6.3. Радиографический контроль сварных соединений

Сварные соединения чаще всего являются наиболее слабым зве­ном металлоконструкции, поэтому их контролируют в первую оче­редь. Радиационному контролю подвергают сварные соединения с отношением радиационной толщины (толщина в направлении иони­зирующего излучения) наплавленного металла шва к общей радиа­ционной толщине не менее 0,2, имеющие двусторонний доступ, что обеспечивает возможность установки кассеты с радиографической пленкой с одной стороны и источника излучения с другой. Тип ис­точника, его удаление от объекта контроля, время экспозиции и дру­гие параметры устанавливаются в зависимости от толщины просве­чиваемого материала и технической документации на контроль свар­ных соединений.

Основные схемы контроля стыковых, нахлесточных, угловых и тавровых соединений приведены на рис. 6.5, а. Наибольшую сложность представляет контроль кольцевых сварных соединений цилин­дрических и сферических пустотелых изделий (труб, сосудов под давлением, бочек и т.п.).

Рис. 6.5. Схемы контроля:

а — стыковых, нахлесточных, угловых и тавровых сварных соединений; 6 — кольцевых сварных соединений; 3 — источник излучения; 2 — контролируемый участок; 3 — кассета с пленкой

Рекомендуемые схемы контроля кольцевых сварных соединений по ГОСТ 7512—82 приведены на рис. 6.5, б: I, II — просвечивание через одну стенку с наружным расположением источника излучения; III, IV, V — просвечивание через две стенки; VI, VII, VIII — просвечивание с расположением источника излуче­ния внутри контролируемого объекта. Для обеспечения лучшего ка­чества радиографических снимков следует, как правило, использо­вать схемы просвечивания через одну стенку изделия. При этом ре­комендуется применять схемы просвечивания с расположением источника излучения внутри контролируемого изделия.

Радиографический контроль следует проводить после зачистки сварных соединений от неровностей, шлака, брызг металла, окалины и других наружных дефектов, выявленных при внешнем осмотре сварного соединения, изображения которых на снимке могут поме­шать расшифровке снимка. Каждый снимок участка контролируемо­го соединения должен иметь маркировку.

Чувствительность радиографического контроля оценивается ве­личиной минимально выявляемого дефекта в направлении просве­чивания. Достижимая на практике чувствительность составляет 2 % от толщины изделия при просвечивании рентгеновским излучением и 5% при просвечивании гамма-излучением [12]. В общем случае чувствительность радиографического контроля зависит от энергии излучения, плотности ее распределения в пределах контролируемого участка и общей нерезкости радиографического снимка.

Общая нерезкость при радиографическом контроле характеризу­ется размытостью краев изображения на снимке. Величина общей нерезкости зависит от следующих ее составляющих: геометрической нерезкости, внутренней нерезкости излучения, нерезкости рассеяния излучения, нерезкости смещения (возникает в случае колебания при просвечивании источника излучения, объекта контроля и детектора). Наибольший вклад в общую нерезкость изображения вносит обычно геометрическая нерезкость, схема образования которой приведена на рис. 6.6.

Рис- 6.6. Схема образования геометрической нерезкости при радиографическом контроле:

1 — источник излучения; 2 — дефект; 3 — объект контроля; 4 — кассета с пленкой

Размытость краев изображения, обусловленная геометрической нерезкостью, оценивается величиной U, определяемой из выражения

где d — длина источника излучения; а — расстояние до объекта; — толщина объекта.

При радиографическом контроле на каждом контролируемом участке объекта должны быть установлены эталоны чувствительно­сти и маркировочные знаки идентификации снимка. Эталоны чувст­вительности служат для оценки изменения интенсивности излуче­ния, которое может быть обнаружено с заданной вероятностью дан­ным методом контроля. Эталоны чувствительности радиационного контроля представляют собой тест-образцы с заданным значением контролируемого параметра (радиационной толщины) и бывают проволочные, канавочные и пластинчатые. Чувствительность кон­троля при использовании проволочных эталонов определяется наи­меньшим диаметром проволоки, при котором на снимке выявляются отверстия (дефекты) диаметром, равным удвоенной толщине прово­лочного эталона. Конструкция и размеры проволочных эталонов по ГОСТ 7512—82 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод» приведены на рис. 6.7.

Маркировочные знаки, используемые для нумерации контроли­руемых участков, следует устанавливать на объекте или непосредст­венно на кассете таким образом, чтобы изображения маркировочных знаков на снимках не накладывались на изображение шва или околошовной зоны.

Рис. 6.7. Проволочный эталон чувствительности: 1 – вкладыш; 2 - чехол

Эталоны чувствительности устанавливают, как пра­вило, на контролируемом участке сварного соединения со стороны, обращенной к источнику излучения. Для просмотра и расшифровки радиографических снимков используют специальные подсвечиваю­щие устройства — негатоскопы со световыми матовыми экранами. Длину и ширину дефекта на снимке определяют с помощью измери­тельных линеек или измерительных луп. Глубину дефектов по сече­нию шва определяют путем оценки затемнения (плотности) снимка с помощью денситометров, наборов оптических плотностей или пу­тем сравнения затемнения дефекта с затемнением соответствующей проволочки или канавки на эталоне чувствительности.

Используемые при контроле денситометры, наборы оптических плотностей, эталоны чувствительности и измерительные инструмен­ты подлежат периодической метрологической поверке.

Помимо обнаружения внутренних дефектов радиографический контроль может быть использован для толщинометрии конструкций. Для этого проводят измерения плотности снимка в поперечном сечении контролируемого изделия. Границы, определяющие толщи­ну стенки, выделяются на снимке резким изменением плотности. В ряде случаев радиационная толщинометрия является единствен­ным методом определения остаточной толщины конструкции без ее повреждения. Например: неразборные теплообменники типа «труба в трубе», трубы в изоляции, трубы, покрытые плакирующим метал­лом (биметаллические), и т.д.