Радиографический метод контроля В зависимости от используемого излучения

Радиографический метод контроля В зависимости от используемого излучения различают несколько разновидностей радиографии: q рентгенография Применяется в цеховых и в полевых условиях, когда к контролю предъявляются наивысшие требования по чувствительности изделий до 50 мм в зависимости от аппаратуры q гаммаграфия для контроля изделий, расположенных в труднодоступных, в полевых и монтажных условиях изделий до 60 70 мм q бетатронная радиография для контроля сварных конструкций большой толщины, преимущественно в цеховых условиях до 400 500 мм q нейтронная радиография для контроля сварных конструкций из тяжёлых металлов, водородосодержащих материалов и радиоактивных изделий

Источники ионизирующего излучения для радиационной дефектоскопии Виды и источники излучения Тормозное (Х) излучение Рентгеновские аппараты Ускорители Разноактивные источники -излучения с мишенью Гамма ( ) излучение Нейтронное (n) излучение Радиоактивные источники излучения Ядерные реакторы Радиоактивные источники нейтронов Ускорители

Рентгеновские аппараты Рентгеновская установка состоит из: 1. Рентгеновского излучателя. 2. Источника высокого напряжения. 3. Пульта управления. Высоковольтный генератор преобразует напряжение сети в напряжение питания рентгеновской трубки. Он включает в себя: преобразователи переменного тока в постоянный (диоды кенотронов); конденсаторы для фильтрации и удваивания напряжения; трансформаторы накала рентгеновской трубки; трансформаторы накала кенотронов; выключатели и защитные устройства. Пульт управления содержит группу приборов, которые служат для измерения и регулирования времени, тока, напряжения и частоты.

Рентгеновские излучатели состоят из рентгеновской трубки и защитного кожуха, который заполнен изолирующей средой (трансформаторное масло, воздух или газ под давлением). 1 – катод, 2 – фокусирующие пластины, 3 – нить накала, 4 - анод Энергия рентгеновского излучения зависит от анодного напряжения U и порядкового номера материала анода Z длина волны излучения

Для характеристики оптических свойств рентгеновских трубок вводят понятия: действительное фокусное пятно; эффективное фокусное пятно. 1 – действительное фокусное пятно , 2 – сечение электронного луча, 3 – анод, 4 – оптический фокус Действительное фокусное пятно это участок поверхности мишени, на котором преимущественно тормозится пучок электронов. Эффективное фокусное пятно (оптический фокус) это проекция действительного фокусного пятна в направлении оси рабочего пучка излучения на плоскость, перпендикулярную к этой оси.

Различают трубки с круглым и линейным оптическим фокусом Круглый фокус получают с помощью нити накала в виде плоской архимедовой спирали. Линейный (с отношением сторон 1, 25) посредством нити накала в форме цилиндрической спирали. Широко применяют трубки с линейным фокусом (когда действительное фокусное пятно прямоугольное, то оптический фокус квадрат). Для улучшения чёткости изображения на рентгенограммах желательно иметь фокусное пятно возможно меньших размеров. Уменьшение размеров действительного фокусного пятна снижает мощность рентгеновской трубки.

Рентгеновские трубки бывают различны по конструкциям и способам получения и формирования пучка излучения: Ø двухэлетродные с напряжением до 420 к. В; Ø секционные; Ø с вынесенным анодом; Ø с вращающимся анодом; Ø импульсные (с холодным анодом).

Секционные рентгеновские трубки высоковольтные (более 420 к. В). При более высоких напряжениях наблюдаются следующие явления: автоэлектронная эмиссия; электрические пробои; рассеяние и отражение электронов. Эти трубки состоят из: катода; промежуточных электродов; полого анода. Число промежуточных электродов и напряжения на них подбирают так, чтобы исключить возможность возникновения автоэлектронной эмиссии. Полый анод полностью улавливает отражённые электроны. Большое расстояние между анодом и катодом предотвращает электрические пробои. Анод секционной трубки имеет фокусирующую катушку, позволяющую регулировать размеры фокусного пятна.

Рентгеновские трубки с вынесенным анодом применяют для просвечивания объектов со свободной полостью внутри В зависимости от конструкции излучающей части вынесенного анода могут быть получены излучения различной формы: кольцевой; направленной; торцевой. Торцевой анод имеет «прострельную» мишень тонкую медную стенку.

Рентгеновские трубки с вращающимся анодом для просвечивания движущихся объектов, в случае, когда нужно получить минимальный оптический фокус при большой мощности 1 – анод, 2 – стержень анода, 3 – ротор, 4 – катод, 5 - баллон Повышается мощность трубки по сравнению с трубками с неподвижным анодом в десятки раз. Эффективное время экспозиции 5 с, дальнейшее увеличение снижает мощность. Такие трубки могут быть двухфокусными, иметь две спирали (большую и малую) и два различных фокуса линейных.

