Семенов А.П. Конспект лекций. Радиационная дефектоскопия промышленных изделий
Подождите немного. Документ загружается.
29
4.2.1.
Энергетический
спектр
излучения
Энергетический
спектр
излучения
определяет
проникающую
способность
ионизирующего
излучения
и
выявляемость
дефектов
.
J
J
-j.1·o
=
·е
о
j.1
=
j(E,Z
,р,о)
4.2.2.
Мощность
экспозиционной
дозы
(МЗД)
Мощность
экспозиционной
дозы
определяет
производительность
контро
ля,
а
также
требования
ТБ.
4.2.3.
Плотность,
атомный
номер
и
толщина
поглотителя
Эти
параметры
определяют
необходимую
мэд
и
энергию
излучения,
от
которых
зависит
и
выявляемость
дефектов,
и
производительность
контроля.
4.2.4.
Линейный
коэффициент
ослабления
Jl
Линейный
коэффициент
ослабления
1.1.
определяет
выявляемость
дефек-
тов.
I-l
=
j(E,Z
,р,о)
4.2.5
Дозовый
фактор
накопления
В
}о
в
=
cp(E,Z,p,o)
Дозовый
фактор накопления
характеризует
рассеянное
излучение
погло
тителя
и
оказывает
заметное
влияние
на
выявляемость
дефектов.
J
B=l+~~l
J
n
р
я
м
30
4.2.6.
Обратное
рассеяние
Обратное
рассеяние
возникает
при
многократном
рассеивании
квантов
рентгеновского
или
у-излучения
в
поглотитепе,
расположенном
за
объектом
контроля.
С
увеличением
Z
отражающей
среды
,
количество
обратно
о
тражен
ного
излучения
уменьшается
пропорционально
Z2
и
возрастает
с
увеличением
угла
падения.
Именно
поэтому
не
следует
располагать
просвечиваемый
объект
на
основаниях
из
легких
материалов.
4.2.7.
Абсолютная
чувствительность
Абсолютная
чувствительность
определяется
лучевым
размером
в
направ
лении
просвечивания
минимального
эталонного
дефекта
(провопочки,
канавки,
отверстия)
,
выявляемого
на
снимке
.
Другими
словами)это
минимальная
глуби
на
канавки
канавочного
эталона
,
минимальный
диаметр
проволочки
проволоч
ного
эталона,
минимальный
диаметр
отверстия,
видимые
на
снимке.
4.2.8.
Относительная
чувствительность
Относительная
чувствительность
определяется
отношением
абсолютной
чувствительности
к
толщине
просвечиваемого
материала
и
выражаетс
я в
про
центах.
К
=
К
а Б
С
']000
/
отн
д
10
К
=
2,з
·4Цm
iп·
В
.1000/
оmн
~
10
и-у-о
где
4дm;n
-
минимальная
разность
плотностей
почернения
участков
снимка
,
различаемая
глазом
в
конкретных
условиях
;
В-дозовый
фактор
накопления,В
=cp(E
,Z
,
р
,
б
)
;
р-
линейный
коэффициент
ослабления.д
=
j(E,Z
,р,б);
. 8 -
толщина
просвечиваемого
материала
,
r-
коэффициент
контрастности
р/пленки
.
31
4дmin
определяется
рядом
факторов
:
зрением
оператора,
яркостью
нега
тоскопа,
условиями
расшифровки
снимков,
размером
и
формой
дефекта.
Глаз
наиболее
чувствителен
при
яркости
30
Кд!м
2
И
расстоянии
от
глаз
до
экрана
25
см
.
При
таких
условиях
4дmin
= 0,006... 0,02.
4.2.9.
Геометрическая
нерезкость
н
неточечный
источник
излучения
Из
подобия
треугольников
следует:
F
Ь'
-=-,
g
н
откуда
геометрическую
нерезкость
изображения
можно
выразить
как:
ь
где
0 -
фокус
источника
излучения;
F -
фокусное
расстояние;
о
-
толщина
просечиваемого
материала.
Ь
-
расстояние от
проверяемого
объекта
до
радиографической
пленки.
4.2.10.
Общая
нерезкость
изображения
{ф-ла
Классенса)
где
Н-геометрическая
нерезкость
изображения;
И
д
ll
Н
-
динамическая
нерезкостъ;
И
э
кр
-
нерезкосгь
изображения,
обусловленная
наличием
экранов;
Иnлен
-
собственная
нерезкость
р/пленки
.
Выявляем
ость
дефектов
и
производительность
контроля
определяется
суммарным
воздействием
перечисленных
факторов
.
32
5.
Средства
и
техника
радиографии
5.1.
Радиографическая
пленка
и
ее
строение
Радиографическая
пленка
состоит
из
следующих
слоев:
•
подложка
-
основание
пленки
,
представляющее
собой
тонкую
,
прозрачную
и
гибкую
пластмассу
;
•
подслой
-
тонкий
слой
специального
клея
,
нанесенный
с
обеих
сторон
под
ложки
и
улучшающий
соединение
эмульсионных
слоев
с
г
л
ад
к о й
подлож
кой;
•
св
еточувствит
е
льные
эмульсионные
слои
-
слои,
состоящие
из
кристаллов
AgBr
и
частично
AgJ,
равномерно
распределенных
в
желатине,
и
нанесенные
на
подслой
после
его
высыхания;
•
защитный
слой
-
тонкий
слой
желатина
,
предохраняющий
эмульсионные
слои
от
механических
повреждений.
5.2.
Классификация
радиографических
пленок
Пленки
для
промышленной
радиографии
разделены
на
4
класса:
1
класс
(РТ-5;
PT-I5) -
особо
мелкозернистая,
высококонтрастная,
безэкранная
пленка
,
позволяющая
получать
наилучшее
качество
изображения
,
как
с
использованием
металлических
эк
ранов,
так и
без
них;
II
класс
(РТ-4м;
РТ-3)
-
мелкозернистая,
высококонтрастная,
безэкранная
плен-
.
ка
;
более
чувствительная
к
излучению,
чем
пленка
1
класса;
используется
как
со
свинцовыми
экранами,
так
и
без
них;
III
класс
(PT-I)
безэкранная
пленка,
наиболее
чувствительная
к
излу
чению;
при
меняется
как
с
металлическими
экранами,
так
и
без
них
.
IV
класс
(РТ-2;
PM-l)
-
высокочувствительная
экранная
пленка,
обладающая
наибольшей
чувствительностью
к
излучению
и
высо
кой
контрастностью
при
использовании
флюоресци
рующих
экранов.
-:.
-
33
производительность,
чувствительность
к
излучению
1
11
111
IV
выявляемость
мелких
дефектов
Пленка,
которая
в
одинаковых
условиях
съемки
и
проявления
приобрета
етбольшую
плотность
потемнения,
является
более
чувствительной
к
излуче
нию.
При
выборе
пленки
следует
исходить
из
конкретных
требований:
•
если
решающим
фактором
является
высокое
качество
снимка,
обеспечиваю
щее
более
надежное
выявление
дефектов
минимальных
размеров,
то
следует
выбирать
пленку
менее
чувствительную
к
излучению
(более
мелкозернистую
пленку)
;
•
если
решающим
фактором
является
уменьшение
времени
экспозиции,
то
следует
выбира
ть
пленку
более
чувствительную
к
излучению
.
5.3.
Характеристическая
кривая
радиографической
пленки
5.3.1.
Оптическая
плотность
почернения
Использование
радиографических
пленок
в
качестве
детекторов
рентге
новского
и
у-излучения
основано
на
фотохимическом
действии
этих
излучений
.
Оптическая
плотность
почернения
-
величина,
характеризующая
непро
зрачность
негатива,
численно
равная
десятичному
логарифму
отношения
ин
тенсивности
светового
потока,
падающего
на
негатив
(io),
к
интенсивности
све
тового
потока,
прошедшего
через
негатив
И,
и
измеряемая
с
помощью
микро
фотометра или
денситометра.
Оптическая
плотность
почернения
негатива
зависист
от
интенсивности
излучения
(J),
времени
экспозиции
(tэксn),
длины
волны
(А)
и
фактора
проявле
ния
(о).
(
.)
l
;0
д
о n
m
=
19
l;
Д
опт
= f (J ,t
эксп
,А,
В
)
~
34
5.3.2.
Закон
взаимозаменяемости
Произведение
интенсивности
излучения
(J)
на
время
экспозиции
(t
ж
с
n)
есть
некоторая
постоянная
величина.
з
« =const
эксn
5.3.3.
Характеристическая
кривая
радиографической
пленки
доПТ
о
Е
"
~
.
Д.+О,85
д.
Х
В
Х
о
,85
Х
С
АВ
-
область
недодержек
ВС
-
область
нормальных
э
к с
п
о
з
и
ц
и й
СО -
область
передержек
О
Е
-
область
насыщения
EF -
область
соляризации
Ig(J·t,.cn)
.(.
Радиографическая
пленка
обладает
некоторой
первоначапьной
вуальной
плотностью
почернения
да
= 0,1...0,3
еще
до
экспозиции,
что
объясняется
из
вестной
непрозрачностью
подложки,
а
также
способностью
некоторого
числа
зерен
AgBr
проявляется
без
воздействия
на
них
излучения
.
.
2..Коэффициент
контрастности
р/пленки
(уу
определяется
углом
наклона
участка
нормальных
экспозиций
(ве)
к
оси
абсцисс
и
равен
тангенсу
этого
уг
ла.
35
~
.Чувствительностъ
пленки
к
излучению
(SO,8S)
равна
обратной
величине
экспозиционной
дозы,
при
которой
плотность
почернения
на
0,85
превышает
первоначапьную
вуальную
плотность
почернения
пленки
ДН.
s =
_1
_ [p-I]
0,85
Х
0,85
...
".
Широта
пленки
определяет
интервал
экспозиций,
ограниченный
точками
начала
(Х
В
)
и
конца
(Х
С
)
прямолинейного
участка
характеристической
кривой
,
то
есть
определяет
максимальный
диапазон
толщин
объекта,
который
можно
радиографировать
на
одну
пленку
за
одну
экспозицию,
не
выходя
за
пределы
рабочего
у
ч
а
ст
ка
характеристической
кривой
.
PT-l
РТ-
5
у
3
4
SO
,85
30
4
Класс
пленки
Характеристики
1
11
111
IV
Коэффициент
контрастности
пленки
больше
.....
меньше
8ыявляемость мелких
дефектов
больше
.....
меньше
Ч
увствительность
пленки
к
излучению
SO,8S
меньше
.....
бо
льше
Зернистость
меньше
.....
больше
Широта
пленки
меньше
.....
больше
Производительность
меньше
.....
бо
льше
Просвечиваемый
диапазон
топшин
меньше
.....
больше
36
5.4.
Характеристики
радиографического
снимка
5.4.1.
Чувствительность
радиографического
снимка
Чувствительностью
радиографического
снимка
называют
лучевую
про
тяженность
в
направлении
просвечивания
минимального
эталонного
дефекта
,
вид
имого
на
снимке.
Другими
словами
это
минимальная
глубина
канавки
кана-
)
вочного
эталона,
минимальный
диаметр
проволочки
проволочного
эталона
,
минимальный
диам~тр
отверстия,
видимый
на
снимке
,
выраженные
либо
в
мм.
(абсолютная
чувствительность),
либо
в
%
(относительная
чувствительность).
к
=
2
,з·дДm
iП
·
В
.1000/
оmн
~
7
о
и-у-о
н=g
·(д+Ь)
F
Чувствительность
снимка
зависи
т
от
целого
ряда
факторов:
энергии
первичного
излучения
;
рассеянного
излучения
;
плотности
и
толщины
просвечиваемого
материала
;
формы
и
места
расположения
просвечиваемого
дефекта;
геометрии
просвечивания;
контрастности
и
плотности
почернения
снимка;
сорта
и
качества
пленки
.
Условия
получения
четких
снимков:
фокус
источника
излучения
должен
быть
как
можно
меньше;
фокусное
расстояние
должно
быть
как
можно
большим;
пленка
должна
располагаться
как
можно
ближе
к
исследуемому
объекту;
размер
поля
облучения
должен
быть
минимально
возможным.
5.4.2.
Контрастность
снимка
Контрастность
снимка
-
разница
в
почернении
наиболее
темного
и
наиболее
светлого
участков
изображения
контролируемой
детали.
Контрастность
снимка
тем
больше
,
чем
ниже
энергия
излучения.
Снимки
тонкостенных
объектов
из
легких
сплавов
всегда
имеют
хоро
шую
контрастность.
"
37
Применение
мягкого
излучения
требует
увеличения
времени
экспозиции,
поэтому
часто
уменьшая
контрастность
добиваются
приемлемого
времени
экс
позиции.
5.4.3.
Резкость
u
зернистость
Резкость
изображения
характеризуется
скачкообразным
переходом
от од
ной
плотности
почернения
к
другой
на
краю
изображения.
Чем
уже
переход
от
светлых
участков
к
темным
,
тем
больше
различаемость
контуров
,
тем
больше
резкость.
Резкий
снимок
определяется
хорошо
выделенными
очертаниями
(контуром)
просвечиваемого
объекта
и
дефектов
в
материале.
Зернистость
-
одна
из
причин
нерезкости
изображения.
Зернистость
объ
ясняется
неравномерным
распределением
проявленных
зерен
и
их
скоплением
в
эмульсии,
а
также
тем,
что
при
рассмотрении
пленки
на
негатоскопе
происхо
дит
наложение
изображения
зерен,
находящихся
на
различном
расстоянии
от
поверхности
пленки.
Величина
зернистости
изображения
во
много
раз
превы
шает
размер
кристаллов
AgBr,
входящих
в
эмульсию
.
Крупнозернистые
пленки
имеют
размер
зерна
не
более
нескольких
мкм,
в
то
время
как
зернистость
изображения
на
р/снимке
колеблется
от
0,1
до
2
мм
.
Более
чувствительные
к
излучению
пленки
имеют
всегда
большую
зерни
стость
.
С
увеличением
жесткости
излучения
зернистость
изображения
увеличи
вается,
поэтому
при
высоких
напряжениях
применяют
мелкозернистую
пленк
у.
5.5.
Факторы,
влияющие
на
чувствительность
радиографи
ческого
контроля
F{
!@.Е
.
~}.
}Ь
1::
:::::::::::::::].
r
к
=
2,з
·4дm
iri·
В
'1000/
отн
s: 10
Р'У'и
38
.1.
Фактор
источника
излучения
(Е.
е)
f.J
=
j(E,Z
,Р,б)
В
=
rp(E,Z
,р,б)
2.
Фактор
поглотителя
(р,
б,
z)
f.J
=
j(E,Z
,Р,б)
В
=
rp(E,Z
,Р
,б)
3.
Фактор
р/пленки
(у)
4.
Геометрический
фактор
(F,
Ь. б,
е)
5.
Человеческий
фактор
(4дmiп)
5.6.
Обработка
радиографических
снимков
От
условий
фотообработки
зависят
основные
характеристики
радиогра
фического
снимка
:
чувствительность,
контрастность,
зернистость,
оптическая
плотность
вуали
.
Процесс
фотообработки
включает
:
проявление;
промежуточную
промывку;
фиксирование;
окончательную
промывку
и
сушку
пленки
.
Фотообработку
пленки
производят
в
фотолаборатории
при
неактиничном
освещении
или
полной
темноте.
5.6.1.
Проявление
пленки
Проявление
пленки
представляет
собой
процесс
восстановленияэкспони
рованных
кристаллов
AgBr
в
металлическое
серебро.
Проявляются
в
первую
очередь
экспонированные
зерна
AgBr.
Однако, почти
в
каждом
необлученном
зерне
AgBr
имеется
малое
скопление
металлического
серебра,
которое
образу
ется
при
изготовлении
фотоэмульсии
и
являющееся
основой
для
образования
скрытого
изображения.
Подобное
скопление
металлического
серебра
называют
центрами
светочувствительности
.
Чем
больше
таких
центров,
тем
больше
чув
ствительность
пленки
к
излучению.
Под
действием
ионизирующего
излучения
происходит
разложение
зерен
AgBr
и,
вследствие
этого,
увеличение
количества
металлического
серебра
в
центрах
светочувствительности,
которые,
накопив
определенное
количество