Способ для радиоизотопной дефектоскопии полых тел вращения и устройство для его осуществления

 

3(5В G 01 N 23 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOlVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4r(r+d) (% -%)sin

2 2 т

8 4 пк л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2650272/18-25 ,(22) 28.07.78 (46) 23.05.83. Бюл. 9 19 (72) A.Ñ.Декопов, A Н.Майоров, В.И.Петухов и A.É.Ìóðàøåâ (53) 621.039(088 ° 8.) (56) 1. Авторское свидетельство

СССР 9 533274, кл. G 01 N 23/18,1976, 2. Патент Англии В 1272404, кл. H 5 R 11, опублик. 1972 (прототип) г54) спОсОБ РАДиОизОтОпнОЙ ДефектОСКОПИИ ПОЛНХ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ радиоиэотопной дефек- тоскопии полых тел вращения, включающий просвечивание контролируемого объекта изнутри потоком йзлучения и регистрацию внутренней структуры объекта на рентгеновскую пленку, закрепленную на внешней поверхности объекта, о т л и ч а.ю ,шийся тем, что, с целью повы:шения качества получаемых снимков .

О при контроле иэделий малого диаметра, просвечивание осуществляют встре чио-пересекающимися фронтальными пучками излучения, создаваемыми нечетным количеством источников, расположенных в коллимирующих голов ках равномерно по окружности, концентричной контролируемому объекту, причем просвечивание проводят многократно, а между просвечиванием коллимирующие головки одновременно поворачивают вокруг оси контролируемого объекта на угол 9, определя" етый из соотношения мин (1- 7) Ч d =29 3 . 2Ч

6 42с гссоз сОз — 1- зм — — — я п

2 2 ) p2 2 2 2

Ч= — -2arcsi и и 7!

4d sin —.

У ь где — число источников иэл чения;

9- диаметр коллиматора источников

d — - величина смещения источников относительно осй объекта;

R — наружный радиус объекта; его внутренний радиус; Ь - ширина контролируемой эоны; с д — дифференциальное доэовое альбедо;

Ж„ - требуемая чувствительность чувствительность в отсутствии радиационного фона;

S - оптическая плотность почер- 3 нения снимка в отсутствии радиационного фона;

5 „ - максимально возможная плотность почернения пленки; а число поворотов коллимирукщих голо вок устанавливают больше либо равным

2Л

69

2. Устройство .для осуществления способа по п. 1, содержащее устао новле нный на штативе блок облучат еля и механизмперемещения блока облучателя в зону контроля, о т и и ч а ю щ е е с я тем, что блок облучателя содержит нечетное, более одной, количество коллимирующих головок, закрепленных на поворотной планшайбе равномерно по окружности с центром, совпадающим с осью поворота планшайбы, причем оси отверстий коллимирукщих головок расположены в одной плоскости и пересекаются на оси поворотной планшайбы в одной точке.

3. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е е с я, тем, что штатив снабжен неподвижно закрепленной направляющей с упором, а механизм перемещения блока облучателя содер/13249

35 6 <2arcces алоэ а -zv

2 з1п у-, 40 жит. привод возвратно-поступатель ного перемещения держателей источ,ников излучения и делитель повороте, планшайбы, причем держатель источников содержит укрепленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси поворота планшайбы подпружиненный толкатель, соответствукщий упору направляющей.

Изобретение относится к области радиационной дефектоскопии, а именно к радиографическому методу контроля, ы может быть использовано для контроля неповоротных стыков труб, сварных соединений патрубков ядерных реакторов, паропроводов, а также в области радиоизотопной диагностики.

Известен способ и аппаратура для контроля патрубков по участкам последовательным перемещением источника излучения (13.

Недостатком такого способа является низкая производительность конт роля.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ радыоизотопной дефектоскопии попых тел вращения, включающий просвечивание контролируемого объекта изнутри потоком излучения на рентгеновскую пленку, закрепленную на внешней поверхности объекта 2 .

Недостатком прототипа является низкое качество получаемых снимков при контроле изделий малого диаметра, так как при контроле источник излучения располагается на оси полого изделия и при малых диаметрах иэделия на снимках появляется геометрическая.нереэкость изображения.

Цель изобретения — повысить качество получаемых снимков при контроле изделий малого диаметра.

