Семенов А.П. Конспект лекций. Радиационная дефектоскопия промышленных изделий

Подождите немного. Документ загружается.

•

антивуалирующие;

•

консервирующие.

серебра,

становятся

способными

проявлению.

Такие

центры

светочувстви

тельности

превращаются

центры

проявления.

Таким

образом,

сущность

проявления

заключается

следующем

ре

зультате

взаимодействия

проявляющих

веществ

зернами

AgBr

образуется

ме

таллическое

серебро

AgBr

проявляющее

вещество

= Ag +

НВг

продукт

окисления

Металлическое

серебро

образовавшееся

кристалле

под

действием

ио-

;,;.

низирующего

излучения,

служит

катализатором

реакции

восстановления

Ag.

Чем

больше

время

экспозиции,

тем

больше

металлического

серебра

обра

зуется

каждом

кристалле

тем

быстрее

такие

кристаллы

проявляются.

Проявитель

состоит

из

4-х

групп

веществ:

•

проявляющие;

•

ускоряющие;

Состав

проявителя:

Гидрохинон

Относится

проявляющей

группе

веществ.

Проявляет

медленно,

однако

дает

хорошую

проработку

всей

толщины

эмульсии,

что

обеспечивает

кон-

трастность

снимков.

Метол

Также

относится

проявляющей

группе.

Проявляет

быстро

но

основном

поверхностные

слои

эмульсии,

что

слабо

увеличивает

контрастность

изо

бражения.

Реакция

восстановления

протекает

крайне

медленно.

Щелочи

поташ,

едкий

натрий,

калий,

сода

Относятся

ускоряющей

группе

веществ.

Щелочь

способствует

размягче

нию

эмульсии

ускоряет

проникновение

проявителя

глубинные

слои,

кроме

того,

щелочь

взаимодействует

НВг,

образуя

NaBr:

2НВг

+ Na

2СО

3 = 2NaBr +

2СО

Уменьшение

количества

НВг

способствует

ускорению

лроявления,

однако

проявлению

подвергаются

неэкслонированные

зерна

AgBr,

что

при

водит

,,"

появлению

вуали.

Бромистый

калий

(КВг)

Относится

антивуалирующей

группе

веществ.

КВг

несколько

замедляет

скорость

лроявления,

но

скорость

лроявления

неэкслонированных

зерен

замедляется

во

много

раз

больше,

чем

экспонированных

Сульфид

натрия

Относится

консервирующей

группе

веществ.

Поскольку

метол

гидро

хинон

достаточно

быстро

окисляются,

причем

щелочи

во

много

раз

уско

ряют

этот

процесс,

то,

наряду

быстрой

порчей

I.Iроявителя,

продукты

окисления,

имеющие

коричневый

цвет,

окрашивают

пленку,

значительно

снижая

ее

контрастность.

Для

предотвращения

этого

добавляют

сульфид

натрия,

консервирующее

действие

которого

обусловлено

тем,

что

он

легко

соединяется

кислородом,

что

предохраняет от

окисления

проявляющее

вещество.

этой

же

целью

для

проявителя

следует

при

менять

чистую

ки

пяченую

или

дистиллированную

воду.

Свежий

проявитель

обладает

повышенной

вуалирующей

способностью,

поэтому

перед

использованием

его

необходимо

выдержать

течение

часов

при

комнатной

температуре

изменением

температуры

активность

проявите

ля

изменяется.

Наилучшее

качество

проявления

достигается

при

температуре

проявителя

...

Ос.

При

проявлении

следует

строго

следить

за:

температурой

проявителя;

временем

проявления;

концентрацией

проявителя

Активность

проявителя

ухудшается

по

мере

проявления

нем

пленок,

что

объясняется

окислением

проявляющего

вещества

увеличением

содержа

ния

проявителе

НВг

Проявлять

одном

литре проявителя более

1,4

пленки

нецелесообразно.

Активность

проявителя

может

быть

восстановлена

добавлением

свежей

порции

проявителя;

использованием

специального

восстанавливающего

раствора,

который

входит

проявляющее

вещество,

КВг

отсутствует

5.6.2.

Промежуточная

nромывка

После

окончания

процедуры

проявки,

необходимо

приостановить

дейст

вие проявителя,

содержащегося

эмульсионном

слое

р/пленки.

