În construcții și industrie, operațiile de sudare sunt comune, permițându-vă să asamblați structuri și mecanisme durabile cu diferite grade de complexitate. În etapa de monitorizare a cusăturii rezultate, nu este întotdeauna posibilă evaluarea fiabilității ansamblului conectat în cadrul structurii. Pentru aceasta se folosesc metode nedistructive de testare a îmbinărilor sudate. Metoda radiografică de analiză este una dintre cele mai frecvente în această nișă.
Principiul funcționării controlului radiografic
Metoda se bazează pe utilizarea radiațiilor radioactive, care permite analizarea structurii interne a materialului fără intruziune fizică cu deformare. Pentru aceasta, se folosesc raze X și raze gamma care trec prin produs. Ca urmare, operatorul primește o hartă a defectelor structurale înregistrate pe o peliculă magnetografică. Radiația vă permite să formați o imagine cu contururi ascunse ale structurii, a căror decriptare este efectuată pe un dezvoltator special în procesul de procesare foto. În fiecare caz, parametrii pentru efectuarea inspecției radiografice a îmbinărilor sudate conform GOST 23055-78 pot varia - până la 6 în diametru și lungime de la 1 la 10 mm în raport cu porii și lipsa penetrării. Dacă lungimea radiogramei generale este mai mică de 100 mm, atunci suprafața totală a defectelor scade proporțional cu lungimea cardului. Adâncimea de penetrare a razelor X este determinată de parametrii piesei.
Tehnologia controlului radiografic este adesea folosită împreună cu metoda ultrasonică de analiză a structurii materialelor. O astfel de combinație apare de obicei în situațiile în care utilizarea ecografiei nu este posibilă din punct de vedere tehnologic. În plus, scanarea fasciculului oferă mai multe informații despre datele geometrice ale leziunilor de coroziune și coroziune. Diferențele de inspecție cu ultrasunete și radiografie a îmbinărilor sudate se referă la eficacitatea studiului defectelor cu forme diferite. În primul caz, detectarea automată a defectelor cu ultrasunete este mai probabil să se concentreze pe lucrul cu defecte plane sub formă de imperfecțiuni și fisuri. La rândul său, radiografia oferă o precizie ridicată a analizei defectelor de volum.
Numirea controlului radiografic
Această metodă de control este utilizată pentru a evalua calitatea unei îmbinări sudate de metale și aliaje, a căror grosime variază de la 1 la 40 cm. Defectele sunt determinate în principal în structura internă a produselor în condițiile absenței locale a incluziunilor străine, a porilor tehnologici și a lipitului. De asemenea, în conformitate cu GOST, îmbinările sudate în momentul inspecției ar trebui să fie scăpate de zgură, topitorii de topire, cantar și alte impurități rămase în timpul procesului de sudare. Cea mai comună zonă de aplicare pentru monitorizarea radiografică este conductele de pe uscat și subterane. Analiza se realizează prin direcția razelor în conductă folosind echipamente de detectare a defectelor. Așa cum se aplică utilităților subterane, această metodă de scanare este avantajoasă prin faptul că nu necesită deschiderea canalelor cu lucrări de terasament.
Merită evidențiat situațiile în care utilizarea controlului radiografic este ineficientă sau deloc permisă din cauza limitărilor tehnice și structurale:
- Diferite tipuri de incluziuni și discontinuități, a căror dimensiune în direcția transiluminării este mai mică decât sensibilitatea dublată a controlului.
- Includeri și discontinuități apropiate de colțurile ascuțite, diferențele sau părțile terțe prevăzute pentru tehnologie. În imaginile radiogramei, coincidența defectelor și a elementelor structurale nu va permite să se determine cu exactitate caracteristicile structurii interne.
- Fisuri și lipsă de fuziune, în care avionul nu coincide cu liniile de transmisie. În acest caz, se poate utiliza o combinație de scanare radiografică cu elemente de testare distructive.
Tipuri de dispozitive radiometrice folosite
Până în prezent, sunt utilizate în mod activ următoarele tipuri de echipamente pentru monitorizarea radiografică:
- Dispozitive cu o frecvență constantă de radiații gamma cu o intensitate fixă. Abaterile frecvențelor cauzează defecte ale produsului, ceea ce se reflectă în radiograme. Ultimele modele de astfel de dispozitive sunt prevăzute cu programe care determină cu exactitate spectrele vibraționale.
- Echipamente cu raze X cu suport pentru fluctuații de înaltă frecvență, aleatorii în timp. Gradul de fluctuație în funcție de intensitatea radiației poate depăși 0,5-1%.
- Dispozitive pentru inspecția radiografică a îmbinărilor sudate, a căror stabilitate a radiației gamma depășește 0,5%. În acest caz, amplitudinea oscilației este în limitele de 0,1 Hz. Un astfel de echipament este optim pentru scanarea subțire a defectelor de volum mic, dar nu este util să se utilizeze în analiza defectelor profunde din zonele mari.
În ceea ce privește controalele, aproape toate dispozitivele acceptă instrumente automate cu posibilitatea de a regla programatic datele primite la generarea radiogramelor.
Pregătirea pentru inspecția radiografică
Înainte de scanare, se acordă o atenție specială stării produsului și direct sudurii. Operatorul inspectează partea pentru a identifica defectele exterioare, elimină impuritățile și, dacă este necesar, marchează zonele. Zonele mari pentru scanare sunt marcate de zone și numerotate fără greș. În plus, standardele cu marcaj de sensibilitate sunt stabilite în zone controlate. De exemplu, standardele canelurii trebuie plasate la 5 mm față de linia de cusătură cu o direcție transversală. Pentru a obține cel mai fiabil rezultat la controlul calității îmbinărilor sudate, se pot utiliza carduri din studii anterioare. Acestea sunt pregătite în avans și sunt introduse în sistemul de radiogramă a echipamentului înainte de scanare. Imaginile cu imagini noi vor fi formate cu accent pe datele anterioare. De asemenea, software-ul direcționează scanarea grafică pentru a da seama de defectele existente, oferind un strat separat de informații despre gradul de progres al acelorași discontinuități, fisuri și lipsa fuziunii.
Determinarea parametrilor de control
După pregătirea produsului, sunt selectate caracteristicile optime ale examinării acestuia de către aparatul de scanare. Unul dintre parametrii importanți va fi distanța de la sursa de radiație gamma la suprafața zonei țintă, precum și numărul și dimensiunea zonelor controlate. Conform GOST, îmbinările sudate sunt scanate de echipament radiografic în următoarele restricții:
- Creșterea dimensiunii defectelor structurale care sunt situate pe partea aparatului sursă de radiație nu trebuie să fie mai mare decât coeficientul de 1,25.
- Unghiul dintre filmul fotografic normal și direcția radiației gamma nu trebuie să depășească 45 ° atunci când este examinat într-o zonă controlată.
- Defecțiunile de imagine neclar la plasarea filmului pentru fotografii aproape de sudură nu trebuie să fie mai mari de jumătate din gradul de sensibilitate stabilit.
- Lungimea imaginilor în timpul inspecției radiografice a îmbinărilor sudate trebuie să capteze imagini ale secțiunilor adiacente, în conformitate cu marcajul.Dacă lungimea zonei controlate este cuprinsă între 100 mm, atunci suprapunerea este de cel puțin 0,2 din lungimea totală a parcelei, iar dacă este pe o distanță mai mare de 100 mm, atunci prinderea trebuie să fie de cel puțin 20 mm.
- În cazul în care parametrii dimensionali ai defectelor nu sunt determinați, cerințele pentru menținerea raportului dintre diametrul exterior și interior al îmbinării pot fi ignorate.
Scheme de inspecție radiografică a îmbinărilor sudate
Eficacitatea controlului este determinată de modelul de transmisie al structurii produsului. Deci, în procesul de scanare a cusăturilor inelare ale părților sferice și cilindrice, se utilizează de obicei transilluminarea prin peretele elementului. Mai mult, sursa de radiații radiografice este localizată în interiorul produsului, ceea ce vă permite să fixați mai precis harta defectelor. Dacă diametrul piesei tubulare cilindrice nu depășește 2 m, atunci se utilizează inspecția radiografică a îmbinărilor sudate cu scheme panoramice. Dar este important să rețineți că analiza zonală selectivă a structurii interne în acest caz va fi imposibilă.
În procesul de scanare a articulațiilor fesiere, direcția transilluminării coincide cu planul zonei examinate. O astfel de schemă este utilizată în lucrul cu noduri unghiulare de penetrare a armăturilor și a conductelor. Unghiul dintre radiație și planul de joncțiune nu trebuie să fie mai mare de 45 °. Pe lângă configurațiile standard, sunt utilizate și alte direcții de transmitere a defectelor.
Atunci când alegeți o schemă pentru metoda radiografică de control a îmbinărilor sudate, se ține seama de distanța de la suprafața de analiză țintă la filmul aparatului (nu mai mult de 150 mm) și de expunerea unui unghi de 45 de grade în direcția radiației. Tactica corectă a imaginilor selectate va oferi o hartă informativă și precisă cu defecte ale produsului problematic.
Decodarea imaginilor radiografice
Vizualizarea imaginilor este organizată într-o cameră întunecată după ce s-au uscat folosind iluminator-negatoscopuri, care vă permit să reglați luminozitatea și parametrii câmpului iluminat. În acest caz, cerințele speciale sunt acordate cu privire la calitatea materialelor:
- Nu există dungi, pete, deteriorare și contaminare pe suprafața stratului de emulsie. Orice lucru care face dificilă decriptarea nu trebuie să fie prezentat în imagine.
