Способ неразрушающего контроля размеров и/или состояния объекта и/или его части

 

Использование: средства и методы неразрушающего контроля. Сущность изобретения: объект и эталон облучают потоком ионизирующего излучения. Регистрируют плотность прошедших потоков и по характеристикам эталона определяют объемные параметры объекта. Далее, по наличию замкнутого контура зон, имеющих плотность прошедшего потока отличную от величины плотности окружающей части объекта, определяют наличие дефектов в объекте и их геометрические параметры.

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может быть использовано в сельском хозяйстве, машиностроении, приборостроении и т.п.

Известны способы неразрушающего контроля, включающие облучение объекта потоком ионизирующего излучения и регистрацию плотности интенсивности прошедшего через объект потока излучения [1, 2] Однако в данном случае имеется возможность только качественно оценить размер, например, толщину объекта или его состояние, например, наличие внутреннего уплотнения, поскольку обязательно иметь сравнение с эталоном.

Наиболее близким к предлагаемому является способ неразрушающего контроля размеров и/или состояния объекта и/или его части, включающий облучение объекта и по крайней мере одного эталона потоком ионизирующего излучения, регистрацию плотности интенсивности прошедшего через объект и эталон потока на заданной площади, сравнение для заданных точек или зон этой площади зарегистрированных величин плотностей интенсивностей от объекта и эталона и определение по результатам сравнения размеров и/или состояния объекта или его части [3] В соответствии с данным способом осуществляют радиографическую съемку, например, с помощью рентгеновского аппарата или посредством аппаратуры гамма излучения изотопов на радиографическую пленку, далее полученный снимок обрабатывают на негатоскопе и расшифровывают на наличие дефектов, контроля размеров и т. д. Таким образом, способ основывается на результатах визуального наблюдения, и качество расшифровки зависит от субъективных факторов, от остроты зрения оператора, возможности восприятия градаций черно-белого. Кроме того, данный способ имеет малую точность и не позволяет осуществить контроль внутреннего дефекта с получением данных о его геометрии по трем координатам в любом месте обработки. Этот же способ, применяемый с компьютером, обладает теми же недостатками относительно возможностей способа и его точности.

Целью изобретения является повышение точности контроля, расширение технологических возможностей за счет определения геометрии дефекта внутри объекта или его части, а также получение полнообъемной картины изменения плотности внутри объекта или его части.

Это достигается тем, что задают линейный шаг разрешения и на основании зарегистрированных величин плотностей интенсивности по крайней мере от одного эталона определяют соответствующий шаг этой плотности интенсивности, после чего на основании величины последнего определяют для заданных точек линейные размеры упомянутой части объекта по траектории потока ионизирующего излучения, при этом определяют линейные размеры на участке или участках, плотности потока интенсивности которых отличаются от плотности, зарегистрированной на участке объекта с известными постоянными на этом участке параметрами и/или свойствами и по наличию на этом участке или участках замкнутого контура других зон, имеющих отличную от последних зарегистрированную плотность потока интенсивности, определяют их линейные и объемные геометрические размеры.

Способ может быть осуществлен при использовании любого ионизирующего излучения, например, гамма или рентгеновского при использовании стандартных рентгеновских пленок или пластин, негатоскопа типа, например, НС-2М, рентгеновского аппарата, типа РАП-160-6П. Полученную радиографическую пленку обрабатывают обычным образом и получают требуемую рентгенограмму. После чего ее вставляют в негатоскоп, с которого устройство ввода информации, например сканер или телесчитыватель передает информацию в дешифратор, или в преобразователь и дешифратор, далее информация, полученная в результате обработки поступает в устройство вывода информации. Следует отметить, что в данном случае устройства ввода, обработки и вывода информации может быть выполнено на основе любого типа считывателей или сканеров, ЭВМ и устройства вывода, например, принтера и т.д.

