Радиографический контроль (РК) основан на зависимости интенсивности рентгеновского (гамма) излучения, прошедшего через облучаемое изделие, от материала поглотителя и его толщины. Если контролируемый объект имеет дефекты, то излучение поглощается неравномерно и, регистрируя его распределение на выходе, можно судить о внутреннем строении объекта контроля.

Радиографический контроль применяют для выявления в сварных соединениях трещин, непроваров, пор, инородных включений (вольфрамовых, шлаковых), а также для выявления недоступных для внешнего осмотра подрезов, выпуклости и вогнутости корня шва, превышения проплава.

Минимальный размер дефекта, который может быть обнаружен радиографическим методом, зависит от его формы и местонахождения. Лучше всего выявляются дефекты, имеющие протяженность вдоль пучка проникающего излучения. Изображение на снимке границ таких дефектов получается более резким, чем дефектов, имеющих криволинейную форму. Если дефект расположен под углом к направлению просвечивания, то чувствительность радиационного метода ухудшается и зависит от величины раскрытия дефекта и угла между направлением просвечивания и направлением дефекта. Экспериментально установлено, что дефекты с малым раскрытием (трещины) не выявляются, если угол пучка излучения по отношению к оси трещины больше 7°.

Радиографический контроль не выявляет следующие виды дефектов:

• если их протяжность в направлении просвечивания менее удвоенного значения абсолютной чувствительности контроля;
• трещин и непроваров с раскрытием менее 0,1 мм, если толщина просвечиваемого материала до 40 мм, 0,2 мм – при толщине материала от 40 до 100 мм, 0,3 мм – при толщине материала от 100 до 150 мм;
• трещин и непроваров, плоскость раскрытия которых не совпадает с направлением просвечивания;
• если изображение несплошностей и включений совпадает на радиографическом снимке с изображением посторонних деталей, острых углов или резких перепадов толщин свариваемых элементов.

Допустимые размеры дефектов в контролируемых объектах указывают в чертежах, технических условиях, правилах контроля или другой нормативно-технической документации. При отсутствии НТД, допустимые несплошности и включения могут быть определены по ГОСТ 23055-78 «Контроль неразрушающий. Сварка металлов плавлением. Классификация сварных соединений по результатам радиографического контроля».

Принципы радиографического контроля (видео ИКБ Градиент)

Источники излучения (рентгеновские аппараты) выбирают в зависимости от толщины контролируемого металла и необходимой чувствительности, определяемой в ТУ на контроль конкретного изделия. Для получения четкой проекции дефекта источник излучения должен иметь малый размер фокусного пятна и находиться на достаточном расстоянии от контролируемого изделия.

Чувствительность радиографического контроля зависит от следующих факторов:

• геометрических условий просвечивания (величина фокусного пятна рентгеновской трубки; расстояние от фокусного пятна трубки до детали, от детали до плёнки);
• формы дефекта и его расположения относительно направления просвечивания;
• жесткости рентгеновских лучей, толщины и плотности просвечиваемого материала;
• характеристики плёнки и правильности ее фотообработки после экспонирования;
• применения усиливающих экранов.

Чувствительность РК в значительной степени определяется контрастностью снимка и резкостью изображения. Контрастность снимка определяется как разность между значениями оптической плотности двух соседних участков снимка. Контрастность изображения определяется двумя факторами: контрастностью объекта и детектора (как правило радиографической плёнки). Контрастность объекта прямо пропорциональна разнице плотности ρ и атомного номера Z дефектных и бездефектных мест изделия и обратно пропорциональна энергии излучения. Контрастность радиографической плёнки характеризуется изменением плотности почернения при воздействии на нее различных экспозиционных доз излучения.

Резкость изображения на снимке характеризуется скачкообразным переходом от одной плотности почернения к другой на краю изображения. Чем уже переход от светлых участков к темным, тем больше различаемость контуров, тем больше резкость. Резкий снимок определяется хорошо выявленными очертаниями (контуром) просвечиваемого объекта и дефектов в материале, что обеспечивает высокую выявляемость этих дефектов. Чем шире переход от светлых участков к темным, тем больше размытость контуров и тем меньше резкость изображения, следовательно, хуже выявляемость дефектов.

Разрешающая способность радиографической плёнки определяет возможность раздельно регистрировать близко расположенные дефектные и бездефектные участки контролируемого изделия и характеризуется количеством раздельно различимых штриховых линий одинаковой толщины на длине 1 мм. Мелкозернистые плёнки имеют более высокую разрешающую способность по сравнению с крупнозернистыми плёнками. На практике чувствительность радиографического контроля характеризуется минимальным лучевым (в направлении просвечивания) размером выявленного эталонного дефекта (проволочки, канавки, отверстия) и выражается в абсолютных или относительных единицах. Чувствительность зависит от радиографической контрастности контролируемого объекта и от коэффициента контрастности детектора излучения.