Эта цель достигается тем, что в способе радиоиэотопной дефектоскопии полых тел вращения, включающем просвечивание контролируемого объекта изнутри потоком излучения и регистрацию внутренней структуры объекта на рентгеновскую плеыку, за; крепленную на внешней поверхности объекта, просвечивание осуществляют встречно-пересекающимися фронтальными пучками излучения, соэдаваемю. ми нечетным количеством источников иэлученыя, расположенных в коллими» рующих головках равномерно по окруж ности, концеитричной полому телу вращения., причем просвечивание про- . е ° - Устройство по и. 2 и 3, о т л,ч а ю щ е е с я тем, что делитель поворота планшайбы выполнен в виде пальца, скрепленного с подвижным подпружиненным толкателем, и закрепленного на поворотной плаышайбе кулачка с фигурными пазами, определяющими шаг дискретного поворота планшайбы, водят многократно, а между просвечиваниями коллимирующие головки од новременно поворачивают вокруг оси объекта на угол 6, определяемый иэ

$ соотношения о=и(„ ) где 0 Ес.

4r(v+dP(IV -W) зю рк и

1 \ а 7i

Ч вЂ” -алагез n J 4c3sf ф

20 где и — число источников излученыя1

9 — диаметр коллиматора источников; величина смещения источни25 ков излучения относительно оси объекта»

Р - наружный радиус объекта» г - его внутренний радиус»

Ь - ширина контролируемой зоны

o+ - дифференциальное дозовое

30 аль.бедо;

%>„- требуемая чувствительность|

oV- чувствительность в отсутствии радиационного фона»

5 - оптическая плотность по35 чернения радиографического снимка в отсутствии радиационного фона;

5 „ - максимально возможная плотность почернения испольэу" емой радиографической пленки а число поворотов, необходимис для полного цикла контроля, устанавливают больше либо равным -+ м пад

Для реализации способа имеется устройство, содержащее установленный на штативе блок облучателя и механизм перемещения блока облучателя в зону контроля, блок облучателя содержит нечетное, более одной, 713249 число коллимирующих головок, эакрепленных на поворотной планшайбе равномерно по окружности с центром, совпадающим с осью поворота планшайбы, причем оси отверстий коллимирующкх головок расположены в одной плоскости н пересекаются на оси поворотной планшайбы в одной точке, штатив снабжен неподвижно закрепленной относительно него направляющей с упором, а механизм перемещения блока облучателя содержит привод возвратно-поступательного перемещения держателей источников излучения и делитель поворота планшайбы, при этом держатель источников излучения содержит укрепленный с воэможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси поворота планшайбы . подпружиненный толкатель, соответствующий упору направляющей, делитель поворота планшайбы выполнен в виде пальца, скрепленного с подвижным подпружиненкям толкателем, и закрепленного на поворотной план- ,,шайбе кулачка с фигурными пазами, соответствующими пальцу и определяющими шаг дискретного поворота планшайбы.

На фиг. 1 и 2 показана схема расположения источников излучения при просвечивании контролируемого изделия» на фиг. 3 — устройство, общий вид» на фиг. 4 — разрез A-А на фиг.3; на фиг. 5 - то же, разрез в условиях контроля» на фиг. б - развертка кулачка, обеспечивающего дискретный поворот планшайбы на угол "-„"Угол 8 определягт размер просве. чиваемого участка и определяется из соображений обеспечения оптимальной чувствительности контроля.

При просвечивании нечетным числом источников излучения создается радиационный фон, который оказывает влияние на чувствительность контроля 1Ц, которая с.учетом влияния радиационного фона выражается следующей зависимостью

Р ep(R-3

Ф

P В

О

e4,=e < „„>,(1l

Ф S

РоВ 2(„,-5) где Ф - чувствительность контроля в отсутствии радиационного фона».

В - фактор накопления;

Рф - мощность экспозиционной дозы излучения фона;

РО - мощность экспозиционной дозы источника излучения; и - линейный коэффициент ослабления излучения материалом контролируемого иэделия.» оптическая плотность почернения радиографического снимка в отсутствии радиа-, ционного фона;

5 - максимально возможная плотмакс.

5 ность почернения применяемой радиографической пленки.

