МЕТОДИКА ПРОСВЕЧИВАНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

Схемы просвечивания.В основном используют схемы просвечивания рис. 2.13 – 2.14, обеспечивающие контроль качества шва по участкам, как плоских протяженных изделий, так и изделий типа полых тел вращения. Анализ приведенных схем показывает, что только при кольцевом просвечивании фокусное расстояние и толщина стенки являются относительно постоянными величинами, при всех остальных способах контроля их значения меняются от центра к краю контролируемого участка. Суммарное воздействие этих двух факторов оказывает существенное воздействие на получаемые результаты. В частности, радиографический снимок имеет, как правило, различные контрастности, плотности почернения, общие нерезкости изображения и, как следствие, различные значения относительной чувствительности контроля по центру и краю снимка.

Таким образом, основным ограничением при использовании в промышленной радиографии любой из схем просвечивания является получение:

· допустимой разности плотностей почернения и допустимых общих нерезкостей изображения по центру и краю снимка;

· требуемой правилами контроля относительной чувствительности просвечивания по центру и краям снимка;

· экономически оправданной производительности контроля.

Для всех видов сварных соединений и схем просвечивания угол между направлением излучения и нормалью к пленке в центре снимка и расстояние между контролируемым сварным соединением и пленкой должны быть минимальными и в любом случае не превышать 45⁰ и 150 мм.

Выбор параметров радиографического контроля.После выбора схемы просвечивания устанавливают величину фокусного расстояния. Фокусное расстояние– расстояние от источника излучения до пленки. С увеличением фокусного расстояния несколько увеличивается чувствительность метода, но возрастает (пропорционально квадрату расстояния) время экспозиции. Фокусное расстояние рассчитывается в зависимости от размера и толщины контролируемого участка сварного соединения, схемы просвечивания и т.д. в соответствии с ГОСТ 7512.

Чтобы получить качественный снимок, необходимо также правильно выбирать время экспозиции пленки(выдержку), которое прямо пропорционально квадрату фокусного расстояния и зависит от энергии и мощности источника ионизирующего излучения, толщины и плотности просвечиваемого материала, коэффициента усиления экранов и т.д. Расчетным путем определить выдержку с учетом этих факторов достаточно сложно. Поэтому на практике пользуются таблицами, построенными на основании экспериментальных данных, графиками, номограммами и т.д. Номограммы строятся для определенного фокусного расстояния, и дает зависимость экспозиции от толщины материала для различных напряжений на рентгеновской трубке и определенных типах пленок и экранов.

Четкость (резкость) радиографического снимка в значительной степени зависит от геометрической нерезкости, образующейся по границам изображения дефектов зоны плавного затемнения. Геометрическая нерезкость связана с размерами активной части источника излучения, поскольку каждая точка эффективного фокусного пятна создает своим излучением проекцию дефектного места на пленке (рис. 2.15).

На величину геометрической нерезкости влияют также расстояние от пленки до дефекта (рис. 2.16). В общем случае значение геометрической нерезкости должно составлять не более половины значения чувствительности контроля(наименьший диаметр выявляемой на снимке проволоки проволочного эталона, наименьшая глубина выявляемой на снимке канавки канавочного эталона, наименьшая толщина пластинчатого эталона, при которой на снимке выявляется отверстие с диаметром, равным удвоенной толщине эталона) в мм.

По приведенным схемам видно, что четкость изображения тем выше, чем меньше размер активной части источника и расстояния от пленки до дефекта, а также чем больше фокусное расстояние. Однако возрастание фокусного расстояния приводит к необходимости увеличения экспозиции.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Типы ультразвуковых волн.Ультразвуковыми колебаниями называют механические колебания упругой среды, частота которых лежит за порогом слышимости человеческого слуха, т.е. более 20 кГц.

Процесс распространения колебаний в пространстве называется волной. Граница, отделяющая колеблющиеся частицы от частиц, еще не начавших колебаться, носит название фронта волны. Упругие волны характеризуются скоростью распространения С (м/с), длиной волны λ (м) и частотой f (с^-1). Длина волны связана со скоростью её распространения и частотой колебаний соотношением

. (3.1)

Скорость распространения волны определяется физическими свойствами среды. Поэтому изменение длины ультразвуковой волны в любой среде может быть достигнуто только путем изменения частоты возбуждаемых колебаний.

В зависимости от упругих свойств среды в ней могут распространяться упругие колебания различных типов, отличающиеся направлением смещения колеблющихся частиц. В связи с этим различают следующие типы колебаний: продольные, поперечные, поверхностные и т.д.

Если колебания частиц среды происходят в направлении, совпадающем с направлением распространения волны, то такие колебания называются продольными (рис. 3.1 а).

Эти колебания могут распространяться в твердой, жидкой и газообразной средах. Если направление колебаний частиц среды перпендикулярно направлению распространения волны, то такие колебания называются поперечными (рис. 3.1. б). Они могут распространяться только в твердой среде, которая обладает упругостью формы, т.е. способна сопротивляться деформации сдвига.

Значения скоростей распространения волн в безграничном твердом теле приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1. Скорости распространения волн в безграничном твердом теле

Волны	Скорость распространения
Тип и название	Характеристика
Продольные (волны расширения-сжатия)	Частицы колеблются в направлении распространения волны
Поперечные (волны сдвига)	Частицы колеблются перпендикулярно направлению распространения волны
Примечание: Е – модуль упругости; ν – коэффициент упругости; ρ – плотность среды. Для стали: Е≈20∙1010 Н/м2; ν≈0,3; ρ≈7,8∙103 кг/м3.

Продольные и поперечные упругие волны (объёмные однородные волны) наиболее широко используются при дефектоскопии материалов для обнаружения внутренних дефектов. Помимо этого для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов используются и другие типы волн (неоднородные).

Из неоднородных волн в дефектоскопии в основном применяются поверхностные (волны Рэлея) и нормальные (волны Лэмба). Поверхностная волна представляет собой линейную комбинацию продольной и поперечной волн. При её распространении частицы тела движутся по эллипсам, большая ось которых перпендикулярна границе. Эти фигуры вытягиваются с глубиной, т.е. в направлении, перпендикулярном от поверхности ввода. Проникновение волны вглубь тела приблизительно равно длине волны λ. Поверхностная волна способна распространяться на большое расстояние вдоль поверхности твердого тела.

Нормальные волны (Лэмба) образуются при наклонном падении волны на пластину, толщина которой соизмерима с длиной волны. В этом случае вследствие взаимодействия падающей волны с многократно отраженными волнами внутри пластины возникают резонансные явления. Они приводят к образованию нормальных волн, бегущих вдоль пластины, и стоячих в перпендикулярном направлении.

Условия образования нормальных волн в твердой пластине усложняется из-за наличия в ней продольных и поперечных волн. При отражении эти волны частично трансформируются одна в другую.

Волна Лэмба обеспечивает достаточную чувствительность при длине листа в направлении прозвучивания 0,3…0,5 м. Нормальные волны успешно применяются для контроля листов, труб, оболочек, имеющих небольшую толщину (3…5 мм и менее). Этими волнами обнаруживаются поверхностные трещины не только с наружной, но и с внутренней стороны, а также дефекты, ориентированные вдоль поверхности, которые трудно обнаружить объемными волнами.