Способ радиографического контроля сварных соединений

Авторы патента:

Добротворский Александр Мстиславович (RU)

G01N23/18 - обнаружение локальных дефектов или вкраплений (G01N 23/09 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2550163:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) (RU)

Использование: для радиографического контроля сварных соединений. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют просвечивание ионизирующим излучением сварных соединений с установленными на них образцами-имитаторами дефектов и определяют по снимкам тип и размер выявляемых дефектов сварных швов, при этом фиксируют при угловом просвечивании угол α между направлением просвечивания и плоскостью сварного соединения, замеряют на снимке длину проекции L_пр. дефектов типа вытянутых по сечению шва пор и проводят расчет размера этих дефектов по сечению шва Δd_сеч. для условия их вертикальной ориентации в плоскости шва, а при нормальном - в направлении плоскости шва просвечивании при невозможности или сложности сравнительных, с использованием образцов-имитаторов дефектов, оценок размера Δd_сеч. вертикальных пор осуществляют дополнительное просвечивание сварного соединения под углом к плоскости соединения и проводят аналогичный применяемому при угловом просвечивании расчет размера Δd_сеч. на основании фиксируемого значения угла просвечивания α и замеряемого размера проекции L_пр. вертикальной поры на дополнительном снимке. Технический результат: повышение информативности и надежности радиографического контроля сварных соединений. 1 ил.

Изобретение относится к области дефектоскопии и может быть использовано при радиографическом контроле сварных соединений.

Известен способ радиографического контроля сварных соединений, при котором направление просвечивания совпадает с плоскостью сварного соединения [1]. При этом для дефектов типа вытянутых в направлении просвечивания вертикальных пор в сечении сварного соединения (вертикальные поры характеризуются значительно более высоким контрастом изображения в сравнении со сферическими порами такого же диаметра) размер дефекта в сечении шва Δd_сеч. совпадает с размером дефекта в направлении просвечивания Δd, определяемым, как принято, путем визуального или фотометрического сравнения на снимке оптической плотности или контраста изображений реальных дефектов и эталонных дефектов - отверстий (канавок) образца-имитатора, устанавливаемого на сварное соединение [2].

Наиболее близким по своей технической сути заявляемому способу является способ радиографического контроля сварных соединений, при котором направление просвечивания не совпадает с плоскостью сварного соединения - угловое просвечивание [3]. При этом вертикально вытянутые в сечении шва поры (свищи) будут отображаться на снимке не в виде контрастных круглых темных пятен, а в виде вытянутых в направлении просвечивания под большим углом к оси шва удлиненно-овальных или каплевидных изображений сравнительно невысокого контраста. Очевидно, что в этом случае Δd≠Δd_сеч., а определение по снимку размера по сечению Δd_сеч. вертикальной поры по ширине (диаметру) ее проекции, возможное для сферических и горизонтально (вдоль шва) вытянутых пор, не может быть приемлемо. Здесь предполагается учет геометрии просвечивания.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение информативности и надежности радиографического контроля сварных соединений.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в способе радиографического контроля сварных соединений, заключающемся в просвечивании ионизирующим излучением сварных соединений с установленными на них образцами-имитаторами дефектов и определении по снимкам типа и оценке размеров выявляемых дефектов сварных швов, фиксируют при угловом просвечивании угол α между направлением просвечивания и плоскостью сварного соединения, замеряют на снимке длину проекции L_пр. дефектов типа вытянутых по сечению шва пор и проводят расчет размера этих дефектов по сечению шва Δd_сеч. для условия их вертикальной ориентации в плоскости шва, а при нормальном - в направлении плоскости шва просвечивании при невозможности или сложности сравнительных с использованием образцов-имитаторов дефектов оценок размера Δd_сеч. вертикальных пор осуществляют дополнительное просвечивание сварного соединение под углом к плоскости соединения и проводят аналогичный применяемому при угловом просвечивании расчет размера Δd_сеч. на основании фиксируемого значения угла просвечивания α и замеряемого размера проекции L_пр. вертикальной поры на дополнительном снимке.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На Фиг.1 представлены схемы нормального (Фиг.1-а) и углового (Фиг.1-б) просвечивания и схематичные изображения соответствующих снимков сварного соединения с дефектом типа вертикально вытянутой поры в сечении шва, на которых: 1 - источник излучения, 2 - сечение сварного шва, 3 - кассета с пленкой, 4 - дефект - вытянутая в сечении шва (вертикальная) пора, 5 - образец-имитатор с отверстиями.

Обычно угловое просвечивание при α=15-30° проводят при контроле кольцевых сварных соединений через две стенки (с оценкой прилегающего к пленке участка шва) с целью разнести на снимке изображения верхнего и нижнего по отношению к пленке участка шва.

При нормальном просвечивании вертикальная пора (свищ) будет отображаться на снимке в виде округлого темного пятна (Фиг.1-а), значительно более контрастно выраженного, чем такие же по ширине (диаметру) сферические поры и отверстия образца-имитатора. Размер поры по сечению шва Δd_сеч. определяют сравнением ее изображения с изображением отверстия (канавки) образца-имитатора известной глубины Δd_{отв.(кан.).}

При угловом просвечивании вертикальная пора будет проецироваться на снимок в виде вытянутого в направлении просвечивания темного пятна значительно меньшего, чем при нормальном просвечивании контраста (Фиг.1-б). Зная угол просвечивания α и замерив на снимке длину изображения (проекции) поры L_пр., можно провести расчет размера поры по сечению шва Δd_сеч. При фокусном расстоянии f>>d, что, как правило, имеет место при радиографическом контроле (d - толщина стенки трубы), размер Δd_ceч. можно полагать равным Δd_ceч.=L_пр.ctgα.

При невозможности или сложности проведения по образцам-имитаторам оценок размера дефекта в направлении просвечивания при нормальном просвечивании (Фиг.1-а) можно оценить размер Δd_сеч. вертикальной поры аналогично рассмотренной выше схеме Фиг.1-б, проведя дополнительное просвечивание под углом α=20-30° к плоскости сварного соединения. Необходимость в этом возникает в случае возможного отклонения протяженной в сечении шва поры от вертикальной ориентации и при малом диаметре (ширине) ее изображения на снимке - менее удвоенной суммарной величины геометрической и собственной нерезкости U_с.г. и менее 0,5 мм. При указанной малой ширине изображения дефекта происходит перекрытие нерезкостью изображения дефекта и возрастание шума снимка, что не позволяет обеспечить приемлемой точности визуальных и фотометрических сравнительных оценок размера Δd=Δd_сеч. [4].

С другой стороны, в сомнительных случаях углового просвечивания можно провести дополнительное просвечивание с направлением излучения в плоскость сварного соединения. Это позволяет уточнить ориентацию вытянутой поры и, соответственно, более точно провести по предложенной методике расчет размера Δd_сеч., а также оценить одновременно глубину залегания дефекта.

Пример конкретного выполнения.

Заявленный способ был использован при радиографическом контроле сварных соединений трубопровода с толщиной стенки трубы d=8 мм. Просвечивание проводилось рентгеновским излучением (R-аппарат SMART) на пленку Agfa-D5 с фокусного расстояния (источник-труба) 500 мм через две стенки под углом между направлением просвечивания и плоскостью сварного соединения α=20°. Расшифровка снимков осуществлялась по прилегающему к пленке участку сварного соединения (Фиг.1-б).

На радиографических снимках были выявлены ориентированные под большим углом к оси шва удлиненные поры с размерами (длина × ширина) изображений 3×0,8 мм и 2,5×0,8 мм (П3×0,8; П2,5×0,8).

Согласно применяемому нормативному документу ГОСТ23055-78 (класс 5 - таблица 5): при толщине свариваемых элементов 8 мм (толщина трубы) допускаются поры длиной до 3 мм и шириной (диаметром) до 1 мм. За размеры дефектов типа пор и включений принимаются размеры (длина, ширина) их изображений на радиографическом снимке (см. ГОСТ23055-78 п.2.1). Соответственно, указанные дефекты П3×0,8 и П2,5×0,8 являются допустимыми.

В то же время, учитывая угловое просвечивание и предполагая вытянутую по сечению шва ориентацию выявленных дефектов (учитывается, что проекция вертикальной поры на снимке вытянута под большим, при центральном проектировании - близким к 90° углом к оси шва и обычно имеет каплевидную форму), получим, проведя расчеты размера дефекта по сечению шва Δd_сеч. по предложенной методике, следующие результаты:

- для поры П2,5×0,8 - Δd_сеч.=L_пр.ctgα=2,5×2,75=6,9 мм;

- для поры П3×0,8 - Δd_ceч.=L_пр.ctgα=3×2,75=8,2 мм.

Таким образом, расчеты показывают, что выявленные поры являются или сквозными (П3×0,8) или близкими к сквозным «несплошностями». Это подтверждается вскрытием шва и нормальным (в плоскость сварного соединения) просвечиванием. Очевидно, что такие дефекты следует считать недопустимыми, хотя по параметрам своих изображений (длине, ширине) они удовлетворяют принятым нормативам (в действующей радиографической нормативно-технической документации нет требований к ориентации изображений пор и включений на снимке и привязке к направлению просвечивания).

Дефекты типа вытянутых в сечении пор и свищей могут в той или иной мере отклоняться от вертикальности и иметь различную глубину залегания, что может приводить к определенной погрешности при расчете Δd_сеч. по формуле Δd_ceч.=L_пр.ctgα, однако это вполне допустимо, поскольку при таком расчете нет занижения размера дефекта по сечению шва.

Предложенный способ радиографического контроля сварных соединений позволяет учитывать ориентацию дефектов типа вытянутых в сечении шва пор и свищей и предотвращать пропуск (классификацию в качестве допустимых) такого типа дефектов с недопустимо большими размерами по сечению сварного соединения. Это в целом существенно повышает информативность и надежность заявляемого способа радиографического контроля сварных изделий.

Источники информации

1. ГОСТ7512-82. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод, (черт.4, 5 - а, б, е, ж, з и п.4.4).

2. Румянцев С.В. Радиационная дефектоскопия. М.: Атомиздат, 1974, 512 с.

3. ГОСТ 7512-82. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод. Черт. 5 г, д и п.4.5) - прототип.

4. Зуев В.М. Оценка размера дефектов малого раскрытия в направлении просвечивания. - Дефектоскопия, 2000, № 7, с.63-68).

Способ радиографического контроля сварных соединений, заключающийся в просвечивании ионизирующим излучением сварных соединений с установленными на них образцами-имитаторами дефектов и определении по снимкам типа и оценке размеров выявляемых дефектов сварных швов, отличающийся тем, что фиксируют при угловом просвечивании угол α между направлением просвечивания и плоскостью сварного соединения, замеряют на снимке длину проекции L_пр. дефектов типа вытянутых по сечению шва пор и проводят расчет размера этих дефектов по сечению шва Δd_сеч. для условия их вертикальной ориентации в плоскости шва, а при нормальном - в направлении плоскости шва просвечивании при невозможности или сложности сравнительных, с использованием образцов-имитаторов дефектов, оценок размера Δd_сеч. вертикальных пор осуществляют дополнительное просвечивание сварного соединения под углом к плоскости соединения и проводят аналогичный применяемому при угловом просвечивании расчет размера Δd_сеч. на основании фиксируемого значения угла просвечивания α и замеряемого размера проекции L_пр. вертикальной поры на дополнительном снимке.

Использование: для радиоизотопной дефектоскопии кольцевых сварных соединений. Сущность изобретения заключается в том, что просвечивание кольцевого сварного стыка изнутри источником ионизирующего излучения и регистрацию макроструктуры стыка кольцеобразной рентгеновской пленкой, размещенной с внешней стороны объекта в соответствующем ей объеме светозащитного пенала со съемной крышкой, оснащенного центрирующей втулкой компенсатора, сквозное отверстие которой соответствует диаметру перемещаемого в зону контроля излучателя, при этом регистрацию потока излучения, несущего информацию о макроструктуре объекта, осуществляют сканированием через прилегающий к глухому торцу пенала и выполненный из радиационно-непрозрачного материала толщиной до 3 мм с возможностью крутильных колебаний с амплитудой не менее 30° либо вращения относительно оси светозащитного пенала с угловой скоростью от 1 до 2 с-1 решетчатый диск, концентрично и регулярно относительно его геометрической оси перфорированный по торцу сквозными шестигранными отверстиями, оси которых пересекаются с геометрической осью диска в фокальной точке, удаленной на 40 мм от его внешнего торца во внутренней полости объекта контроля, а разделительные перемычки между отверстиями не превышают 0,5 мм при минимальном размере шестигранного отверстия до 2 мм по вписанному внутреннему диаметру.

Установка для рентгеновского контроля сварных швов цилиндрических изделий // 2529754

Использование: для рентгеновского контроля сварных швов цилиндрических изделий. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для рентгеновского контроля сварных швов цилиндрических изделий содержит источник рентгеновского излучения, контролируемое изделие, рентгеновскую пленку, цилиндрическую штангу, закрепленную на торце контролируемого изделия при помощи фланца, два приводных валика, кассету, выполненную в виде двух секторов, причем один из приводных валиков установлен внутри другого валика, при этом устройство снабжено пластиной, жестко закрепленной на внутреннем валике, на противоположном конце которой расположены сектора кассеты, связанные с наружным валиком через шестерни редуктора.

Способ и устройство проверки сварного соединения вала посредством введенного в сквозное отверстие вала воспринимающего устройства, соответствующий вал ротора // 2496624

Изобретение относится к способу изготовления вала для турбины и/или генератора посредством сварного соединения и к валу, изготовленному упомянутым способом. Осуществляют удаление по меньшей мере с одной стороны основной ограничивающей круговой поверхности соответственно одной центральной части соответствующего элемента (5) вала относительно оси вращения (2) для получения соответственно одной открытой полости (11) по меньшей мере в одном цилиндре (3) в пределах оставшегося трубообразного ребра (13).

Способ неразрушающего рентгеновского контроля трубопроводов и устройство для его реализации // 2496106

Использование: для неразрушающего рентгеновского контроля трубопроводов. Сущность: заключается в том, что выполняют вращение системы позиционирования и перемещения вокруг трубопровода, его просвечивание с помощью установленных на диаметрально-противоположных сторонах системы позиционирования и перемещения рентгеновского источника излучения и приемника излучения, при этом рентгеновский источник излучения устанавливают под углом не более 15 градусов относительно поверхности трубопровода, и при обнаружении дефекта осуществляют изменение угла поворота приемника излучения, относительно поверхности трубопровода, производят повторное просвечивание трубопровода до получения объемного изображения дефекта, и по результатам просвечиваний устанавливают вид, форму и глубину залегания дефекта.

Способ радиационной дефектоскопии круговых сварных швов трубчатых элементов (варианты) и устройство для реализации способа // 2493557

Использование: для радиационной дефектоскопии круговых сварных швов трубчатых элементов. Сущность: заключается в том, что просвечивают рентгеновским излучением кольцевой сварной шов трубчатого элемента, принимают детектором рентгеновское излучение, прошедшее через сварной шов, и преобразуют радиационное изображение сварного шва в радиографический снимок, при этом в качестве источника рентгеновского излучения используют анод рентгеновского аппарата стержневого типа, который вводят в полость трубчатого элемента за плоскость кругового сварного шва, осуществляют рентгеновское излучение, а расположенным снаружи трубчатого элемента детектором рентгеновского излучения осуществляют прием прошедшего через зону кругового сварного шва рентгеновского излучения через вращающийся щелевой коллиматор, щели которого выполнены радиально направленными.

Способ радиационной дефектоскопии // 2486496

Изобретение относится к области радиационных неразрушающих методов контроля, основанных на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения, и может быть применено для дефектоскопии сварных и паяных швов, отливок и т.д.

Система управления перемещением устройства диагностики трубопровода (удт) // 2451286

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к автономным самодвижущимся рентгеновским агрегатам, предназначенным для контроля качества кольцевых сварных швов магистральных газо- и нефтепроводов методом просвечивания проникающим излучением, и может быть использовано в энергетической, газодобывающей, нефтедобывающей промышленности, при строительстве газо- и нефтепроводов или их ремонте.

Способ изготовления контрольного образца лопатки из композитных материалов // 2450922

Изобретение относится к способу изготовления контрольного образца лопатки из композитного материала для эталонирования процесса рентгеновского контроля схожих лопаток.

Способ оценки глубины залегания дефекта // 2438120

Изобретение относится к области дефектоскопии и может быть использовано при радиографическом контроле сварных соединений. .

Способ радиационного контроля изделий // 2437082

Шланговый гамма-дефектоскоп // 2552593

Использование: для радиографического контроля материалов. Сущность изобретения заключается в том, что в шланговом гамма-дефектоскопе имеется адаптер с гнездом присоединения штуцера ампулопровода, который содержит в соответствующих направляющих скольжения поперечно-подвижный оси канала подпружиненный и оснащенный поперечным упором подвижный пластинчатый шибер, перфорированное отверстие сложного профиля в торцовой поверхности которого выполнено с возможностью установки и блокирования профилированного кольцевой проточкой штуцера ампулопровода в гнезде присоединительного адаптера при открывании замкового устройства, конструктивно сопряженного с кулачком, обеспечивающим силовое замыкание и удержание пластинчатого шибера в строго фиксированном состоянии, при котором профилированное выемкой по внешней торцовой поверхности замыкающее звено дискретно-подвижной П-образной траверсы, кинематически связанное с клинообразным обтюратором, координировано своей профилированной выемкой адаптивно поперечному упору шибера, что гарантированно обеспечивает возможность дискретных перемещений П-образной траверсы и безопасное выполнение рабочего цикла по выпуску и перекрытию пучка излучения. Технический результат: повышение надежности и безопасности шлангового дефектоскопа. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Шланговый гамма-дефектоскоп // 2552754

Использование: для радиографического контроля материалов. Сущность изобретения заключается в том, что в шланговом гамма-дефектоскопе в канал зоны хранения держателя источника с излучателем интегрирована втулка из радиационно непрозрачного материала, перфорированная радиальным отверстием, содержащим ориентированный относительно активной части излучателя сцинтиллятор, сообщающийся посредством оптоволоконного световода с укрепленным в корпусе радиационной головки преобразователем светового потока сцинтиллятора в электрический сигнал, используемый для последующей индикации, например, многоцветным светодиодом. Технический результат: повышение надежности и безопасности системы сигнализации шлангового дефектоскопа. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ визуализации ротационного искривления решетки нанотонких кристаллов // 2570106

Способ визуализации ротационного искривления решетки нанотонких кристаллов включает получение электронно-микроскопического изображения нанотонкого кристалла в светлом и темном поле, получение электронограммы от кристалла, микродифракционное исследование, анализ картины изгибных экстинкционных контуров, присутствующих на электронно-микроскопическом изображении кристалла, расчет углов поворота решетки кристалла вокруг [001]. Заявленный способ визуализации ротационного искривления решетки нанотонкого кристалла позволяет на основании экспериментальных данных, полученных при исследовании реальной структуры нанотонкого кристалла, построить двумерный геометрический объект - поверхность искривления решетки для выбранного кристаллографического направления. Простота и наглядность заявляемого способа позволяют визуализировать ротационное искривление решетки нанотонкого кристалла и визуализировать изменение геометрии решетки нанотонких кристаллов от евклидовой к римановой. 10 ил., 4 табл.

Способ контроля сварных соединений мишеней - накопителей и установка для его реализации // 2586449

Использование: для контроля сварных соединений мишени. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют позиционирование мишени, её просвечивание рентгеновским источником излучения и контроль дефектов сварных швов, при этом просвечивание рентгеновским источником излучения сварных соединений мишени осуществляется в радиационно-защитной камере, а регистрацию дефектов сварных соединений осуществляют посредством радиографической пленки, расположенной в глухой трубе, соединенной открытым концом с помещением оператора, определение размеров обнаруженных дефектов сварного соединения производят путем измерения лупой измерительной изображения дефектов на пленке. Технический результат: обеспечение возможности контроля сварных соединений мишеней в условиях радиационно-защитной «горячей» камеры. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.