Как производятся радиационные методы контроля?

Контроль качества сварных соединений рентгеновским и гамма-излучением является наиболее распространенным методом. Он позволяет выявлять внутренние дефекты, определять их местоположение без разрушений контролируемых изделий. Рентгеновское и гамма-излучение представляют собой коротковолновые электромагнитные колебания. Длины волн их различны. Источником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка (рис. 54), представляющая собой стеклянный баллон с высоким вакуумом внутри (106 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 электродов, необходимых для получения рентгеновского излучения. Ток, проходя через катод, нагревает его до температуры 2000 – 2400 ⁰С, 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 пластинку, является источником рентгеновского излучения. Рентгеновское излучение 4 возникает в трубке при столкновении быстролетящих электронов катода с атомом анода.

Рис. 54. Схема рентгеновской трубки

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. Промышленность выпускает портативные переносные рентгеновские аппараты РУП- 120-5-1, РУП-200-5, МИРА-1Д, МИРА-2Д, МИРА-3Д и др.

В качестве источников гамма-излучения используются следующие радиоактивные вещества: при толщине стали 1-15 мм – тулий-170, при толщине 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 защитными экранами из свинцовых пластинок.

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 и шлаковые включения.

Эти методы контроля применяют для ответственных металлоконструкций, трубопроводов, сосудов, различных емкостей и других изделий.

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

Дефектные места шва, имеющие трещины, поры, непровары и шлаковые включения, поглощают излучение меньше, чем сплошной металл, и, следовательно, воздействия на пленку окажется более сильным, чем воздействие излучения, прошедшего через сплошной металл без дефектов. После проявления фотопленки на месте дефекта будет более темное пятно, по форме соответствующее данному дефекту (полоска, пятно, черточка).

Рентгеновский снимок сварного шва называется рентгенограммой, а снимок при просвечивании гамма-излучением – гамма-граммой.