгеновское излучение 4 возникает в трубке при столкновении быстролетящих электронов катода с атомами анода.

Рентгеновские аппараты состоят из высоковольтного трансформатора с выпрямительным устройством (или без него), пульта управления с измерительными приборами и устройства для регулирования напряжения и тока трубки. Промышленностью выпускаются портативные переносные рентгеновские аппараты РУП-120-5-1, ИРА-1Д, ИРА-2Д, РУП-200-20-5.

В качестве источников гамма-излучения используют следующие радиоактивные вещества: при толщине стали 1—15 мм — тулий 170, при 3—50 мм — иридий 192, при толщине 5—100 мм — цезий 137, при толщине 2—250 мм — кобальт 60.

Рентгеновское и гамма-излучение способно проникать через металлические и другие непрозрачные тела значительной толщины и воздействовать на фотографические пластинки и пленки, которые находятся в закрытых кассетах за просвечиваемыми деталями. Только свинец не пропускает эти лучи. Поэтому радиоактивные вещества хранят в свинцовых ампулах, а при рентгеновских просвечиваниях пользуются свинцовыми пластинами в качестве защитных экранов.

Наибольшее распространение получили переносные гамма-аппараты ГУП-1г-5-2, ГУП-Тм2-6-2, РИД-21 и др.

Просвечивание сварных швов рентгеновским и гамма-излучением позволяет обнаружить внутренние дефекты в сварных швах — трещины, непровары, поры а шлаковые включения.

Данные методы контроля применяют для ответственных металлоконструкций, трубопроводов, сосудов, различных емкостей и других изделий. Схема просвечивания рентгеновским и гамма-излучением приведена на рис. 120.

Перед просвечиванием сварные швы очищают от шлака, брызг, окалины и других загрязнений и подвергают внешнему осмотру. При обнаружении наружных 4 дефектов их устраняют перед просвечиванием. При просвечивании рентгеновское или гамма-излучение направляют на сварной шов, оно проникает через металл шва и действует на рентгеновскую пленку, заключенную в кассете с противоположной стороны шва.

Дефектные места шва, имеющие трещины, поры, непровары и шлаковые включения, поглощают излучение меньше, чем сплошной металл, и следовательно, окажет более сильное воздействие на пленку, чем излучение, прошедшее через сплошной металл без дефектов. При проявлении фотопленки на месте дефекта будет более темное пятно, по своей форме соответствующее данному дефекту (полоска, пятно, черточка).

Рентгеновский снимок сварного шва называется рентгенограммой, а снимок при просвечивании гамма-излучением — гаммаграммой.

Ультразвуковой метод контроля основан на способности высокочастотных колебаний (от 0,8 до 2,5 МГц) проникать в металл шва и отражаться от поверхности дефекта, находящегося в сварном шве.

Ультразвуковые колебания получают с помощью пластинки из кварца или титаната бария, которые вставляют в держатели-щупы. Отраженные колебания улавливаются искателем, преобразуются в электрические импульсы, подаются на усилитель и воспроизводятся индикатором. В соответствии с ГОСТ 14782—69 существуют два метода ультразвуковой дефектоскопии: теневой и эхо-импульсный.

Ультразвуковой метод контроля применяется для металла толщиной не менее 4 мм. Для контроля сварных швов ультразвуком применяют ультразвуковые дефектоскопы УЗД-7Н, ДУК-13, УДМ-1М и др. Перед применением ультразвукового контроля сварной шов зачищают от шлака, металлических брызг, окалины на 50— 80 мм с каждой стороны шва. Зачищенную поверхность протирают и наносят на нее слой контактной смазки.

В качестве смазки применяют автол марок 6, 10, 18, компрессорное, трансформаторное или машинное масло. Схема ультразвукового контроля представлена на рис. 121.

Магнитные методы контроля основаны на принципе использования магнитного рассеивания, возникающего над дефектом при намагничивании контролируемого изделия.

Магнитные методы контроля применяются для выявления дефектов в изделиях из стали и чугуна толщиной от 5 мм до 30 мм. Если сварной шов не имеет дефектов, то магнитные силовые линии по сечению шва распределяются равномерно (рис. 122,а). При наличии дефекта в сварном шве, вследствие меньшей магнитной проницаемости его, магнитный силовой поток будет огибать дефект, образуя магнитные потоки рассеивания (рис. 122,6).

Для выявления дефектов применяют магнитографический и электромагнитный способы контроля. Магнит ографический способ позволяет выявлять непровары, продольные трещины, шлаковые включения и газовые поры в стальных и чугунных изделиях толщиной от 1 до 16 мм. Сущность магнитографического метода заключается в фиксации на магнитную ленту полей рассеивания, возникающих над дефектными участками при их намагничивании, и воспроизведении этих полей магнитографическими дефектоскопами. Намагничивание сварных швов контролируемого изделия производят подвижными или неподвижными магнитными устройствами.

Схема поперечного намагничивания сварных швов и записи полей дефектов на магнитную ленту показана на рис. 123. Намагничивающее устройство питается постоянным током. В качестве источников питания применяют генераторы постоянного тока, выпрямители и аккумуляторные батареи.

Запись на магнитную ленту заключается в следующем. Ленту накладывают на контролируемый шов, включают ток намагничивающего устройства, которое при помощи опорных роликов перекатывается вдоль шва. После намагничивания ленту снимают, наматывают в кассету и воспроизводят на дефектоскопе. Получаемые импульсы передаются на осциллограф, где по форме отклонения луча на экране осциллографа можно судить о величине и характере дефекта шва (рис. 124).

Люминесцентный метод контроля производится согласно ГОСТ 3242—69 и основан на использовании явления проникновения хорошо смачивающихся жидкостей в трещины, поры и другие дефекты и обладающих свойством свечения под ультрафиолетовыми лучами. В качестве такой жидкости применяется жидкость следующего состава около 50%—керосина, 25%—бензина, 25%—трансформаторного или вазелинового масла и 0,02—0,03%—флюоресцирующего вещества, состоящего из концентрата углеводородов с желто-зеленым свечением в ультрафиолетовых лучах.

Схема проведения люминесцентного метода контроля представлена на рис. 125. Перед контролем поверхность проверяемого изделия тщательно очищают от шлака, металлических брызг и других загрязнений. После очистки

на контролируемую поверхность наносят слой флюоресцирующего вещества. Поверхность смачивают в течение 10—15 мин, после чего изделие промывают, просушивают и наносят на контролируемую поверхность тонкий слой талька или углекислого магния. Оставшаяся в местах дефектов жидкость пропитывает порошок. Через 30—50 мин сухой порошок сдувают и контролируемую поверхность освещают ультрафиолетовыми лучами ртутно-кварцевых ламп. В местах дефектов возникает яркое желто-зеленое свечение.

Люминесцентный метод позволяет выявить в сварных соединениях трещины шириной от 0,01 мм и глубиной 0,003—0,04 мм. Для контроля применяются стационарные дефектоскопы ЛД-4 и ЛДА 3.

вверх страницы

Радиационный контроль. Центр радиационной безопасности