Радиографический контроль сварных соединений

Ультразвуковая дефектоскопия сварных швов

Метод ультразвуковой дефектоскопии основан на свойстве ультразвуковых волн,
проходить сквозь большую толщину металла, и отражаться от скоплений шлака, неметаллических
включений и других дефектов сварного шва.

Ультразвуковые дефектоскопы работают по следующему принципу: пластинку из кварца
или сегнетовой соли подвергают воздействию электрического поля высокой частоты.
Под воздействием поля пластинка излучает ультразвуковые волны, которые направляются
на сварное соединение.

На границе между однородным металлом и дефектом происходит отражение ультразвуковых
колебаний, и отражённая волна воспринимается второй пластинкой. Под воздействием
отражённой волны на этой пластинке образуется переменная разность потенциалов,
величина которой зависит от интенсивности отражённой волны.

Далее электрические колебания, исходящие от пластинки, усиливаются и передаются
в осциллограф. На экране осциллографа происходит одновременно изображение импульсов
волны, направляемой на сварной шов, и волны, отражённой от дефекта в сварном
шве. По расположению этих импульсов определяют расположение и характер сварного
дефекта.

Ультразвуковой метод дефектоскопии позволяет выявить все известные дефекты
сварных соединений. Более подробно о данном методе неразрушающего контроля рассказывается
в статье: «Ультразвуковой
контроль сварных швов. Ультразвуковая дефектоскопия».

Обозначение дефектов

Недопустимым является наличие в сварочном шве следующих дефектов:

1. Трещин (холодных и горячих). До того как затвердеет шов, могут появляться горячие трещины, а после его полного застывания — холодные. Часто они незаметны при внешнем осмотре шва.
2. Пор. Указанный дефект является самым распространенным при проведении сварочных работ. В большинстве случаев его появление связано с неправильно или недостаточно хорошо подготовленными соединяемыми поверхностями, наличием сквозняков и др.
3. Шлаков и других инородных тел.
4. Прожога. Он возникает при недостаточной квалификации сварщика или неправильно выбранных параметрах оборудования. Проявляется в виде сквозных отверстий в шве.
5. Подреза. Дефект в виде канавки, расположенной в свариваемой детали вдоль сварочного шва.
6. Наплыва. В процессе работы на основной металл натекает присадочный материал, но при этом не образует с ним надежного сплавления.
7. Непровара. Неправильно выбранный режим проведения работ, т. е. низкий ток, не позволяет полностью и качественно проварить соединяемые детали.
8. Рыхлых участков. Они характеризуются непрочной структурой шва.

Требования к снимкам и особенности их расшифровки:

1. Расшифровывают только хорошо высушенные снимки. На них не должно быть царапин, отпечатков пальцев и т.д.
2. Расшифровку выполняют в затемненной комнате на негатоскопах.
3. Полученные результаты записывают в специальный журнал, а заключение направляют в отдел технического контроля.

Чем отличается рентген от флюорографии?

Флюорография и рентген основываются на действии ионизирующего излучения, однако последний позволяет получить более четкий снимок при гораздо меньшей лучевой нагрузке. Флюорография – это скорее профилактическое исследование, так как из-за невысокого качества изображения и маленького размера снимка (11 на 11 см) рассмотреть небольшие патологии на нем трудно. Для уточнения заболевания потом в большинстве случаев все равно назначают рентген.

Во время проведения флюорографии на пленочном оборудовании пациент стоит не перед кассетой с пленкой, как на рентгене, а перед флуоресцирующим экраном. Изображение грудной клетки, появившееся на нем, фотографируется на специальную плёнку. По сути флюорограмма – это аналоговая фотография с экрана. Этот метод диагностики ограничен исследованием органов грудной клетки, в то время как рентген может проводиться для любой части тела.

Появление в современных флюроографах цифрового детектора ионизирующего излучения дало возможность выводить изображение сразу на экран без потери качества. Вместе с этим снизилась и доза облучения, получаемая пациентом при исследовании. Теперь цифровая флюорография – это упрощенный аналог рентгеновского аппарата, предназначенный для диагностики органов грудной клетки. Эффективность цифровой флюорографии на 15% выше по сравнению с пленочной за счет более четкого изображения, но из-за высокой стоимости оборудования эта процедура не так распространена.