П р и м е р. Объект, который необходимо проконтролировать и по крайней мере один эталон, который может представлять собой пластину, из которой выполнен объект с разновысотными пропилами или уступами известных геометрических размеров (или заданных размеров) помещают в зону потока ионизирующего излучения и регистрируют плотность интенсивности прошедшего через объект и эталон или эталоны излучения на заданной площади или площадях. Регистрация может вестись на носитель с получением рентгенограммы или осуществляться непосредственно, что удобно для ряда случаев. Далее, задают линейный шаг разрешения, например доли миллиметра (это зависит от конкретной выполняемой задачи) и по эталону, т.е. по рентгенограмме эталона, зная геометрические размеры пропилов, уступов и т.д. соотносят данный выбранный шаг к соответствующей ему разности плотностей засветок или разности в уровнях тонов на рентгенограмме. Так, при известном пропиле или уступе в 1 мм наличие разности в уровнях серого составляет, например, 100 градаций (что также можно масштабировать, например, сканером или ЭВМ), т.е. из этого исследователь узнает, что шаг разрешения в данном случае составляет 0,01 мм на один уровень серого. Следует отметить, что такая задача масштабирования в работе сканеров является стандартной и при выводе рисунков на принтер, особенно цветной, является обязательной. Далее, соотнеся плотности интенсивности, полученные в результате масштабирования, с эталоном можно получить линейные размеры упомянутой части изображения по траектории потока ионизирующего излучения, т.е. осуществив привязку к некоторому условному нулю в геометрических размерах, от этого "нуля" отсчитывают и геометрические размеры условно-высоты для всех точек данной зоны объекта. После чего определяют участки объекта, плотности прошедшего потока через которые остаются постоянными, что свидетельствует о постоянных параметрах части объекта в данных зонах, участках. Определяют, имеются ли на этих участках, относительно больших, более мелкие зоны, на которых зарегистрированная плотность потока отлична от окружения. Эти зоны могут иметь замкнутые контуры, и в данном случае можно с точностью определить геометрические размеры данных зон и их геометрические размеры в направлении траектории потока ионизирующего излучения. Точность в данном случае может быть практически любой заданной и приближаться к точности сканера или устройства считывания информации с рентгенограммы или регистрации прошедшего потока излучения. Так, более темная часть рентгенограммы свидетельствует о более тонкой части объекта, а масштабирование (как это описано выше) позволяет определить эту толщину в любых заранее заданных единицах. Кроме того, по наличию в выявленных зонах с отличными от других плотностями потока, т.е. геометрическими размерами полос, которые пересекают данные зоны, можно восстановить картину присутствия на теле объекта продольных выпуклостей или впадин и в их теле наличие каверн или более плотных зон и участков. Таким образом, испытатель имеет всю информацию об объекте без его разрушения, что особенно важно для контроля скрытых дефектов. В ряде случаев испытания проводились согласно ОСТ 102-51-85, лишь обработка велась в соответствии с указанным способом, и результаты подтвердили, что исследователь может с полной гарантией иметь распечатку геометрических размеров обрабатываемой рентгенограммы с практически любой точностью, что ранее было в ряде случаев невозможно.

Ряд испытаний были проведены в соответствии со СНиП 3.05.02-88 ГОСТ 23.055.78 ВСНО 12-88 2 I и II и результаты также показали, что данный способ превосходит все известные своей точностью и оперативностью получения достоверной информации. С другой стороны, наличие каких-либо внутренних изменений плотности или наличие пустот оперативно выявляется с высокой точностью, даже если данные дефекты будут совпадать с какими-либо внешними изменениями геометрических размеров. Появляется возможность оперативно трансформировать общий вид рентгенограммы в геометрические размеры, причем, двусторонние, т. е. определять профиль объекта с двух его сторон относительно его плоскости расположения.

Применение указанного способа позволит оперативно и с высокой точностью при абсолютной достоверности определять внешние и внутренние дефекты, успешно вычленяя их один из другого, что может широко применяться практически в любой отрасли человеческой деятельности: в сельском хозяйстве, машиностроении, гидростроении,строительстве и т.д. Высокая оперативность в сочетании с высокой точностью позволяет получить качественные результаты. Данный способ превосходит все известные своей точностью и оперативностью и может дать качественные результаты в области дефектоскопии сварных соединений металлоконструкций.

Формула изобретения

СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ И/ИЛИ СОСТОЯНИЯ ОБЪЕКТА И/ИЛИ ЕГО ЧАСТИ, включающий облучение объекта и по крайней мере одного эталона потоком ионизирующего излучения, регистрацию плотности интенсивности прошедшего через объект и эталон потока на заданной площади, сравнение для заданных точек или зон этой площади зарегистрированных величин плотностей интенсивностей потока от объекта и эталона и определение по результатам сравнения размеров и/или состояния объекта или его части, отличающийся тем, что задают линейный шаг разрешения и на основании зарегистрированных величин плотностей интенсивности по крайней мере от одного эталона определяют соответствующий шаг этой плотности интенсивности, после чего на основании величины последнего определяют для заданных точек линейные размеры упомянутой части объекта по траектории потока ионизирующего излучения, при этом определяют линейные размеры объекта на участке или участках, плотности потока интенсивности которых отличаются от плотности, зарегистрированной на участке объекта с известными постоянными на этом участке параметрами и/или свойствами и по наличию на этом участке или участках замкнутого контура других зон, имеющих отличную от последних зарегистрированную плотность потока интенсивности, определяют их линейные и объемные геометрические размеры.