Радиационный вид неразрушающего контроля

Тепловой вид НК.

Тепловой вид НК основан на регистрации изменений тепловых или температурных полей контролируемых объектов. Он применим к объектам из любых материалов. Различаются методы: пассивный или собственного излучения и активный (объект нагревают или охлаждают от внешнего источника). Измеряемые информационные параметры: температура, тепловой поток. При контроле пассивным методом измеряют температуру или тепловой поток (тепловые поля) работающих объектов с целью определения неисправностей, проявляющихся в виде мест повышенного нагрева. Таким образом выявляют уменьшение толщины футеровки доменных или мартеновских печей, местах утечки теплоты в зданиях, участки электроцепей и радиосхем с повышенным нагревом, находят трещины в двигателях и т.д.

При контроле активным методом объект обычно нагревают контактным или бесконтактным способом, стационарным или импульсным источником тепла и измеряют температуру или тепловой поток с той или другой стороны объекта. Это позволяет обнаруживать несплошности (трещины, пористость, инородные включения) в объектах, изменения в структуре и физико-механических свойствах материалов по изменению теплопроводности, теплоемкости, коэффициента теплоотдачи. Таким образом выявляют участки с плохой теплопроводностью в многослойных панелях. Неплотное прилегание слоев и дефекты обнаруживают как участки повышенного или пониженного нагрева поверхности панели. Измерения температур или тепловых потоков выявляют контактным или бесконтактным способом. В последнем случае передача тепла происходит за счет радиации (излучения в области ИК или видимой части спектра). Наиболее эффективным средством бесконтактного наблюдения, регистрации температурных полей и тепловых потоков является сканирующий термовизор (тепловизор).

основан на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения после взаимодействия его с контролируемым объектом. В зависимости от природы ионизирующего излучения радиационный вид подразделяют на подвиды: рентгеновский, гамма, бета (поток электронов), нейтронный и позитронный методы контроля. (По поглощению позитронов находят участки, обедненные или обогащенные электронами).

Наиболее широко применяются рентгеновские и гамма-излучения. Их можно использовать для объектов из самых разных материалов, подбирая благоприятный частотный диапазон. Эти виды излучения являются электромагнитными волнами. По мере повышения частоты от радиодиапазона (Мгц) следуют СВЧ, затем ИК-излучение, оптическое излучение, выше рентгеновское (10¹⁷-10¹⁸ Гц) и гамма-излучение (3.10¹⁸-3.10²¹ Гц).

При использовании рентгена и гамма-излучения используется метод прохождения, он основан на разном поглощении излучения материалом изделий и дефектом. Информативный параметр - плотность потока излучения. В местах утонений и дефектов плотность прошедшего потока возрастает. Чем больше толщина, тем более высокочастотные (более жесткое) излучение необходимо применять: от рентгеновского до гамма (от распада ядер атомов) до жесткого тормозного (от ускорителя электронов), от бетатрона, линейного ускорителя. Предельное контролируемое значение толщины стали 600 мм (при использовании линейного ускорителя). Приемником излучения служит рентгеновская пленка (радиографический метод), сканирующий сцинтилляционный счетчик частиц и фотонов (радиометрический метод), флуоресцирующий экран с последующим преобразованием изображения в телевизионное (радиоскопический метод).

Радиационный метод отличается опасностью для обслуживающего персонала. Мощная рентгеновская установка занимает две комнаты, в одной находится рентгеновский аппарат, устройство для закрепления и перемещения объекта, блок преобразователя. Аппаратура управления и блок индикации находится в другой комнате. Первое помещение тщательно экранировано от второго и от других помещений. Индикатором может являться рентгеновская трубка (РТ).

РТ - электровакуумный прибор, имеющий катод, анод и фокусирующие элементы. (см. рис.) Трубка помещается в металлический кожух. Сетевое напряжение повышается трансформатором, выпрямляется и высокое постоянное напряжение подается на трубку. На катод минус, на анод плюс. Катод подогревается, пучок электронов от катода направляется на анод (мишень), расположенную под углом около 45о так, что генерируемое рентгеновское излучение направляется через окно наружу, на исследуемый объект. Окно - более тонко стекло или стекло сделано из бериллия. Часто вся аппаратура заключена в один моноблок. РТ изготавливают из стекла или керамики. Анод охлаждается проточной водой.

После прохождения излучения через объект индикация осуществляется рентгеновской пленкой или изображение высвечивается на люминесцирующем экране прямо или после преобразования на экране осциллографа. В первом и последнем случае работа становится более безопасной.

Максимальная чувствительность фотопленки достигается при энергии квантов 45 кЭВ (напряжение анода 80 кВ).

Используют также ксерорадиографию. Пластину из алюминия, покрытого слоем селена (50-300 мкм) сначала равномерно заряжают до 0,6-1 кВ, затем облучают рентгеновскими лучами, прошедшеми через изучаемый объект, при этом поверхность пластины частично разряжается. Затем опыляю пластину мелкодисперсным порошком и прижимают бумагу, при этом порошок переносится на бумагу. Этот метод имеет худшее разрешение по сравнению с рентгеновской пленкой.

Вместо фотопленки используют иногда радиолюминесцентные индикаторы на основе люминофоров, нанесенных на пленку, картон.

Используют также рентгеновидиконы (передающие телевизионные трубки), рентгеновские микроскопы с выходом изображения на телевизионную трубку.

Бета-излучения используется преимущественно для измерения толщин покрытий, пленок, листов.

Разработаны и используются радиационные плотномеры (почв), влагомеры (с использованием нейтронного излучения), концентратомеры,

Гамма-излучение используется для измерения уровня содержимого в сосудах, трубах, в дозаторах, счетчиках деталей, устройствах блокировки, реле.

Источники бета, гамма и нейтронных излучения являются небольшие сосуды из радиопоглощающего материала (например, из свинца), содержащих небольшое количество радиоактивных элементов. Сосуд имеет небольшое окно, откуда и выходит радиация.

Дата добавления: 2014-01-04