Рентгенография назначается только при наличии показаний или для контроля процесса лечения и позволяет получить снимок в натуральную величину. Он может быть обзорным, то есть выполняться в двух проекциях, или прицельным, когда исследуется только определенный участок тела. Следовательно, рентген предпочтительнее флюорографии из-за более высокой точности изображения и сравнительно низкой лучевой нагрузки.

Максим Шмаков

В последнее время все больше российских предприятий использует рентгеновский контроль для диагностики и локализации производственных дефектов. Одним необходимо проконтролировать качество печатных плат, другим — электронных модулей, третьим — сварных швов. Перед некоторыми фирмами встает вопрос приобретения универсальной системы для данного вида контроля. Но какую установку выбрать и какие характеристики считать предпочтительными?

При написании данной статьи автором двигал не только интерес к относительно новому виду контроля, но и стремление разобраться, какие характеристики являются наиболее важными при выборе рентгеновских систем контроля электронной аппаратуры. Кроме того, хотелось помочь определить наиболее передовые изделия из тех рентгеновских установок, которые представлены на российском рынке ведущими поставщиками данного оборудования:

• FEIN FOCUS («Индустрия сервис»);
• Viscom («ДИАЛ-Электролюкс»);
• Phoenix X-Ray (ЗАО «Предприятие ОСТЕК»);
• Х-Тек («Универсалприбор»);
• Piergiacomi (РТС «Инжиниринг»);
• Samsung («Электрон Сервис Технология»),

К большому сожалению, автору не удалось просмотреть системы всех компаний, поскольку некоторых из них попросту нет в России, и тем более в Москве. Работу систем компаний X-Tek, Piergiacomi и Samsung автору не довелось увидеть, поэтому информация о данных установках взята либо с сайтов производителей, либо из проспектов.

Общие сведения

При радиационном контроле используют как минимум три основных элемента (рис. 1):

• источник ионизирующего излучения;
• контролируемый объект;
• детектор, регистрирующий дефектоскопическую информацию.

1 — источник; 2 — изделие; 3 — детектор ФОД — расстояние «фокус-объект»; ФДД — расстояние «фокус-детектор» Рис. 1. Схема просвечивания

При прохождении через изделие ионизирующее излучение ослабляется — поглощается и рассеивается. Степень ослабления зависит от толщины и плотности контролируемого объекта, а также от интенсивности и энергии излучения. При наличии в веществе внутренних дефектов изменяются интенсивность и энергия пучка излучения.

Методы радиационного контроля различаются способами детектирования дефектоскопической информации (рис. 2) и соответственно делятся на радиографические, радиоскопические и радиометрические.

Изделия просвечивают с использованием различных видов ионизирующих излучений, классификация которых приведена на рис. 3.

Рис. 2. Классификация методов радиационного контроля

Рис. 3. Классификация источников ионизирующих излучений

В системах рентгеновского контроля печатных плат (ПП) применяется метод радиационной интроскопии, который позволяет преобразовывать радиационное изображение контролируемого объекта в световое изображение на выходном экране радиационно-оптическо-го преобразователя.

Радиоскопический метод (метод радиационной интроскопии) неразрушающего контроля основан на преобразовании радиационного изображения контролируемого объекта в световое изображение на выходном экране ради-ационно-оптического преобразователя, причем дефектоскопический анализ полученного изображения проводится в процессе контроля.

Сохраняя такие достоинства радиографического метода, как возможность определения характера и формы выявленного дефекта, методы радиоскопии позволяют исследовать контролируемый объект непосредственно в момент его просвечивания.

Сегодня цифровая технология рентгеновских систем обеспечивает то же качество и разрешение изображений, как и при использовании пленочной технологии, но предоставляет пользователю возможность значительно сэкономить средства и время. Результат при работе с системами рентгеновского контроля отображается эффективно и мгновенно, причем работать с таким оборудованием может даже специалист, не имеющий навыков радиолога. Кроме того, нет необходимости иметь свою лабораторию для обработки в химикатах, как это предусматривается
пленочной технологией.

