Радиационный метод диагностики

 

Используются следующие виды излучения:

1. Рентгеновское.

2. Гамма-излучение.

3. Потоки нейтрино.

4. Другие виды.

Проходя через толщу изделия, проникающие излучения по-разному

ослабляются в дефектном и бездефектном сечениях и несут информацию

о внутреннем строении вещества и наличии дефектов внутри изделия.

Радиационные методы контроля используются для контроля сварных

и паяных швов, отливок, проката и т. п. Они относятся к одному из видов

неразрушающего контроля.

При разрушающих методах испытаний проводят выборочный контроль (например, по вырезанным образцам) серии однотипной продукции

и статистически оценивают ее качества, не устанавливая качества каждого

конкретного изделия. В то же время к некоторой продукции предъявляются

высокие требования по качеству, вызывающие необходимость проведения

сплошного контроля. Такой контроль обеспечивается методами неразру-шающего контроля, которые в основном поддаются автоматизации и ме-ханизации.

Качество продукции определяется, согласно ГОСТ 15467–79, совокуп-ностью свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетво-рять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Это емкое

и обширное понятие, на которое оказывает влияние многообразие техноло-гических и конструктивно-эксплуатационных факторов. Для объективного

анализа качества продукции и управления им привлекают не только ком-плекс методов неразрушающего контроля, но и разрушающие испытания

и разные проверки и контроль на различных этапах изготовления продук-ции. Для ответственных изделий, рассчитанных с минимальным запасом

прочности и эксплуатируемых в тяжелых условиях, применяют стопро-центный неразрушающий контроль.

Под радиационным неразрушающим контролем понимается вид не-разрушающего контроля, основанный на регистрации и анализе проника-ющего ионизирующего излучения после взаимодействия с контролируе-мым объектом. В основе радиационных методов контроля лежит получение

дефектоскопической информации об объекте с помощью ионизирующего

излучения, прохождение которого через вещество сопровождается иони-зацией атомов и молекул среды. Результаты контроля определяются при-родой и свойствами используемого ионизирующего излучения, физико-техническими характеристиками контролируемого объекта, типом и свойствами детектора (регистратора), технологией контроля и квалификацией дефектоскопистов.

Различают непосредственно и косвенно ионизирующие излучения.

Непосредственно ионизирующее излучение — ионизирующее излучение,

состоящее из заряженных частиц (электроны, протоны, а-частицы и др.),

обладающих достаточной кинетической энергией для того, чтобы при стол-кновении ионизировать среду. Косвенно ионизирующее излучение — ио-низирующее излучение, состоящее из фотонов, нейтронов или других не-заряженных частиц, которые могут создавать непосредственно ионизирую-щее излучение и (или) вызывать ядерные превращения.

В качестве детекторов в радиационных методах применяют рентгено-графические пленки, полупроводниковые газоразрядные и сцинтилляци-онные счетчики, ионизационные камеры и др.

Назначение методов

Радиационные методы дефектоскопического контроля предназначе-ны для обнаружения макроскопических нарушений сплошности материа-ла контролируемых дефектов, возникающих при изготовлении (трещины,

пористость, раковины и др.), для определения внутренней геометрии де-талей, узлов и агрегатов (разностенность и отклонения формы внутрен-них контуров от заданных по чертежу в деталях с закрытыми полостями,

неправильная сборка узлов, зазоры, неплотные прилегания в соединениях

и т. п.). Радиационные методы используют также для выявления дефектов,

появившихся в процессе эксплуатации: трещин, коррозии внутренней по-верхности и др.

В зависимости от способа получения первичной информации разли-чают радиографический, радиоскопический, радиометрический контроль

и метод регистрации вторичных электронов. В соответствии с ГОСТ 18353–

79 и ГОСТ 24034–80, эти методы определяются следующим образом.

Под радиографическимпонимают метод радиационного контроля, ос-нованный на преобразовании радиационного изображения контролируе-мого объекта в радиографический снимок или записи этого изображения

на запоминающее устройство с последующим преобразованием в световое

изображение. Радиографический снимок представляет собой распределе-ние плотности почернения (или цвета) на рентгеновской пленке и фото-пленке, коэффициента отражения света на ксерографическом снимке

и т. д., соответствующее радиационному изображению контролируемого

объекта. В зависимости от типа используемого детектора различают соб-ственно радиографию — регистрацию теневой проекции объекта на рент-геновскую пленку — и электрорадиографию. Если в качестве детектора

используется цветной фотоматериал, т. е. градации радиационного изо-бражения воспроизводятся в виде градации цвета, то говорят о цветовой радиографии.