Это

достигается

помощью:

продолжительной

промывки

пленки

чистой

проточной

воде;

кислой

стоп-ванны

(1%

раствор

уксусной

кислоты

или

2,5%

раствор

би

сульфида

натрия).

Если

пропустить

операцию

промежуточной

промывки,

то

проявлениебу

дет продолжаться

некоторое

время

фиксаже

что

приводит

появлению

на

снимке

полос

5.6.3.

Фиксирование

После

операции

проявления

эмульсионном

слое

р/гшеики

ос

тается о т

40%

до

75%

невосстановленного

AgBr.

Основной

целью

фиксирования

является

удаление

невосстановпенного

AgBr

из

эмульсионного

слоя

р/ппенки.

Другой

важной

функцией

фиксирования

является

дубление

жела

тинового

слоя,

что

110-

звопяет

сушить

пленки

теплым

воздухом,

Растворение

AgBr

происходит

две стадии

а)

Просветиение.

результате

взаимодействия

AgB,.

гипссульфитом

об



разуется

нервстворимая

воде

прозрачная

соль

серноватистое

серебро.

Если

прекратить

фиксирование,

то

соль

останется

эмульсии,

разлагаясь

со

време

нем

на

сернистое

серебро,

имеющее

бурый

цвет,

серную

кислоту

результате

со

временем

на

снимке

образуются

пятна,

кислота

унич

тожает

изображение,

причем

восстановить

такой

снимок

невозможно

б)

При

дальнейшем

фиксировании

нерастворимое

серноватистое

серебро

взаимодействует

гипосуяьфитом,

результате

чего

попучается

не

устойчивая

комплексная

соль,

которая

разлагается

на

свету

хорошо

растворяется

воде.

Признаки

непригодности

фиксажа

увеличение

времени

просветпения

1,5...2

раза

(норма

2...3

минуты)

;

выпадение

серы;

потемнение

раствора

(пленки

окрашиваются

коричневый

цвет);

пена

на

поверхности

фиксажа.

Для

проверки

фиксажа

на

серу

необходимо

взять

пробу

со

дна

бака

по



местить

пробирку

Бледно-желтый

осадок

серы

хорошо

виден

на

фоне

черно



го

листа

бумаги,

наличие

даже

следов

серы

недопустимо.

5.6.4.

Окончательиая

нромывка

СУ"ll<а

пленки

Окончательная

промывка

сушка

пленки

завершают

процесс

фотообра

ботки

снимка.

Для

удаления

продуктов

проявления

фиксирования

пленку

не-

обходимо

тщательно

промыть,

противном

случае

пленка

выцветает

серии

стое

серебро

кислота

уничтожают

изображение.

Время

промывки

проточной

воде

должно

быть

не

менее

30 MIIII.

Для

со

кращения

времени

сушкиприменяются

сушильные

шкафы

5.7.

Оборудовапие

для

фотообработкп

пленки

Наиболее

раСIIJЮСТрШlеllllЫМ

методом

обработки

является

так

на

зывяе

мы"

«танковый»

метод,

когда

все

жидкости

включая

воду,

заливаются

специ

апьные

баки

танки,

глубина

которых

выбирается

расчетом

IЮДПСIJJIIВШIIIЯ

IIJIСIIЮI

вертикальном

положении.

достоинствам

этого

метода

можно

отнести

следующие

факты

пл

енка

омывается

растворами

обеих

сторон,

экономится

время

оператора,

легко

од



держивается

постоянная

температура.

Для

обработки

пленки

также

применяют

автоматическое

оборудование

Важнейшим

требованием

обращении

плепкой

является

соблюдение

чистоты.

Посуда,

оборудование

прочие

приспособпения

должны

быть

чисты

ми

употребляться

только

по

назначению

Емкости

перед

заливкой

растворов

необходимо

тщательно

вымыть

IЮМОЩЫО

щетки

Все

оборудование

должно

быть

выполнено

из

нержавеющей

стали

111111

пластика.

5.8.

Ошибки

111'11

фотообработке

пленки

Ошибк«

111'"

фотообрабогке

111""111113

Оlllllбок

,1.

Однородна

серая

вуаль

большой

срок

хранения

пленки;

засветка

при

проявленпи

плснка

выпимаиась

IIРШIIIIIIСJlЯ

Мраморная

серая

вуаль

более

чем

113

О,5

мин;

плитеяьпое

проявнепи

;

недостаточное

фиксирование

темпо-зеленпая

отраженном,

красная

про

хо

дя-

Двухцветпая

вуаль

щем

свете

загрязпение

проявигеля

фпксажом

JIII

пелостаточная

промсжуточная

промыпкп

Светлыс

иолосы

ипи

пятна

Загрязнение

экранов,

их

повреждепие

IIJlJI

попада-

IIIIC

фиксажа

113

плепку

до

ее

проявления

Ссгспилиос

строение

пзображсния

различная

гсмперагура

обрабатывающих

растворов

...

....

Источники

ионизирующего

излучения

6.1.

Радиопуклидпые

источники

6.1.1.

Связь

дефектоскопических

радиационных

характеристик

----

-----

-_._---

---

Дефектоскопические

характеристики

Радиационные

характеристики

ув

ств

тен

ьио

сть

(

nг.

)

- - - - -

----

-- -

р ги

(Е)

(выявляемость

дефектов

)

,','

"" _••

<.-:--

Рали

ациоппый

выход

(J)

...

"---;

. - -

р о

извод

ител

посг

(Л

)

---

;

....: -:

':.

Перпо

п оп ураспа

да

( 1'/ ])

Толщипа

об

ъе

та

(с))

---- "

Фокусн

ое

IIЯПЮ

L •

-l-

6.1.2.

Кла

сификация

раднонуклидных

нспючников

110

энер

гии

сточники

жесткого

зиучения

> 1-

МэН

БОс

(

= 1,25

эl3)

;

ИСТО'ШИ

КИ

средн

ей

энергии

0,3 <

< 0,7

МэВ

1921J'

(Е

= 0,42

МэВ),

I31

(Е

= 0,66

МэВ);

Источники

МЯГКО[

'О

изиучения

< 0,3

МэВ

"з«

(

= 0,27

Мэ13)

(Е

=0,084

МэБ).

Радио-

фф,

росвечи

ваемая

1'1/2

мм.

толщин

а,

мм.

нуклид

!НэП

17U-

f l1l 129

дней

084

2/2

5/5

917

1... 2U 3...

"Se

120

дней

0,27 5/6 7,5/7 11,5/11 5... 20 20... 20U

"lr

74,4

ДIIЯ

0,42

U,51O,5

1/1 1,5/1

,52/23/34/46/6

5...80

40...

5О

I'·CS

го

да

0,66 3/3 5/5 6/6 10/11

18118

23/23 10... 120

50... 350

5,25

1,25

111

2/2 4/4 5/5 6/6 717 15/15

... 200 2

...500

6.1.3.

Оl1lеЧf!~Щf!~!lIlые

гаммадефектоскопы

дефектоскопии

радионуклицпые

источники

применяются

только

слу

чае,

когда

110

техническим

или

экономическим

причинам

применевне

рентге-

~их

аппаратов

неценесообразно

или

вообще

невозможно

Для

хранения

транспортировки,

радиационной

защиты

радиационные

источники

помещают

гамма-дефектоскоп,

который

состоит

113

источника

излучения;

защитной

радиационной

головки

(контейнера),

служащей

для

перекрьпия

излучения

радИШIУ,КJШДНОГО

источника

снижения

МЭД

дО

допустимого

уровня;

встроенных

или

сменных

коллиматоров,

обеспечивающих

измеиение

разме

ров

пространствеиной

ориентации

рабочего

пучка

излучения

;

пульта

управления

выпуском

перекрытнем

рабочего

пучка,

комплект

гамма-дефектоскопа

входит

также

вспомо

гательное

оборудо

вание

принадлежности,

транспортировочные

тележкн,

штативы

для

креппе

ния

радиационной

головк"

коlIтейii

еры

для

безоiiаСIЮЙ

тра

iCiiорТllрОЩШ

пе

резарядки

источников

излучения.

Источник

излучения

представляе

собой герметично

закрыт

ую

ампулу

113

коррозионно-стойкой

стали

Гамма-дефектоскопы

классифицируют

по

следующим

признакам:

условия

использования

(переносные

передвижные,

стационарные);

степень

коллимации

рабочего

пучка

(для

фронтального

напорамного

универсального

просвечивания);

конструктивному

исполнению

(за

творного

типа

IIJ111

шланговые)

Наибольшее

распространение

промышленности

получили

универсапь

ные

шланговые

дефектоскопы

типа

ГАММА-РИД

192/120, 60/40, 170/400.

маркировке

дефектоскопов

цифрами

обозначают

массовое

число

радионуклида

его

радиоактивность

Кюри,

на

которую

расчитана

защита

рабочего

копгей

нера

дефектоскопа

(например

«192/120»

означает,

что

защита

рабочего

конгей-

- ,

нера

рассчитана

на

излучение

радионуклида

19211"

активностыо

120

Кюри).

подобных

гамма-дефектоскопах

источники

излучения

перемешаются

из

защи

тного

контейнера

коплимируюшую

головку

по

шлангу

ампулопровоцу

на

расстояние

5-12

метров

(ампуио-провоц

может

быть

гибким

или

жестким),

Гибкий

ампулопровод

используют

для

просвечивания

изделий

трудно

доступными

участками.

помощью

гамма-дефектоскопов

можно

проводить

фронтальное

просвечиванне

без

вывода

источника изпучения

IIЗ

рацнационпой

- ;

..,.. .:

.:.

головки.

Используя

сменные

коллимирующие

головки

можно

получать

пучки

излучения

различной

формы

конические,

кольцевые,

пирамидальные.

Гамма-дефектоскопы

используют

основном

нестационарных

условиях

при

отсугствии

источников

питания

контроле

труднодоступных

мест.

6.2.

Рентгейовские

аппараты

Рентгеновские

аппараты

общем

случае

состоят

из

следующих

основных

элементов

рентгеновская

трубка;

источник

высокого

напряжения;

контрольная

аппаратура

Аппаратура

управления

•

автотрансформатор;

-250

•

выключатели

;

•

контакторы

•

репе

времени

;

•

нзмеритель

ные

приборы

Высоковольтная

часть

•

вlo

трансформатор;

•

трансформатор

накала

;

•

выпр

ямитель

;

•

выключатели

Достоинства

рентгеновских

аппаратов:

более

чем

100

раз

превосходят у-источники

по

интенсивности;

имеется

возможность

регулировки

напряжения

тока;

интенсивность

излучения

практически

не изменяется

со

временем

Недостатки:

необходимость

источнике

электропитания

требуется

охлаждение;

более

сложная

конструкция

обслуживание.

6.2.1.

Рентгеновские

трубки

Принцип

работы

рентгеновской

трубки

СМ.п.

2.1.

Долю

кинетической

энергии,

преобразованной

излучение,

можно

запи

сать

как:

1]=

1,4·10-7

-ги

где

Z -

порядковый

номер

материала

анода

рентгеновской

трубки

таблице

Менделеева;

U-

напряжение

на

электродах

рентгеновской

трубки.

-:'

..· . _ .

U < 100

кв

0,1

...

0,7%

100

кв

...

10 %

U=2

МэВ

10%

МэВ

50%

Для

охлаждения

анода

возможно

применение

следующих

способов:

использование

воды,

масла,

газа;

вращение

анода

(при

n = 2500

об/мин

мощность

трубки

увеличивается

прак

тически

на

порядок).

Материал

мишени

анода

должен

отвечать

следующим

требованиям:

высокое

материала;

высокая

точка

плавления;

высокая

теплопроводность

мишени;

низкое

давление

паров

(малая

испаряемость

анода).

Высокое

материала

мишени

анода

обеспечивает

высокое

кпд (1])

излу

чения;

высокая

температура

плавления

теплопроводность

обеспечивают

по

лучение

максимальной

энергии

излучения

для

данного

размера

фокусного

пят

на.

Низкое

давление

паров

уменьшает

количество

металла,

которое

улетучива

ется

из

мишени

оседает

на

стенках

рентгеновской

трубки.

Достаточно

хорошо

вышеперечисленным

требованиям

соответству*

мишени,

выполненные

из

вольфрама.

Для

резкости

рентгеновского

изображения

фокусное

пятно

рентгеновской

трубки

должно

быть

как

можно

меньше,

что

достигается

выбором

оптимальных

форм

размеров

относительного

положения

нити

катода

фокусирующего

устройства

также

выбором

формы

относительного

положения

анода.

Для

получения

панорамного

выхода

рентгеновского

излучения

изготав-

ливают

трубки

вынесенным

анодом.

Такой

анод

заземляется,

высокое

на-

пряжение

отрицательной

полярности

подают

на

катод.

Подобные

устройства

удобны

при

просвечивании

кольцевых

швов

Технические

радиационные

характеристики

рентгеновских

трубок

Лучевая

отдача

мощность

дозы

рентгеновского

излучения,

создавае

мая

на

расстоянии

от

анода

при

анодном

токе

мА

напряжении

на

элек

тродах

трубки

кВ.

Электрические

характеристики

i.,

мА

;

3,8

---

-3,4

"'------------;~u,

кв

Спектральный

состав

излучения

= consl

i.=

const

L-.-'----''--

----.

Л.

;;

:J:

IIl

> i

i"1

!Е

::s:

Л.

Лq,.

Лq,.,

увеличением

тока

трубки

при

постоянном

напряжении

увеличивается

интенсивность

излучения

без

изменения

спектра

Изменение

ускоряющего

на

пряжения

при

заданном

токе

анода

изменяет

спектр

излучения

со

смещением

максимума

сторону

коротких

волн.

Оптические

характеристики

определяются

формой

размером

опти

ческого

фокуса

рентгеновской

трубки

6.2.2.

Высоковольтная

часть

р/аппарата

Высоковольтная

часть

рентгеновского

аппарата

представляет

собой

вы

соковольтный

генератор,

преобразующий

напряжение

сети

питания

высокое

напряжение,

необходимое

для

работы

рентгеновской

трубки.

состав

в/в

гене

ратора

входят

высоковольтный

трансформатор;

преобразователи

переменного

тока

постоянный;

конденсаторы

фильтрации

умножения

напряжения;

трансформатор

накала;

выключатели,

защитные

устройства.

Высоковольтный

трансформатор

должен

иметь

малый

вес

размеры,

на

дежную

электрическую

изоляцию,

необходимую

глубину

регулировки

напря

жения,

также

обеспечивать

стабильную

работу

р/трубки.

малогабаритных,

i"1'"

= 2· icp

uраб

И,кВ

i,M~

портативных

переносных

р/аппаратах

р/трубку

в/в

трансформатор

помеща

ют

общий

кожух

(блок-трансформатор).

Если

р/трубка

в/в

трансформатор

разнесены,

то

высокое

напряжение

на

трубку

подают

по

кабелю,

имеющему

заземленную

оболочку.

установках

блок-трансформатором

выпрямление

напряжения

осуществляется

самой

р/трубкой,

при

этом

р/трубка

подключа

ется

трансформатору

напрямую.

Кри

вая

тока

первом

полупериоде

имеет

форму,

близкую

трапеции,

то

есть

существует

участок

постоянного

тока,

когда

р/трубка

работает

при

токе

насы

щения.

Поскольку

на

трансформаторе

происходит

падение

напряжения,

то

ра

бочая

реальная

кривая

напряжения

проходит

ниже,

чем

идеальная

кривая.

Иногда,

при

длительной

нагрузке

анод

р/трубки

может

эммитировать

электроны,

что

при

водит

пробою

трубки.

стационарных

установках

приме

няют

специальные

схемы

выпрямления

напряжения,

позволяющие

увеличить

выходную

мощность,

при

этом

нагрузка

на

фокусное

пятнор/трубкиболее

рав-

кенотрон

а) б)

номерна

этих

схемах

рентгеновскую

трубку

подключают

вторичной

об

мотке

высоковольтного

трансформатора

через

кенотрон

(рис.

а)

или

через

два

кенотрона

схеме

заземленной

средней точкой

(рис.

6).

Генерирование

рент

геновского

излучения

возникает

течении

положительного

полупериода

на

пряжения

на

аноде

р/трубки.

Схема

удвоением

напряжения

позволяет

получить

напряжение

два

раза

выше,

чем

напряжение

во

вторичной

обмотке

высоковольтного

трансфор

матора.

Во

время

отрицательного

полупериода

емкости

с2

заряжаются

через

кенотрон

до

максимального

напряжения.

Во

время

положительного

по-