Вихретоковый метод неразрушающего контроля

Способ основан на наведении в исследуемом объекте вихревых (приповерхностных) токов малой интенсивности и частотой до нескольких мегагерц помещения его в электромагнитное поле, создаваемое вихретоковым преобразователями измерения. Применяется для металлов и других электропроводящих материалов. На основании неоднородностей приповерхностного вихревого поля можно судить о наличии неоднородностей и других дефектов в наружном слое металла (до глубины в несколько миллиметров). Измерения с высокой точностью определяют также дефекты лакокрасочных и защитных покрытий, нанесенных на металлическую деталь. В роли вихретокового преобразователя служить мощная катушка индуктивности, генерирующая высокочастотное электромагнитное поле. Вихревые токи, наводимые этим полем в приповерхностном слое металла, измеряют этой же катушкой (совмещенная схема) или отдельной (разнесенная схема). По пространственной картине распределения интенсивности измеренных токов определяют места неоднородностей, вносящих искажение в поле.

Вихретоковый метод неразрушающего контроля

На применении вихревых токов основано большое количество различных конструкций дефектоскопов, специализирующихся на определении толщины и однородности листов металлопроката и покрытий на конструкциях, непрерывного измерения диаметра проволоки и пруткового проката во время их производства. Применяются вихретоковые устройства, наряду с ультразвуковыми, и для определения состояния лопаток турбин и других ответственных высоконагруженных узлов.

Принцип работы радиографической установки

Радиографический контроль относится, в первую очередь, к системам цифровой дефектоскопии радиационного типа. Радиационное изображение в данных системах превращается в цифровой массив (изображение), который впоследствии подвергается разным видам цифровой обработки, а затем выводится на монитор персонального компьютера в виде полутонового изображения. К слову, нередко металлография (классически метод) использует для исследования, а также контроля металлических материалов радиометрические установки.

Поскольку метод базируется на принципе измерения рентгеновского излучения или гамма-излучения, которое проходит сквозь материал контролируемого объекта, детектором для контроля выступает фотодиод со сцинтиллятором, наклеенным на него. Сцинтиллятор под воздействием излучений испускает видимый свет, выход которого пропорционален квантовой энергии. В конечном итоге исходящее световое излучение вызывает ток внутри фотодиода.

Таким образом, детектор преобразовывает проходящее сквозь контролируемое изделие излучение в электрические сигналы, величина которых прямо пропорциональна интенсивности лучей гамма.

Приёмник излучения рентгена – это линейка сцинтилляционных детекторов, которые по отдельности оснащены собственными усилителями, образующими единый независимый канал с детекторами. Количество детекторов в линейке строго зависит от необходимой ширины контролируемой зоны. Все каналы детекторного блока опрашиваются по очереди, а с помощью АЦП (аналого-цифровой преобразователь) все полученные сигналы приобретают цифровой вид. Впоследствии полученный в ходе опроса детекторных блоков цифровой массив передаётся на ПК. Радиографический контроль трубы

Посредством перемещения детекторных блоков по отношению к контролируемому сварочному соединению получают непрерывно считываемый массив данных, записывающийся в память ПК с целью последующего и более детального исследования, архивирования. Для оперативной оценки качества в лаборатории контроля в реальном времени эти данные выводятся в виде полутонового изображения прямо на монитор.

Если вы хотите стать профессиональным сварщиком, вам стоит для начала посмотреть уроки газовой и электросварки.

Хотите сделать бизнес в сфере металлообработки? О том, какие материалы и оборудование для этого нужно приобрести, читайте по https://elsvarkin.ru/prakticheskoe-primenenie/kak-samomu-sdelat-metallicheskij-karkas-dlya-karkasnogo-doma-i-garazha/ ссылке.  

Сущность и особенности неразрушающего контроля сварки рентгеном

С помощью такого метода контроля можно выявить такие
дефекты в сварных соединениях, как поры, раковины, сварные трещины, непровары,
неметаллические включения в металле.

Контроль сварного шва рентгеном происходит по следующей схеме: поток рентгеновского
излучения направляется на проверяемое соединение, а с обратной стороны соединения
помещают фотобумагу, рентгеновскую бумагу, или же специальную плёнку, чувствительную
к лучам рентгена.

Различные сварные дефекты хуже поглощают лучи, чем однородный металл и на плёнке
они проявятся в виде светлых пятен. По их очертаниям и величине можно судить
о форме и размерах сварных дефектов. Максимально возможная толщина сварного
соединения, которое можно проконтролировать рентгеном, составляет 100мм.

Схема просвечивания сварного шва рентгеновскими лучами

Схема
контроля рентгеном сварного соединения представлена на рисунке слева, где позициями
обозначены:

1 — рентгеновская трубка; 2 — проверяемое сварное соединение; 3 — фотоплёнка
(или рентгеновская бумага).

Эффективность радиографического контроля

Радиографический контроль позволяет эффективно обнаруживать внутренние дефекты
в сварных соединениях: различные виды сварочных
трещин, непровары, раковины и скопления пор, шлаковых и неметаллических
включений, скопления тугоплавких металлов, например, вольфрама.

При радиографическом контроле невозможно обнаружить нарушения сварного шва,
размер которых меньше удвоенной чувствительности контроля. Также не обнаруживаются
непровары и трещины, направление которых совпадает с направлением просвечивания.
Если изображения дефектов на полученных снимках совпадают с какими-либо другими
изображениями (других предметов, острых углов или резких перепадов толщин металла),
то такие дефекты также остаются «невидимыми» для дефектоскопа.

Чувствительность контроля радиографией

При радиографическом методе неразрушающего контроля его чувствительность выражается
в процентах. Определить чувствительность контроля можно по следующему выражению:

К=(m/s)100, %

Где m — наименьшая величина сварного дефекта, мм; s — толщина контролируемого
сварного соединения, мм.

На показатель чувствительности радиографического контроля оказывают влияние
следующие факторы:

1. Величина энергии прямого просвечивания
2. Толщина контролируемого сварного соединения и плотность металла
3. Место расположения дефекта в металле и форма дефекта
4. Геометрические размеры проверяемого соединения и его поверхность
5. Источник излучения и фокусное расстояние
6. Оптическая плотность, контраст снимка, качество плёнки или фотобумаги

В теории учесть совокупность всех эти факторов не представляется возможным,
поэтому на практике чувствительность контроля устанавливают экспериментально.
Она может быть определена как наименьший размер проволочного или канавочного
эталона, проявляемого на снимке.

Технология проведения рентгеновского контроля сварных швов

ГОСТ 7512-82

Зачистка. Стык тщательно осматривают, после чего удаляют шлак, брызги металла, окалину и прочие загрязнения, из-за которых снимки могут оказаться непригодны для расшифровки.
Разметка и маркировка. Осуществляется согласно руководящей документации, которая действует на объекте. Примеры таких нормативов – СТО Газпром 2-2.4-083-2006 и РД 08.00-60.30.00-КТН-046-1-05. Под разметкой понимается разделение стыка на участки. На каждом из них устанавливают маркировочный знак (буквенный и/или цифровой) и эталон чувствительности (канавочный, проволочный или пластинчатый). Это необходимо для того, чтобы чётко идентифицировать сварное соединение на снимке и убедиться в том, что чувствительность радиографического контроля соответствует нормативам. Знаки представляют собой литые цифры и литеры из металла, которые при помощи пинцета закрепляют на кассете, в которую вставляется рентген-плёнка. Конверт фиксируется на объекте при помощи магнитных прижимов.
Выбор схемы контроля. Они описаны в п. 4.1–4.9 вышеупомянутого ГОСТ 7512-82. Свои схемы панорамного и направленного (или, как говорят, «в лоб») просвечивания через одну или две стенки предусмотрены для угловых, тавровых, нахлёсточных, стыковых швов.
Выбор параметров контроля. К таковым относится расстояние от источника излучения до стыка, длина и ширина снимков, количество размеченных участков, которые можно «охватить» за одну экспозицию и др.
Собственно просвечивание. Можно условно разделить на тренировку (прогрев) рентген-аппарата (источника ионизирующего излучения, ИИИ) и само экспонирование

Чтобы «пробить» толщину стенки и получить качественные снимки, очень важно не ошибиться с мощностью напряжения и временем экспозиции. На этом этапе особенно важен опыт специалистов в проведении рентгеновского контроля сварных соединений

В современных аппаратах хоть и предусмотрены калькуляторы экспозиций, без знаний, а иногда и без дозиметра (для расчёта выходного напряжения) не обойтись.
Фотохимическая обработка плёнок. Проявка может проводиться вручную либо при помощи автоматической проявочной машины. В компьютерной и цифровой радиографии всё проще. Сканер считывает изображение с запоминающей пластины и выводит его на экран ПК. Самый быстрый вариант – плоскопанельные детекторы, которые можно напрямую подключить к компьютеру и передать оцифрованное изображение за считаные минуты. Новейшие модели умеют делать это посредством Wi-Fi.
Расшифровка. Если снимки на плёнках, используются негатоскопы с мощными галогенными либо светодиодными лампами. В цифровой радиографии изображения просматриваются на экране ПК. Расшифровка заключается не только в том, чтобы обнаружить дефекты, классифицировать их, измерить и определить местоположение. Попутно оценивают и качество плёнок. К расшифровке допускаются снимки заданной оптической плотности, без пятен, полос, повреждений эмульсионного слоя и иных «артефактов». Ограничительные метки, эталоны чувствительные и маркировочные знаки должны быть чётко видны на изображениях.
Оформление заключения. Записи дефектов вносятся в протоколы или журналы установленного образца с использованием специальных сокращений.

Радиографический контроль (РК) сварных швов

Рентгеновские лучи проникают сквозь толщу обследуемого материала. Для получения результатов с обратной стороны конструкции располагают специальную пленку (экран), на которую воздействуют лучи. В зависимости от характеристик материала и качества сварных швов отличается степень поглощения лучей. Например, при наличии в материале пор или трещин, поглощение лучей будет меньше, а значит их воздействие на пленку — более интенсивно. На этой способности и основывается радиографический метод.

Рентгенография сварочных соединений позволяет получать точные сведения о большинстве имеющихся дефектов:

• Поры.
• Непровары.
• Шлаковые включения.
• Окислы.
• Подрезы.
• Трещины и т.д.

По сравнению с другими способами обследования, с помощью которых также можно получить информацию об этих недостатках, радиографическая дефектоскопия сварочных швов позволяет дать характеристику самого соединения. С помощью рентгена можно оценить выпуклость и вогнутость шва даже в тех местах, где он недоступен для иных методов контроля. Оценка качества сварочных швов методом рентгенографии дает возможность получить не только данные о наличии дефектов, но и точно локализовать их. Такая локализация облегчает проведение ремонтных работ и устранение выявленных недостатков.

Просвечивание рентгеном (традиционный метод — на рентгеновскую пленку) изделий завершается расшифровкой результатов. Этот этап выполняется после проявления пленки с помощью специального оборудования — негатоскопа. Рентгенография сварки проводится с использованием пленок разных типов. Подходящий тип выбирается в соответствие с технической документацией конкретно на ваш объект. Рентгеновский аппарат, тип источника, напряжение на трубке и другие параметры обследования выбираются в зависимости от толщины материала.

При всех своих преимуществах этот метод дефектоскопии имеет один недостаток — негативное воздействие рентгеновских лучей на человека. В силу этого недостатка рентгеновский метод неразрушающего контроля может применяться только компаниями, имеющими лицензию на проведение подобных работ. ГК «Радтехнология» имеет все необходимые допуски. Наши специалисты обладают большим опытом в проведении обследования материала рентгеном, мы выполняем работы в Москве, Нижнем Новгороде, Казани, Тюмении в других регионах РФ.

В силу большого кол-ва факторов, влияющих на стоимость работ по радиографическому контролю качества сварных швов, по нашей практике точные цены могут существенно отличаться для различных объектов! Поэтому итоговые цены в Москве и других регионах уточните у наших менеджеров, а здесь приведем примеры расценок на данный вид дефектоскопии сварных швов: