Būvniecībā un rūpniecībā metināšanas operācijas ir izplatītas, kas ļauj montēt izturīgas konstrukcijas un dažādas sarežģītības pakāpes mehānismus. Iegūtās šuves uzraudzības posmā ne vienmēr ir iespējams novērtēt savienotā montāžas uzticamību konstrukcijā. Šim nolūkam tiek izmantotas nesagraujošās metināto savienojumu pārbaudes metodes. Radiogrāfiskā analīzes metode ir viena no visizplatītākajām šajā nišā.
Radiogrāfiskās vadības darbības princips
Metodes pamatā ir radioaktīvā starojuma izmantošana, kas ļauj analizēt materiāla iekšējo struktūru bez fiziskas iejaukšanās ar deformāciju. Šim nolūkam tiek izmantoti rentgena un gamma stari, kas iet caur produktu. Rezultātā operators saņem strukturālo defektu karti, kas ierakstīta uz magnetogrāfiskās filmas. Radiācija ļauj veidot attēlu ar slēptām struktūras kontūrām, kuras atšifrēšana tiek veikta īpašam izstrādātājam fotoattēlu apstrādes procesā. Katrā ziņā parametri metinātu savienojumu radiogrāfiskās pārbaudes veikšanai saskaņā ar GOST 23055-78 var atšķirties - diametrā līdz 6 un garumā no 1 līdz 10 mm attiecībā uz porām un iespiešanās trūkumu. Ja kopējās radiogrammas garums ir mazāks par 100 mm, tad kopējais defektu laukums samazinās proporcionāli kartes garumam. Rentgenstaru iespiešanās dziļumu nosaka detaļas parametri.
Radiogrāfiskās vadības tehnoloģiju bieži izmanto kopā ar materiālu struktūras analīzes ultraskaņas metodi. Šāda kombinācija parasti rodas situācijās, kad ultraskaņas izmantošana nav tehnoloģiski iespējama. Turklāt sijas skenēšana sniedz vairāk informācijas par punktveida un korozijas bojājumu ģeometriskajiem datiem. Metināto savienojumu ultraskaņas un radiogrāfiskās pārbaudes atšķirības ir saistītas ar dažādu formu defektu izpētes efektivitāti. Pirmajā gadījumā automātiska ultraskaņas plaisu noteikšana, visticamāk, ir vērsta uz darbu ar plaknes nepilnībām nepilnību un plaisu veidā. Savukārt radiogrāfija dod lielu precizitāti apjoma defektu analīzei.
Radiogrāfiskās vadības iecelšana
Šo kontroles metodi izmanto, lai novērtētu metināto metālu un sakausējumu savienojuma kvalitāti, kura biezums svārstās no 1 līdz 40 cm. Defekti galvenokārt tiek noteikti izstrādājumu iekšējā struktūrā apstākļos, kad lokāli nav svešu ieslēgumu, tehnoloģisko poru un lodēšanas. Arī saskaņā ar GOST no metinātiem savienojumiem pārbaudes laikā vajadzētu atbrīvoties no sārņiem, kausējuma šļakatām, mēroga un citiem piemaisījumiem, kas palikuši metināšanas procesa laikā. Visbiežākā radiogrāfiskā monitoringa piemērošanas joma ir sauszemes un pazemes cauruļvadi. Analīze tiek veikta, novirzot starus caurulē, izmantojot plaisu noteikšanas aprīkojumu. Šī skenēšanas metode ir piemērota pazemes komunālajiem pakalpojumiem, jo tai nav nepieciešami kanālu atvēršana ar zemes darbiem.
Ir vērts izcelt situācijas, kad radiogrāfiskās vadības izmantošana ir neefektīva vai vispār nav atļauta tehnisku un strukturālu ierobežojumu dēļ:
- Dažādu veidu ieslēgumi un pārtraukumi, kuru lielums transilluminācijas virzienā ir mazāks par kontroles jutīgumu.