- Pe lângă contururile defectelor, marcajele, marcajele și liniile structurale de delimitare, dacă este cazul, trebuie reflectate.
- Densitatea optică a plăcii grafice generate în timpul controlului de calitate a îmbinărilor sudate în zona de lângă cusătura trebuie să fie de cel puțin 1,5.
Prelucrarea imaginilor poate fi efectuată și pe echipamentul computerizat de scanare cu generarea de modele cu defecte. În acest caz, precizia determinării locației și a mărimii pagubelor din structură crește.
Separarea tipurilor de îmbinări sudate în funcție de rezultatele controlului
Conform rezultatelor datelor din imagini, fiecărei cusături i se atribuie o anumită clasă, în funcție de dimensiunea defectului. În conformitate cu cerințele de reglementare, clasificarea se bazează pe dimensiuni de pori, precum și includeri de oxid, zgură și tungsten. De exemplu, cu o grosime a produsului de până la 3 mm, se presupune că se împarte în tipuri de îmbinări sudate, în funcție de lungimea totală a defectului - de la 3 la 10 mm. Dacă vorbim despre piese cu o grosime de 200-400 mm, atunci intervalul de clasificare pentru același parametru va varia de la 10 la 90 mm. Din nou, dacă lungimea radiogramei este mai mică de 100 mm, atunci datele calculate asupra mărimii incluziunilor individuale și a porilor sunt reduse proporțional cu dimensiunea imaginii. Mai mult, lungimea clusterelor în conformitate cu cerințele nu trebuie să depășească 1,5 în raport cu lungimile maxime admise pentru porii și întreruperile individuale.
După procesarea materialelor de control radiografic, se întocmește un act special, care indică datele despre produs și defectele pe care le conține.În primul rând, caracteristicile piesei sau structurii sunt descrise cu indicarea unor standarde și zone marcate anterior. Inspecția radiografică a îmbinărilor sudate poate include date privind capacitatea, grosimea produsului și alți indicatori tehnici și structurali. În ceea ce privește informațiile despre defecte, întreaga listă de informații obținute ca urmare a decodării imaginilor radiografice este introdusă în coloane speciale.
Măsuri de siguranță radiografice
Cel mai mare pericol la efectuarea unei scanări radiografice este cauzat de gazele eliberate de radiațiile gamma. Pentru început, merită să subliniem importanța condițiilor de control care trebuie să îndeplinească cerințele pentru utilizarea surselor radioactive. Echipamentul electric utilizat trebuie să fie în stare bună și, dacă este posibil, testat imediat înainte de analiza îmbinării sudate. Radiografia industrială este supusă unor cerințe sporite în ceea ce privește asigurarea siguranței electrice. Acest lucru se aplică situațiilor de utilizare a dispozitivelor staționare puternice, care sunt conectate la rețele de alimentare trifazate. Fără eșec, în infrastructură sunt introduse mijloace de stabilizare a tensiunii și unități de protecție la scurtcircuit.
Pro și contra controalelor de monitorizare radiografică
Radiografia oferă posibilități destul de largi de detectare defectuoasă a sudurilor, permițând cu o precizie ridicată și comoditate analizarea celor mai mici defecte ale structurii structurilor metalice. Imaginile cu imagini de radiografie sunt cât mai aproape de optică, astfel încât acestea pot fi analizate nu numai de detectoarele de defecte, ci și de sudorii înșiși. Pentru a interpreta rezultatele, sunt emise atlase speciale cu clasificări, conform cărora puteți da cu ușurință o evaluare rapidă a defectelor. În ceea ce privește dezavantajele inspecției radiografice a îmbinărilor sudate, acestea includ sensibilitatea la detectarea întreruperilor plane și fiabilității scăzute la scanarea imperfecțiunilor și fisurilor. La aceasta putem adăuga prezența radiațiilor și costuri financiare ridicate asociate cu utilizarea de echipamente sofisticate în aproape toate etapele controlului.
concluzie
În prezent, radiografia este, deși nu este cea mai atractivă din punct de vedere al avantajelor operaționale, ci un mod foarte convenabil și eficient de testare nedistructivă a sudurilor. Este suficient să spunem că, în sectorul energetic, controlul radiografic al îmbinărilor sudate ale conductelor ocupă aproximativ 30% din toate cazurile de analiză a liniilor de trunchi pentru detectarea defectelor. Cea mai apropiată concurență de această metodă este testarea cu ultrasunete. Cu toate acestea, factori precum nevoia de modernizare tehnologică a întreprinderilor cu înlocuirea echipamentelor scumpe și capacitățile limitate de scanare ale ultrasunetelor împiedică încă aglomerarea completă a radiografiei. Prin urmare, în unele zone, monitorizarea radiografică rămâne indispensabilă.