Способ радиоизотопной дефектоскопии и схема устройства динамической щелевой радиографии надмолекулярной структуры металла кольцевых сварных стыков вварных трубчатых элементов

Использование: для радиоизотопной дефектоскопии кольцевых соединений вварных трубчатых элементов. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют просвечивание кольцевых соединений вварных трубчатых элементов из определенной фокальной точки внутренней полости, отстоящей от внешнего торца, острофокусным радиоизотопным излучателем, строго по оси заключенным в соответствующем ему гнезде между выполненных из радиационно-непрозрачного материала конструктивно сопряженных базовыми конусообразными поверхностями стержневых блоков, размещенных в выполненном с возможностью поворота вокруг своей оси пенале из вольфрама, дискретно перемещаемом в зону контроля вдоль оси объекта через сквозное отверстие светозащитной кассеты, при этом регистрацию излучения, несущего информацию о макроструктуре объекта контроля рентгеновской пленкой в светозащитной кассете, статично укрепленной к торцевой поверхности блока облучателя, осуществляют с угловой скоростью от 1 до 2 с-1 множественными регулярными поворотно-сканирующими пучками излучения, сформированными щелевыми пазами, перфорированными в радиационно-непрозрачных оболочке пенала и образующей поверхности усеченного конусообразного выступа стержневого блока в соответствии с телесным углом, определяющим в полярной системе координат зону контроля сварного стыка и в том числе угол конусообразного гнезда в торце замыкающего стержневого элемента в качестве отражающего конвертера излучения в направлении сварного стыка. Технический результат: обеспечение возможности оптимизации качества получаемых снимков, в том числе в условиях генерации рассеянного излучения конструктивными элементами сложной системы контроля. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к радиационным методам контроля, а именно к радиографическому, и может быть использовано, при контроле макроструктуры материалов при радиоизотопной дефектоскопии, например, сварных соединений труба-трубная доска теплообменных аппаратов.

Известны технологии, алгоритмы и средства панорамного просвечивания и регистрации макроструктуры герметизирующих торцевых сварных соединений, например, автоматизированный радиографический комплекс аппаратуры, радиационная головка которого подвижно укреплена на приводе штатива и содержит подпружиненный компенсатор, детектор в виде кольцеобразной кассеты, аксиально-подвижный стержневой держатель источника, заключенный в блок защиты, и средства перемещений оснащенного излучателем стержневого держателя и детектора в зону контроля кольцевых сварных швов для экспонирования и возврат в исходные состояния [1, 2].

Известен способ радиографии кольцевых сварных соединений тел вращения, аппаратура и аналитические зависимости управления процессом контроля кольцевых сварных соединений тонкостенных оболочек с использованием метода динамической щелевой радиографии посредством щелевого сканирования подвижным узконаправленным пучком ионизирующего излучения подвижного объекта контроля переменной радиационной толщины и профиля и регистрации макроструктуры объекта контроля на подвижный детектор [3, 4].

Также известны системы и способ радиографического контроля кольцевых (круговых) сварных стыков трубчатых элементов направленным пучком излучения в заданном телесном угле [5, 6, 7, 8].

Наиболее близким по технологии и конструктивному исполнению является способ радиоизотопной дефектоскопии сварных стыков теплообменных аппаратов и аппаратура, реализующая просвечивание кольцевого сварного стыка радиоизотопным излучателем изнутри и регистрацию макроструктуры сварного стыка пленочным детектором в светозащитной кассете, укрепленной к внешней торцевой поверхности блока защиты облучателя, оснащенного дискретно-подвижным из положения хранения в зону контроля вдоль оси объекта через сквозное отверстие светозащитной кассеты с центрирующей втулкой пеналом, содержащим заключенный между стержневых блоков защиты радиоизотопный источник излучения, а регистрацию потока излучения, несущего информацию о макроструктуре объекта, осуществляют на пленочный детектор сканированием через выполненный из радиационно-непрозрачного материала толщиной 3 мм с возможностью крутильных колебаний либо вращения относительно оси кольцевого сварного стыка с угловой скоростью от 1 до 2 с-1, экструдированный пластикатом на основе радиационно-прозрачного высокомолекулярного износостойкого полимера с низким коэффициентом трения 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.. [9]