- Iekļaujumi un pārtraukumi, kas ir tuvu asiem stūriem, atšķirībām vai trešo pušu detaļām, kas tehnoloģiski nodrošināti. Radiogrammas attēlos defektu un konstrukcijas elementu sakritība neļaus precīzi noteikt iekšējās struktūras raksturlielumus.
- Plaisas un saplūšanas trūkums, kurā plakne nesakrīt ar pārvades līnijām. Šajā gadījumā var izmantot radiogrāfiskās skenēšanas kombināciju ar destruktīviem pārbaudes elementiem.
Izmantoto radiometrisko ierīču veidi
Līdz šim aktīvi tiek izmantoti šādi radiogrāfiskās uzraudzības iekārtu veidi:
- Ierīces ar nemainīgu gamma starojuma frekvenci ar fiksētu intensitāti. Frekvenču novirzes rada produkta defektus, kas atspoguļojas radiogrammās. Jaunākie šādu ierīču modeļi tiek nodrošināti ar programmām, kas precīzi nosaka vibrāciju spektru.
- Rentgena iekārta ar atbalstu augstfrekvences svārstībām, nejauši laikā. Svārstību pakāpe atkarībā no starojuma intensitātes var pārsniegt 0,5-1%.
- Ierīces metinātu savienojumu radiogrāfiskai pārbaudei, kuras gamma starojuma stabilitāte pārsniedz 0,5%. Šajā gadījumā svārstību amplitūda ir 0,1 Hz robežās. Šāds aprīkojums ir optimāls maza apjoma defektu skenēšanai, taču to nav lietderīgi izmantot dziļu trūkumu analīzē lielos apgabalos.
Vadības ziņā gandrīz visas ierīces atbalsta automatizētus rīkus ar iespēju programmēt saņemto datu pielāgošanu, ģenerējot radiogrammas.
Sagatavošanās radiogrāfiskai pārbaudei
Pirms skenēšanas īpaša uzmanība tiek pievērsta izstrādājuma stāvoklim un tieši metinājumam. Operators pārbauda daļu, lai identificētu ārējos defektus, noņem piemaisījumus un, ja nepieciešams, marķē laukumus. Lielus skenēšanas laukumus apzīmē ar zonām un numurē bez kļūmēm. Turklāt kontrolētās vietās ir noteikti standarti ar jutības marķējumu. Piemēram, rievu standarti jānovieto 5 mm attālumā no šuves līnijas ar šķērsvirzienu. Lai sasniegtu ticamāko rezultātu, kontrolējot metināto savienojumu kvalitāti, var izmantot iepriekšējo pētījumu kartes. Tie tiek iepriekš sagatavoti un ievadīti iekārtas radiogrammu sistēmā pirms skenēšanas. Tiks veidoti jaunu attēlu attēli ar uzsvaru uz iepriekšējiem datiem. Programmatūra arī novirza grafisko skenēšanu, lai ņemtu vērā esošos defektus, nodrošinot atsevišķu informācijas slāni par to pašu pārtraukumu, plaisu un saplūšanas trūkuma progresēšanas pakāpi.
Kontroles parametru noteikšana
Pēc produkta sagatavošanas tiek izvēlēti optimālie raksturlielumi tā pārbaudei ar skenēšanas aparātu. Viens no svarīgiem parametriem būs attālums no gamma starojuma avota līdz mērķa zonas virsmai, kā arī kontrolējamo zonu skaits un lielums. Saskaņā ar GOST, metinātos savienojumus skenē ar radiogrāfijas aprīkojumu, ievērojot šādus ierobežojumus:
- Radiācijas avota aparāta pusē esošo strukturālo defektu lieluma palielinājumam nevajadzētu būt lielākam par koeficientu 1,25.
- Leņķis starp parasto un fotofilmu un gamma starojuma virzienu nedrīkst pārsniegt 45 °, pārbaudot vienā kontrolētā apgabalā.
- Neskaidru attēlu defekti, ievietojot filmu attēliem tuvu metinājumam, nedrīkst būt lielāki par pusi no noteiktās jutības pakāpes.
- Attēlu garumam metinātu savienojumu radiogrāfiskās pārbaudes laikā jāfiksē blakus esošo sekciju attēli saskaņā ar marķējumu.Ja kontrolētās zonas garums nepārsniedz 100 mm, tad pārklāšanās ir vismaz 0,2 no kopējā parauglaukuma garuma, un, ja tas ir attālums vairāk nekā 100 mm, tad saķerei jābūt vismaz 20 mm.
- Gadījumā, ja defektu izmēru parametri nav noteikti, var neņemt vērā prasības uzturēt attiecību starp šuves ārējo un iekšējo diametru.
Metināto savienojumu radiogrāfiskās pārbaudes shēmas
Kontroles efektivitāti nosaka produkta struktūras pārraides modelis. Tātad sfērisko un cilindrisko daļu gredzenveida šuvju skenēšanas procesā parasti tiek izmantota transiluminācija caur elementa sienu. Turklāt radiogrāfiskā starojuma avots atrodas izstrādājuma iekšpusē, kas ļauj precīzāk noteikt defektu karti. Ja cilindriskās dobās daļas diametrs nepārsniedz 2 m, izmanto metinātu savienojumu radiogrāfisko pārbaudi ar panorāmas shēmām. Bet ir svarīgi paturēt prātā, ka šajā gadījumā selektīva iekšējās struktūras zonālā analīze nebūs iespējama.
Muca locītavas skenēšanas procesā transiluminācijas virziens sakrīt ar pārbaudāmās zonas plakni. Šāda shēma tiek izmantota darbā ar savienotājelementu un cauruļu iespiešanās leņķa mezgliem. Leņķis starp starojumu un savienojuma plakni nedrīkst būt lielāks par 45 °. Papildus standarta konfigurācijām tiek izmantoti arī citi defektu pārnešanas virzieni.
Izvēloties radiogrāfijas metodes shēmu metinātu savienojumu kontrolei, tiek ņemts vērā attālums no mērķa analīzes virsmas līdz aparāta plēvei (ne vairāk kā 150 mm) un 45 grādu leņķa ekspozīcija starojuma virzienā. Pareizi izvēlēta attēlveidošanas taktika nodrošinās informatīvu un precīzu karti ar problemātiskā izstrādājuma trūkumiem.
Radiogrāfisko attēlu dekodēšana
Attēlu skatīšana tiek organizēta tumšā telpā pēc tam, kad tie ir izžuvuši, izmantojot apgaismotāju-negatoskopus, kas ļauj pielāgot apgaismotā lauka spilgtumu un parametrus. Šajā gadījumā materiālu kvalitātei tiek izvirzītas īpašas prasības:
- Emulsijas slāņa virsmā nav svītru, traipu, bojājumu un piesārņojuma. Visam, kas apgrūtina atšifrēšanu, nevajadzētu būt attēlā.
- Papildus defektu kontūrām jāatspoguļo marķējumi, atzīmes un robežu konstrukcijas līnijas, ja tādas ir.
- Grafiskās kartes optiskajam blīvumam, kas ģenerēts, metinot savienojumus, veicot kvalitātes kontroli apgabalā pie šuves, jābūt vismaz 1,5.
Attēlu apstrādi var veikt arī skenējošā datora aprīkojumā ar defektu modeļu ģenerēšanu. Šajā gadījumā palielinās bojājuma vietas un lieluma noteikšanas precizitāte konstrukcijā.
Metināto savienojumu veidu atdalīšana pēc kontroles rezultātiem
Saskaņā ar datiem, kas parādīti attēlos, katrai šuvei tiek piešķirta noteikta klase atkarībā no defekta lieluma. Saskaņā ar normatīvajām prasībām klasifikācija balstās uz poru izmēriem, kā arī uz oksīdu, izdedžu un volframa ieslēgumiem. Piemēram, ja izstrādājuma biezums ir līdz 3 mm, to paredzēts sadalīt metināto savienojumu veidos atkarībā no defekta kopējā garuma - no 3 līdz 10 mm. Ja mēs runājam par detaļām ar biezumu 200-400 mm, tad viena un tā paša parametra klasifikācijas diapazons svārstīsies no 10 līdz 90 mm. Atkal, ja radiogrammas garums ir mazāks par 100 mm, aprēķinātos datus par atsevišķu ieslēgumu un poru lielumu samazina proporcionāli attēla lielumam. Turklāt kopu garumam saskaņā ar prasībām nevajadzētu pārsniegt 1,5 attiecībā pret maksimālo pieļaujamo garumu atsevišķām porām un pārtraukumiem.