Под радиоскопическим понимают метод радиационного контроля, ос-нованный на преобразовании радиационного изображения контролируемого объекта в световое изображение на выходном экране радиационно-оп-тического преобразователя, причем полученное изображение анализируют

в процессе контроля. При использовании в качестве радиационно-оптиче-ского преобразователя флюоресцентного экрана или в замкнутой телевизи-онной системе цветного монитора различают флуороскопию или цветовую

радиоскопию. В качестве источников излучения в основном используют

рентгеновские аппараты, реже ускорители и радиоактивные источники.

Радиометрический методоснован на измерении одного или нескольких

параметров ионизирующего излучения после его взаимодействия с кон-тролируемым объектом. В зависимости от вида используемых детекторов

ионизирующих излучений различают сцинтилляционный и ионизацион-ный методы радиационного контроля. В качестве источников излучения

в основном находят применение радиоактивные источники и ускорители,

а в системах толщинометрии используются также рентгеновские аппараты.

Различают также метод вторичных электронов, когда регистрируется

поток высокоэнергетических вторичных электронов образованного в ре-зультате взаимодействия проникающего излучения с контролируемым объ-ектом.

По характеру взаимодействия физических полей с контролируемым

объектом различают методы прошедшего излучения, рассеянного излуче-ния, активационного анализа, характеристического излучения, автоэмис-сионный. Методами прошедшего излучения являются практически все

классические методы рентгено- и гамма-дефектоскопии, а также толщи-нометрии, когда различными детекторами регистрируется излучение, про-шедшее через контролируемый объект, т. е. полезную информацию о кон-тролируемом параметре несет, в частности, степень ослабления интенсив-ности излучения.

Метод активационного анализа основан на анализе ионизирующего

излучения, источником которого является наведенная радиоактивность

контролируемого объекта, возникшая в результате воздействия на него пер-вичного ионизирующего излучения. Наведенная активность в анализируе-мом образце создается нейтронами, фотонами или заряженными частица-ми. По данным измерения наведенной активности определяют содержание

элементов в различных веществах.

В промышленности при поисках и разведке полезных ископаемых на-ходят применение методы нейтронно- и гамма-активационного анализа.

При нейтронно-активационном анализе в качестве источников первичного

излучения широкое распространение получили радиоактивные источники

нейтронов, генераторы нейтронов, подкритические сборки, реже — ядер-ные реакторы и ускорители заряженных частиц. В гамма-активационном анализе используются всевозможные ускорители электронов (линейные

ускорители, бетатроны, микротроны), позволяющие проводить высоко-чувствительный элементный анализ образцов горных пород и руд, биологи-ческих объектов, продуктов технологической переработки сырья, веществ

высокой чистоты, делящихся материалов.

К методам характеристического излучения относятся методы рентгено-радиометрического (адсорбционный и флуоресцентный) анализа. По своей

сущности этот метод близок классическому рентгеноспектральному и ос-нован на возбуждении атомов определяемых элементов первичным излу-чением от радионуклида и последующей регистрации характеристического

излучения возбужденных атомов. Рентгенорадиометрический метод в срав-нении с рентгеноспектральным имеет более низкую чувствительность.

Но благодаря простоте и транспортабельности аппаратуры, возможностям

автоматизации технологических процессов и использованию моноэнерге-тических источников излучения рентгенорадиометрический метод нашел

широкое применение при массовом экспресс-анализе технологических

или геологических проб. К методу характеристического излучения относят

также методы рентгеноспектрального и рентгенорадиометрического изме-рения толщины покрытий.

Автоэмиссионный метод неразрушающего (радиационного) контроля

основан на генерации ионизирующего излучения веществом контролируе-мого объекта без активации его в процессе контроля. Сущность его заклю-чается в том, что при помощи внешнего электрода с высоким потенциалом

(электрическое поле напряженностью порядка 106 В/см) с металлической

поверхности контролируемого объекта можно вызвать автоэлектронную

эмиссию, ток которой измеряется. Таким образом можно контролировать

качество подготовки поверхности, наличие на ней загрязнений или пленок

 

Список литературы

1. Захаров О. Г. Поиск дефектов в релейно-контакторных схемах. М.: НТФ «Энергопресс», «Энергетик», 2010. С. 96.

2. Сви П. М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1992. С. 240.

3. Хренников А. Ю., Сидоренко М. Г. Тепловизионное обследование электрооборудования подстанций и промышленных предприятий и его экономическая эффективность // Рынок Электротехники. № 2 (14). 2009. С. 96–100.

4. Сидоренко М. Г. Тепловизионная диагностика как современное средство мониторинга [Электронный ресурс]. URL: http://www.centert.ru/articles/22/ (дата обращения: 20.03.2015). Загл. с экрана.

 

Письменно ответить на контрольные вопросы по всем разделам. Ответы разместить в личном кабинете.