Влияние геометрии просвечивания на качество снимка. Схемы радиографического контроля следует выбирать с учетом наилучшего выявления на радиографическом снимке возможных дефектов. Основные схемы контроля сварных соединений радиографическим методом приведены в ГОСТ 7512-82. Проведенный анализ показывает, что выявляемость дефектов при радиографическом контроле зависит от многих причин. В следующей таблице содержится информация о комплексе факторов, влияющих на чувствительность радиационного контроля.

Основными типами регистраторов рентгеновского излучения в НК являются рентгеновская пленка и набирающие популярность фосфорные пластины используемые в компьютерной радиографии. Существуют и другие детекторы рентгеновского излучения, их подробная классификация представлена в статье.

На сегодняшний день, в России, радиографический контроль чаще всего проводят с использованием пленки. В настоящее время в РФ нет стандартов по классификации и методам испытаний радиографических пленок. Одна из классификаций приведена в европейском стандарте EN 584-1 «Стандарт по классификации промышленной рентгеновской пленки и ее использования в радиографическом моделировании». Выбор конкретного типа пленки, зависит от толщины и плотности материала ОК, а также по требуемой производительности и чувствительности. Рекомендуемые типы плёнок обычно приводятся в руководящих документах, методических инструкциях и технологических картах на объекты контроля.

Крупнозернистые низкоконтрастные плёнки в основном применяются для контроля толстостенных изделий, в которых, как правило, предельно допустимые дефекты имеют большие размеры. Время нормальной экспозиции при использовании крупнозернистых плёнок существенно меньше, чем при использовании мелкозернистых высококонтрастных плёнок используемых для выявления мелких дефектов в деталях из легких сплавов и стали небольшой толщины.

Высококонтрастные пленки требуют больших экспозиций, что существенно снижает производительность контроля. Время экспозиции при работе с такими плёнками можно сократить, используя свинцовые и флуоресцирующие экраны. Коэффициент усиления свинцовых экранов находится в пределах 1,5-3,0, флуоресцирующих – 20-30. Под коэффициентом усиления экранов понимается величина, показывающая, во сколько раз уменьшается экспозиция просвечивания при использовании данного экрана.

В настоящее время так же применяют флуорометаллические усиливающие экраны, выполненные в виде свинцовой подложки с нанесенным на нее слоем люминофора. Эти экраны имеют больший коэффициент усиления, чем металлические, и обеспечивают лучшую чувствительность, чем флуоресцирующие экраны.

В практике радиографии часто применяют комбинацию из усиливающих экранов (в виде заднего и переднего экранов), между которыми размещают радиографическую плёнку. Применение заднего металлического экрана вместе с увеличением коэффициента усиления уменьшает влияние рассеянного излучения. Толщину металлических экранов, а также материал люминофора выбирают с учетом энергии рентгеновских или гамма лучей. Из-за снижения разрешающей способности радиографических снимков, получаемых с использованием флуоресцирующих экранов, применение последних не разрешается при РГК высокоответственных сварных швов, например, в атомной энергетике.

Альтернативой радиографическому контролю с использованием рентгеновской пленки является компьютерная радиография с использованием запоминающих пластин, основанная на способности некоторых люминофоров накапливать скрытое изображение, формирующееся под воздействием рентгеновского или гамма излучения. После экспонирования специальный сканер считывает пластину лазерным пучком. Процесс считывания сопровождается эмиссией видимого света, этот свет собирается фотоприемником и конвертируется в цифровое изображение. Статью посвященную сопоставлению выявляемости дефектов с использованием пленки и системы компьютерной радиографии можно найти здесь. Смотрите так же статью Компьютерная радиография – оборудование и стандарты.

Программа для определения параметров радиографического контроля

Подпишитесь на наш канал YouTube

РК может проводиться промышленными рентгеновскими аппаратами или гамма - дефектоскопами. Выбор конкретного источника излучений проводится в зависимости от просвечиваемой толщины и материала ОК, а так же от заданного класса чувствительности и геометрии просвечивания.

К преимуществам рентгеновских дефектоскопов постоянного действия можно отнести: более высокую мощность и возможность ее регулировки, долговечность, и как правило, более резкое и контрастное изображение. Из недостатков стоит выделить высокую стоимость, большие габариты и большую опасность для персонала.