Мощность экспозиционной дозы излучения фона, создаваемого одним ис10 точником, определяется выражением р=р- —— ф о р2 2

-,Фа(Р- " J ф(г+сЦ rsvp

Подставляя значение Рф в выражение (1 ), получим (n- 1) aASe

4r(ridJ sin

2- 2Т (n-cia be

2. 2У 5 -S1

8r(r+a) sin — „(макс,/

Поскольку Мф не должна быть хуже, значений чувствительности, требуемой правилами контроля к, то условие

%Ф < % „ будет определять величину угла R а сЛедовательно, и размер просвечиваемого участка

1.5 где a+- дифференциальное доэовое альбедо;

С вЂ” площадь рассеивающей площадки;

У вЂ” угол падения излучения.

20 " Площадь рассеивающей площадки определяется углом 8 и выражается зависимостью

С=i b& где Ь вЂ” ширина контролируемой эоны.

Полагая 4 = О и учитывая, что материал контролируемого изделия ослабляет мощность экспозиционной дозы излучения фона в К раэ. где - (p .1

Р

К = а также выражая значения F и F< через геометрические параметры изделия, получим окончательное выражение для

З5 мощности экспозиционной дозы иэлуче; ния фона, создаваемого (и = 1) источниками

713249 — -garcsin

4091Р— и

g3yS Ь

@,-. — И"П вЂ”,.100, a (R- ) 6=2мю"ссов cos—

2 — з»»» — (3 )

d .2Ч

R 2

Чувствительность в отсутствии фона определяется выражением

I где Фв - чувствительность беэ учета влияния нереэкости изображения, которая выражается соотношением дпя канавочных эталонов л мн

2 92аS В е уsp(R»" J для проволочных эталонов, - где ь5„, и - минимальная разность плотностей почернения; различимая глазом или расшифровочным оборудо. ванием ф» " контрастность использу.емой радиографической пленкир

Π— общая нерезкость,иэображенияу

U = О + 0 — для канавочных эталонов

8 чувствительности; ги ц О Ь (1 gUs )

ОГ для проволочных эталонов чувствитель ности; . где 08 - внутренняя нерезкость используемой рентгеновской .пленкиу

U„ - геометрическая нерезкость, которая для данного случая определяется следующим выражением:

Г где,д - размер активной части источника излучения.

Величину угла 6 также Определяет, угол коллимации пучка излучения Vi который ограничивается рядом расположенными"коллиматорами.

Угол 8 связан с углом коллимации следующим соотношением

Максимальное значение угла коллимации М зависит от геометрических параметров контролируемого иэделия, числа коллиматоров и, их диаметра и определяется следующей зависимостью

Таким образом, значение угла 6 следует выбирать минимальным иэ двух значений, определенных по формулам (2) и (3).

Изобретение реализуется следующим образом.

Блок облучателя перемещает в рабочую зону вдоль направляющей; подвижный элемент блока облучателя взаимодействует с упором и через подвижный подпружиненный толкатель одновременно осуществляет поворот комплекта радиационных головок, разме20 щенных на поворотной планшайбе и одновременный выпуск встречно-пересекающихся фронтальных пучков иэлученияУстройство для радиоиэотопной дефектоскопии содержит блок облучате"

25 ля и штатив 2, причем блок облучателя включает в себя корпус 3, поворотную планшайбу, совмещенную с кулачком 4, коллимирующие головки

5-7, оснащенные держателями с источ30 никами излучения 8-10 соответственно тяги 11-13, траверсу 14, направляющие скольжения 15 и 16, подпружиненный относительно корпуса толкатель 17, жестко соединенный с паль 5 цем 18 и шарнирно укрепленный в корпусе двуплечий рычаг 19, а шта-. тив включает в себя направляющую 20, снабженную упором 21 и электромеханический привод перемещения 22 блока облучателя.

Устройство работает следующим образом.

Включается электромеханический привод 22. Блок облучателя 1 перемещается в рабочую зону. Рычаг 19, шарнирно укрепленный в корпусе облучателя 1, взаимодействует с упором

21 направляющей 20 и перемещает кинематичцдки связанный с ним подпружиненный толкЯтель 17, который через 50 траверсу 14 и тяги 11-13 перемещает держатейи с источниками 8-10 в коллимационные окна радиационных головок 5-7, а палец 18 подпружиненного толкателя 17, взаимодействуя с кулачком 4 поворотной планшайбы, производит поворот радиационных головок íà угол -2 .

»»»»

713249

A > цыц

ОаМВРВКа КОНРитУРации кулачка

Корректор О. Тигор

Редактор М. Кузнецова Техред Т. Фанта

Заказ 6444/2 Тираж 873 Подписное

BHHHMH Государственного комИтета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4