Импульсные рентгеновские трубки с «холодным» анодом Свободные электроны в них получают в результате автоэлектронной эмиссии при создании у катода трубки электрического поля напряжённостью более 10 8 В/м. Импульсные рентгеновские трубки бывают 2 -х и 3 -х электродные. В двух электродных: Анод в виде конуса (остро заострённая W игла), расположен по оси вакуумной колбы. Катод диск с заострёнными кромками, расположен Катод концентрично относительно анода. Источник анодного напряжения высоковольтный Источник анодного напряжения импульсный трансформатор с амплитудой напряжения 200 350 к. В (на аноде).

1 - металлический корпус, 2 - дно, 3 - мишень, являющаяся анодом, 4 - катод, 5 - вывод, 6 - изолирующий элемент, 7 - окно, 8 – штенгель. При подаче на электроды импульса напряжения в трубке возникает автоэлектронная эмиссия. В результате между анодом и катодом происходит электрический разряд, носящий характер пробоя в вакууме. Анод трубки при бомбардировке его электронами даёт импульс рентгеновского излучения длительностью 10 9 10 6 с. Ресурс работы импульсных трубок меньше, чем у трубок накала.

Рентгеновские аппараты С постоянной нагрузкой Кабельного типа Аппараты моноблоки Портативные 2 -х электродные Стационарные секционные Импульсные с холодным анодом 2 -х электродные с вынесенным анодом с вращающимся анодом

«АРИНА-3» «АРИНА-7» «Шмель» «Арион-600»

Гамма-аппараты Tm 170 Тулий Селен Ir 192 Cs 137 Co 60 Se 75 Иридий Цезий Кобальт Радиоактивные источники γ-излучения представляют собой ампулы, заполненные γ-нуклидом Источники: 1. Высокоэнергетические E(f)>0, 8 Мэ. В 2. Среднеэнергетические 0, 3

В ампулах содержится определённое количество радиоактивного изотопа (радионуклида). Внутренние размеры ампулы определяют размеры активной части источника. Проекция активной части источника в направлении просвечивания не плоскость перпендикулярную этому направлению называется фокусным потоком источника излучения. Размеры активной части источника излучения зависят: § от активности радионуклидов § от их процентного содержания в радиоактивном химическом соединении, которое используется в источнике. Искусственные радионуклиды получают q в ядерных реакторах при облучении веществ в нейтральных потоках q при обработке продуктов распада, образующихся в реакторе.

Радиоизотопные дефектоскопы представляют собой: радиационную головку с радиоактивным изотопом; привод источника; ампулопровод; пульт управления. Все виды выпускаемых дефектоскопов можно разделить на 2 класса: 1. Общепромышленного назначения (универсальные шланговые дефектоскопы). 2. Специального назначения для фронтального и панорамного засвечивания (затворные). Универсальные шланговые дефектоскопы Применяется для контроля в нестандартных условиях для контроля изделий в труднодоступных участках, сосудах высокого давления и т. д. Возможна подачи малогабаритного источника на расстояние 5 12 м

Гамма дефектоскопы для фронтального просвечивания Предназначены для работы в полевых, монтажных условиях или в цехе, когда применение универсальных шланговых дефектоскопов невозможно из-за ограниченных размеров радиационно-защитных зон. Широко применяются для контроля на строительстве нефтегазопроводов, в судостроительной промышленности при контроле изделий большой толщины (однотипной конструкции). Гамма-аппараты для панорамного просвечивания Применяют для контроля магистральных нефтегазопроводов, сосудов высокого давления в форме шара или цилиндра и других изделий полых тел вращения. Привод обеспечивает перемещение головки внутри трубопровода на расстояние до 1, 5 км.

Гамма-дефектоскопы «ГАММРИД» PHILIPS PS-220 ГАММАРИД-195

Гамма-дефектоскопы «Ремонт гамма-дефектоскопа в цеховых условиях» «Изолированная комната, с управляющими приборами»

Ускорители электронов • Источники с непрерывным спектром излучения • Для дефектоскопии изделий большой толщины и сложной формы • Являются источниками тормозного излучения с энергией излучения до нескольких десятков мега -электрон-вольт Бетатрон – циклический ускоритель электронов Линейные ускорители – ускорение электронов за поля ускоряющей полуволны • Микротрон – циклический ускоритель с переменной кратностью ускорения • •

Линейные ускорители Микротрон Бетатрон

Транспортабельный бетатрон «КРАБ» Бетатрон импульсный малогабаритный. МИБ-6 Бетатроны типа МИБ.

Линейный ускоритель микротрон М-30 Ускорители электронов серии ИЛУ

Детекторы промышленной радиографии Радиографические методы контроля Пленочная радиография Детектором и регистратором является радиочувствительная пленка Ксерорадиография Детектор – полупроводниковая пластина, регистратор – простая бумага

Радиографические пленки 1 - защитный слой задубленной желатины, = 1 мкм 2 - слой чувствительной к излучению эмульсии желатин + Ag. Br (3 мкм) = 10 … 30 мкм 3 - слой специального клея (подслой); 4 - основа ацетатцелюлоза, = 100 … 200 мкм

Принцип появления изображения на пленке Этот атом перемещается к поверхности кристалла и связывается желатиной При накоплении в кристалле бромистого серебра определенного количества атомов серебра, в нем образуется центр скрытого изображения (центр проявления)