Несмотря на то что контроль сварных соединений рекомендуется проводить именно рентгеновскими аппаратами, которые по сравнению с гамма - дефектоскопами позволяют обеспечить более высокое качество радиографических снимков, у гамма дефектоскопов так же есть ряд достоинств, среди которых низкая стоимость, меньшие габариты и малый оптический фокус. Основными недостатками являются невозможность регулировки мощности, меньшая контрастность, постепенное затухание активности источника и необходимость его замены.

Гамма - дефектоскопы обычно применяют когда нет возможности использовать рентгеновские аппараты постоянного действия, обычно при контроле небольших толщин, при отсутствии источников питания, и при контроле труднодоступных мест. Основные технические характеристики рентгеновских аппаратов и гамма дефектоскопов содержатся здесь.

Оценку качества сварного соединения по результатам радиографического контроля следует проводить в соответствии с действующей нормативно-технической документацией на контролируемое изделие. При расшифровке снимков определяют вид, размеры и количество обнаруженных на снимке дефектов сварного соединения и околошовной зоны по ГОСТ 23055-78.

Снимок пригоден для оценки качества сварного соединения, если он удовлетворяет следующим требованиям:

• снимок не должен иметь пятен, полос, загрязнений и механических повреждений эмульсионного слоя плёнки, затрудняющих его расшифровку;
• снимок должен иметь чёткое изображение сварного соединения, маркировочных и ограничительных знаков и эталона чувствительности;
• чувствительность контроля должна соответствовать требованиям нормативной документации;
• оптическая плотность изображения контролируемого участка сварного соединения должна быть в пределах 1,5–3,5;
• уменьшение оптической плотности изображения сварного соединения на любом участке этого изображения по сравнению с оптической плотностью изображения эталона чувствительности не должно превышать 1,0.

В процессе радиографического неразрушающего контроля используется ряд принадлежностей, среди которых трафареты, шаблоны, эталоны чувствительности, маркировочные знаки, мерные пояса, магнитные прижимы, рамки, кассеты, фонари и т.д. Перечень необходимых принадлежностей содержится здесь.

Помимо чисто технических требований предъявляемых к процессу РК, существует и установленный порядок организации работ. Так радиографический контроль на опасных производственных объектах требует обязательной аттестации лаборатории в соответствии с СДАНК-01-2020 «Правила аттестации и основные требования к лабораториям неразрушающего контроля». Требования, предъявляемые к работникам выполняющим радиографический контроль, должны соответствовать «Правилам аттестации персонала в области неразрушающего контроля» СДАНК-02-2020.

Радиографический контроль проводится звеном, состоящим минимум из двух дефектоскопистов, каждый из которых должен иметь документ на право проведения работ. Руководитель звена должен иметь второй или третий уровень квалификации по радиографическому контролю. Для контроля изделий, поднадзорных Ростехнадзору РФ, должна быть разработана технологическая карта которая должна содержать: перечень используемого оборудования и материалов, последовательность контроля, схему просвечивания, требования к чувствительности контроля, нормы контроля, схемы зарядки кассет и т.д. Пример технологической карты по радиографическому контролю содержится здесь.

Работы, связанные с использованием источников ионизирующих излучений, подлежат лицензированию. Чтобы получить разрешение на право проведения этих работ, необходимо обеспечить условия безопасной эксплуатации источников излучения и получить соответствующее разрешение. Основные нормативные документы, содержащие требования к проведения неразрушающего контроля радиографическим методом содержатся в разделе Полезная информация.

Купить оборудование и заказать услуги по радиографическому контролю можно в следующих городах: Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Саратов, Амурск, Ангарск, Архангельск, Астрахань, Барнаул, Белгород, Бийск, Брянск, Воронеж, Великий Новгород, Владивосток, Владикавказ, Владимир, Волгоград, Волгодонск, Вологда, Иваново, Ижевск, Йошкар-Ола, Казань, Калининград, Калуга, Кемерово, Киров, Кострома, Краснодар, Красноярск, Курск, Липецк, Магадан, Магнитогорск, Мурманск, Муром, Набережные Челны, Нальчик, Новокузнецк, Нарьян-Мар, Новороссийск, Новосибирск, Нефтекамск, Нефтеюганск, Новочеркасск, Нижнекамск, Норильск, Нижний Новгород, Обнинск, Омск, Орёл, Оренбург, Оха, Пенза, Пермь, Петрозаводск, Петропавловск-Камчатский, Псков, Ржев, Ростов, Рязань, Самара, Саранск, Смоленск, Сочи, Сыктывкар, Таганрог, Тамбов, Тверь, Тобольск, Тольятти, Томск, Тула, Тюмень, Ульяновск, Уфа, Ханты-Мансийск, Чебоксары, Челябинск, Череповец, Элиста, Ярославль и других городах, кроме того, в Республике Крым. А так же Республики Казахстан, Белоруссия и другие страны СНГ.