Недостатками прототипа является снижение качества получаемых радиографических снимков, т.к. интеграция (с соблюдением необходимых конструктивных зазоров) поворотно-подвижного, экструдированного пластикатом решетчатого диска непосредственно к торцу контролируемого вварного трубчатого элемента с одновременным дистанционированием пленочного детектора от указанного объекта контроля увеличивает параметр масштаба регистрации системы контроля и искажает регистрируемую геометрию в зоне интереса.

Целью настоящего изобретения является оптимизация качества получаемых снимков в том числе в условиях генерации рассеянного излучения конструктивными элементами сложной системы контроля.

Указанный технический результат способа радиоизотопной дефектоскопии кольцевых соединений вварных трубчатых элементов, включающий их просвечивание из определенной фокальной точки внутренней полости, отстоящей от внешнего торца, острофокусным радиоизотопным излучателем, строго по оси заключенным в соответствующем ему гнезде между выполненных из радиационно-непрозрачного материала конструктивно сопряженных базовыми конусообразными поверхностями стержневых блоков, размещенных в выполненном с возможностью поворота вокруг своей оси пенале из вольфрама, дискретно-перемещаемом в зону контроля вдоль оси объекта через сквозное отверстие светозащитной кассеты, а регистрацию излучения, несущего информацию о макроструктуре объекта контроля рентгеновской пленкой в светозащитной кассете, статично укрепленной к торцевой поверхности блока облучателя, осуществляют с угловой скоростью от 1 до 2 с-1 множественными регулярными поворотно-сканирующими пучками излучения, сформированными щелевыми пазами, перфорированными в радиационно-непрозрачных оболочке пенала и образующей поверхности усеченного конусообразного выступа стержневого блока в соответствии с телесным углом, определяющим в полярной системе координат зону контроля сварного стыка и в том числе угол конусообразного гнезда в торце замыкающего стержневого элемента в качестве отражающего конвертера излучения в направлении сварного стыка.

Указанный технический результат способа радиоизотопной дефектоскопии кольцевых соединений вварных трубчатых элементов достигается также и в том случае, когда перфорированные щелевые пазы в радиационно-непрозрачных оболочке пенала и образующей поверхности усеченного конусообразного стержневого выступа по ширине соответствуют размеру активной части излучателя.

Указанный технический результат способа радиоизотопной дефектоскопии кольцевых соединений вварных трубчатых элементов достигается вместе с этим и в том случае, когда профиль конусообразного гнезда в торце стержневого отражающего конвертера и осесимметричная узконаправленная многощелевая перфорация образующей поверхности усеченного конусообразного стержневого выступа фиксируют геометрическое положение острофокусного радиоизотопного излучателя и формируют равномерно концентрированное клиновидно-осевое рассеивание потока гамма-излучения от острофокусного радиоизотопного излучателя в направлении объекта контроля.

Указанный технический результат способа радиоизотопной дефектоскопии кольцевых соединений вварных трубчатых элементов достигается также и в случае, когда цилиндрическая радиационно-непрозрачная оболочка пенала оснащена подшипниками скольжения из пластиката на основе радиационно-прозрачного высокомолекулярного износостойкого полимера с низким коэффициентом трения, например, фторопласта для обеспечения крутильных колебаний с амплитудой не менее 90° либо вращения относительно оси сварного стыка.