Pēc radiogrāfijas vadības materiālu apstrādes tiek sastādīts īpašs akts, kurā norādīti dati par izstrādājumu un tajā esošie defekti.Pirmkārt, daļas vai struktūras raksturlielumi ir aprakstīti, norādot iepriekš noteiktos standartus un marķētās zonas. Metināto savienojumu rentgenogrāfiskā pārbaude var ietvert datus par ietilpību, izstrādājuma biezumu un citiem tehniskiem un strukturāliem rādītājiem. Runājot par informāciju par defektiem, visu informācijas sarakstu, kas iegūts radiogrāfisko attēlu dekodēšanas rezultātā, ievada īpašās ailēs.
Radiogrāfijas drošības pasākumi
Vislielākās briesmas, veicot radiogrāfisku skenēšanu, rada gāzes, kuras izdala gamma starojums. Sākumā ir vērts uzsvērt kontroles nosacījumu nozīmi, kuriem jāatbilst radioaktīvo avotu izmantošanas prasībām. Izmantotajām elektroiekārtām jābūt labā stāvoklī un, ja iespējams, jāpārbauda tieši pirms metinātā savienojuma analīzes. Uz rūpniecisko radiogrāfiju attiecas paaugstinātas prasības attiecībā uz elektrodrošības nodrošināšanu. Tas attiecas uz situācijām, kad tiek izmantotas jaudīgas stacionāras ierīces, kas ir savienotas ar trīsfāžu barošanas tīkliem. Bez atteicēm infrastruktūrā tiek ieviesti sprieguma stabilizācijas līdzekļi un īssavienojuma aizsardzības vienības.
Radiogrāfiskā monitoringa plusi un mīnusi
Radiogrāfija dod diezgan plašas metinājumu šuvju atklāšanas iespējas, ļaujot ar augstu precizitāti un ērtības analizēt sīkākās nepilnības metāla konstrukciju struktūrā. Radiogrāfijas attēlu attēli ir pēc iespējas tuvāk optiskajiem, tāpēc tos var analizēt ne tikai ar trūkumu detektoriem, bet arī pašiem metinātājiem. Rezultātu interpretēšanai tiek izdoti īpaši atlanti ar klasifikāciju, saskaņā ar kuriem jūs varat viegli sniegt ātru defektu novērtējumu. Runājot par metināto savienojumu radiogrāfiskās pārbaudes trūkumiem, tie ietver jutīgumu pret plakņu pārtraukumu noteikšanu un zemu uzticamību, skenējot nepilnības un plaisas. Tam mēs varam pievienot radiācijas klātbūtni un lielās finansiālās izmaksas, kas saistītas ar sarežģītu iekārtu izmantošanu gandrīz visos kontroles posmos.
Secinājums
Pašlaik radiogrāfija, kaut arī nav vispievilcīgākā attiecībā uz darbības priekšrocībām, bet ir ļoti ērts un efektīvs metinājumu nesagraujošās pārbaudes veids. Pietiek pateikt, ka enerģētikas nozarē cauruļvadu metināto savienojumu radiogrāfiskā kontrole aizņem apmēram 30% no visiem maģistrālo līniju analīzes gadījumiem defektu noteikšanai. Tuvākā konkurence šai metodei ir ultraskaņas pārbaude. Tomēr tādi faktori kā nepieciešamība modernizēt uzņēmumus ar dārgu iekārtu nomaiņu un ierobežotās ultraskaņas skenēšanas iespējas joprojām kavē pilnīgu radiogrāfijas izspiešanu. Tāpēc dažās jomās radiogrāfiskais monitorings joprojām ir neaizstājams.