Для реализации способа представлена схема устройства, содержащего скрепленную с корпусом блока облучателя перфорированную в центре светозащитную кассету, снабженную рентгеновской пленкой соответствующей формы, а блок облучателя, включающий в себя блок биологической защиты с острофокусным радиоизотопным излучателем, строго по оси заключенным в соответствующем ему гнезде между выполненных из радиационно-непрозрачного материала конструктивно сопряженных базовыми конусообразными поверхностями стержневых блоков, размещенных в выполненном из вольфрама пенале, дискретно-перемещаемом в зону контроля и обратно в положение хранения вдоль оси объекта через сквозное отверстие светозащитной кассеты и оснащенном подшипниками скольжения из пластиката, например, фторопласта для обеспечения крутильных колебаний либо вращения в полости вварных трубчатых элементов, причем оболочка пенала, конструктивно сопрягается с приводом его поворота, например, фрикционно-пневматическим, а сканирующие пучки излучения, несущего информацию о макроструктуре объекта контроля, формируются щелевыми пазами, перфорированными в радиационно-непрозрачных оболочке пенала и образующей поверхности усеченного конусообразного выступа стержневого блока в соответствии с телесным углом, определяющим в полярной системе координат зону контроля сварного стыка и в том числе угол конусообразного сопряжения замыкающего защитного стержневого элемента в качестве отражающего конвертера излучения в направлении сварного стыка.

Предлагаемое устройство схематично показано на фиг. 1 и 2.

Устройство включает в себя: светозащитную кассету 1 с рентгеновской пленкой 2; блок биологической защиты облучателя 3; профилированный щелевыми пазами аксиально-подвижный пенал из вольфрама 4 с подшипниками скольжения 5, содержащий острофокусный радиоизотопный излучатель 8, строго по оси заключенный в соответствующем ему гнезде между выполненных из радиационно-непрозрачного материала конструктивно сопряженных конусообразными поверхностями комбинации стержневых блоков 6 и 7, перфорированной щелевыми пазами адаптивно профилированной оболочке пенала 4 и ручным приводом осевого перемещения держателя 9, кинематически сопряженного через шкив 10 с фрикционной муфтой 11 пневмопривода крутильных колебаний либо поворота 12. Пенал из вольфрама 4, содержащий стержневые держатели источника 6 и 7 и источник излучения 8 имеет два фиксированных положения («хранение» и «просвечивание») в блоке биологической защиты облучателя 3 и может быть переведен оператором, например, ручным приводом 9 в рабочее положение исключительно при условии фиксированной установки укомплектованного светозащитной кассетой с рентгеновской пленкой устройства на объект контроля с выпуском сканирующих щелевых пучков излучения после деблокировании пневмопривода поворота пенала.

Устройство работает следующим образом. Устройство доставляют к объекту контроля и производят его монтаж относительно контролируемого сварного стыка и при этом деблокируют пенал 4. Приводом 9 аксиально-подвижный картридж, включающий в себя пенал 4 с источником излучения 8, заключенным между стержневых держателей 6 и 7, доставляют в зону контроля, определяемую величиной фокусного расстояния F. Потоки γ-квантов от источника излучения 8 узконаправленно формируются в необходимый телесный угол множественными щелевыми осесимметричными коллиматорами и в том числе частично за счет обратно-рассеянного излучения отражающего конвертера. При включении фрикционной муфты 11 привод 12 на период экспонирования рентгеновской пленки 2 обеспечивает крутильные колебания или вращение сканирующих пучков излучения относительно сварного стыка объекта контроля. В устройстве пенал 4 и стержневые держатели источника 6 и 7 выполнены из вольфрама. В отличие от прототипа [9] (тупиковый вариант осевого базирования источника между торцами стержневых блоков из вольфрама) создание подвижной осесимметричной узконаправленной многощелевой системы коллимации с клиновидно-осевым рассеивателем и отражающим конвертером поток излучения концентрируется в направлении объекта контроля и контактирующего с ним непосредственно детектора (кассета с рентгеновской пленкой) без дополнительных искажений системы регистрации за счет промежуточного решетчатого диска, в результате чего оптимизируется контрастность изображения, что предопределяет качество радиографического метода контроля

После завершения времени экспонирования рентгеновской пленки 2 обеспечивается гарантированная возможность фиксации привода крутильных колебаний или вращения 12 в исходном состоянии и аксиально-подвижного картриджа в виде пенала 4 с источником излучения 8, заключенным между стержневых держателей 6 и 7.

Список использованной литературы

1. Авторское свидетельство. №401218, Установка для радиоизотопной дефектоскопии., А.Н. Майоров, А.С. Декопов и др., 1973.

2. Декопов А.С. "Особенности контроля качества сварных соединений «в ус» технологических каналов с трактами ядерных реакторов РБМК-1000 радиографическим методом", ВАНТ, Серия: Техническая физика и автоматизация, Вып. 63, 2008, с. 29-40.

3. Авторское свидетельство №1122102, Способ радиографического контроля изделий в виде тел вращения., А.С. Декопов, В.И. Петухов, Цобенко В.В., Шиленко И.Н., 1983.

4. Декопов А.С. «Контроль сварных соединений тонкостенных оболочек тангенциальными пучками излучения», ВАНТ, Серия: Техническая физика и автоматизация, Вып. 62, 2007, с. 183-198.

5. Е.Ю. Усачев, В.Е. Усачев, В.Н. Твердохлебов, М.М. Гнедин, Д.И. Галкин, "Рентгенографический контроль кольцевых сварных швов в системе труба-трубная доска", Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2011, №11, стр. 41-43

6. Твердохлебов В.Н. Патент РФ №2493557: Способ радиационной дефектоскопии круговых сварных швов трубчатых элементов и устройство для реализации способа.

7. Радиационный контроль сварных соединений теплообменных аппаратов ядерных энергетических установок. Э.А. Катюшин, Ф.М. Митенков, Ю.Д. Кондраненков, А.К. Фадеев, В.Г. Фирстов, А.В. Шилин., М: Энергоатомиздат, 1985, 80 с.

8. U. Zscherpel, О. Alekseychuk, P. Rost, М. Schmid, К. Spartiotis, A. Warrikhoff, "A new fully digital system for RT inspection of metal tube to tube sheet joints of heat exchangers", 17th World conference on nondestructive testing, 25-28 oct 2 008, Shanghai, China

9. Декопов А.С. Злобин H.H. и др. Патент РФ №2530452 Способ и устройство для радиоизотопной дефектоскопии кольцевых сварных соединений

1. Способ радиоизотопной дефектоскопии кольцевых соединений вварных трубчатых элементов, включающий их просвечивание из определенной фокальной точки внутренней полости, отстоящей от внешнего торца, острофокусным радиоизотопным излучателем, строго по оси заключенным в соответствующем ему гнезде между выполненных из радиационно-непрозрачного материала конструктивно сопряженных базовыми конусообразными поверхностями стержневых блоков, размещенных в выполненном с возможностью поворота вокруг своей оси пенале из вольфрама, дискретно перемещаемом в зону контроля вдоль оси объекта через сквозное отверстие светозащитной кассеты, отличающийся тем, что регистрацию излучения, несущего информацию о макроструктуре объекта контроля рентгеновской пленкой в светозащитной кассете, статично укрепленной к торцевой поверхности блока облучателя, осуществляют с угловой скоростью от 1 до 2 с-1 множественными регулярными поворотно-сканирующими пучками излучения, сформированными щелевыми пазами, перфорированными в радиационно-непрозрачных оболочке пенала и образующей поверхности усеченного конусообразного выступа стержневого блока в соответствии с телесным углом, определяющим в полярной системе координат зону контроля сварного стыка и в том числе угол конусообразного гнезда в торце замыкающего стержневого элемента в качестве отражающего конвертера излучения в направлении сварного стыка.

2. Способ радиоизотопной дефектоскопии кольцевых соединений вварных трубчатых элементов по п. 1, отличающийся тем, что профиль конусообразного гнезда в торце стержневого отражающего конвертера и осесимметричная узконаправленная многощелевая перфорация образующей поверхности усеченного конусообразного стержневого выступа фиксируют геометрическое положение острофокусного радиоизотопного излучателя и формируют равномерную щелевую диффузию потока гамма-излучения от острофокусного радиоизотопного излучателя в направлении объекта контроля.

3. Способ радиоизотопной дефектоскопии кольцевых соединений вварных трубчатых элементов по п. 1, отличающийся тем, что перфорированные щелевые пазы в радиационно-непрозрачных оболочке пенала и образующей поверхности усеченного конусообразного стержневого выступа по ширине соответствуют размеру активной части излучателя.

4. Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся тем, что цилиндрическая радиационно-непрозрачная оболочка пенала оснащена подшипниками скольжения из пластиката на основе радиационно-прозрачного высокомолекулярного износостойкого полимера с низким коэффициентом трения для обеспечения крутильных колебаний с амплитудой не менее 90° либо вращения относительно оси сварного стыка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области исследования материалов промышленных изделий без их разрушения, а именно к радиографическому методу контроля, и может быть использовано для контроля качества широкой номенклатуры сварных соединений в качестве универсального средства гамма-дефектоскопии.

Использование: для обнаружения запрещенных веществ. Сущность изобретения заключается в том, что при автоматическом обнаружении проглоченных капсул на изображениях, получаемых посредством рентгеновского сканера, осуществляют следующие шаги: получают исходное изображение человека, проходящего через сканер; формируют дополнительные изображения на основе исходного изображения путем преобразования исходного изображения; определяют положение торса на исходном изображении; вычисляют местонахождение области живота на торсе как на исходном, так и на дополнительных изображениях; классифицируют сегменты области живота на исходном изображении; вычисляют геометрические и плотностные признаки, а также ротационно инвариантные периодические признаки для участков в области живота; обнаруживают подозрительные участки в области живота; вычисляют совокупные признаки свойств подозрительных участков; используют эталонные изображения, на которых отсутствуют проглоченные капсулы, для классификации исходного изображения посредством порогового значения функции несхожести; сообщают пользователю, что на исходном изображении есть проглоченные капсулы, в случае если значение функции несхожести от совокупных признаков исходного изображения выше или равно заданному пороговому значению.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения мест повреждения на кабельных линиях электропередачи и связи. Устройство содержит импульсный измеритель, радиотелефон, источник радиоактивного излучения, установленный в центре свинцового контейнера в расположенном по его оси симметрии вертикальном канале.

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.

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].

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.

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.

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 Lпр.

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.

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.

Использование: для радиоизотопной дефектоскопии кольцевых соединений вварных трубчатых элементов. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют просвечивание кольцевых соединений вварных трубчатых элементов из определенной фокальной точки внутренней полости, отстоящей от внешнего торца, острофокусным радиоизотопным излучателем, строго по оси заключенным в соответствующем ему гнезде между выполненных из радиационно-непрозрачного материала конструктивно сопряженных базовыми конусообразными поверхностями стержневых блоков, размещенных в выполненном с возможностью поворота вокруг своей оси пенале из вольфрама, дискретно перемещаемом в зону контроля вдоль оси объекта через сквозное отверстие светозащитной кассеты, при этом регистрацию излучения, несущего информацию о макроструктуре объекта контроля рентгеновской пленкой в светозащитной кассете, статично укрепленной к торцевой поверхности блока облучателя, осуществляют с угловой скоростью от 1 до 2 с-1 множественными регулярными поворотно-сканирующими пучками излучения, сформированными щелевыми пазами, перфорированными в радиационно-непрозрачных оболочке пенала и образующей поверхности усеченного конусообразного выступа стержневого блока в соответствии с телесным углом, определяющим в полярной системе координат зону контроля сварного стыка и в том числе угол конусообразного гнезда в торце замыкающего стержневого элемента в качестве отражающего конвертера излучения в направлении сварного стыка. Технический результат: обеспечение возможности оптимизации качества получаемых снимков, в том числе в условиях генерации рассеянного излучения конструктивными элементами сложной системы контроля. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх