К методам контроля внутренних дефектов относятся радиационный и ультразвуковой контроль.

Радиационный контроль

Под этим видом контроля понимают неразрушающий контроль, ос­нованный на взаимодействии проникающего ионизирующего излуче­ния с контролируемым объектом (рис. 12.3).

Рис. 12.3. Схема радиационного контроля:

1 - источник излучения; 2 - объект контроля; 3 - детектор излучения;

4 - средства расшифровки и оценки результатов контроля

При прохождении через вещество ионизирующего излучения про­исходит его ослабление - поглощение и рассеивание. Степень ослабле­ния зависит от толщины s и плотности р контролируемого материала, а также от интенсивности М и энергии Е самого излучения. Наличие в материале дефектов размером Аs приводит к резкому изменению энер­гии и интенсивности выходного пучка излучения; выходящий пучок несет дефектоскопическую информацию о внутренней структуре конт­ролируемого материала.

Источником излучения могут быть промышленные рентгеновские ап­параты или гамма-дефектоскопы, заряженные радиоактивными изотопами.

Существуют три метода радиационного контроля - радиографичес­кий, радиоскопический и радиометрический.

Радиографический контроль основан на фиксации статического изображения внутреннего строения контролируемого объекта при про­свечивании его ионизирующим излучением.

Радиоскопический метод основан на получении статического или динамического изображения на экране внутренней структуры контро­лируемого соединения при его просвечивании ионизирующим излуче­нием.

Радиометрический метод контроля основан на получении инфор­мации о внутренней структуре контролируемого объекта, представлен­ной в цифровой или аналоговой форме.

В промышленности широко распространен радиографический метод, при котором в качестве детектора используется радиографическая плен­ка. В зависимости от вида излучения различают рентгенографию и гам­маграфию. При рентгенографии применяют рентгеновское (так назы­ваемое тормозное) излучение, представляющее собой разновидность электромагнитных колебаний, которые по сравнению с видимым све­том и ультрафиолетовым излучением имеют как общие волновые свой­ства, так и специфические особенности, связанные с их квантовыми свойствами (длина волны рентгеновского излучения 6*10 9 м). Источ­ником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка, ко­торая представляет собой стеклянный вакуумный баллон с двумя впа­янными электродами. Рентгеновское излучение генерируется при торможении на аноде потока электронов, испускаемых катодом.

у-излучение (длина волны 10 :{...10 2 м) возникает в естественных или искусственных радиоизотопах при их распаде, у-кванты обладают (в зависимости от их энергии) существенно большей проникающей спо­собностью по сравнению с тормозным рентгеновским излучением.

Рентгенографию применяют преимущественно в цеховых условиях и реже в условиях монтажа, когда к контролю качества сварных соединений предъявляются высокие требования по чувствительности. Гаммаграфия доминирует при контроле сварных соединений, расположенных в труд­нодоступных местах конструкции, преимущественно в монтажных ус­ловиях.

Радиографические пленки используют в комбинации с усиливаю­щими металлическими или флуоресцентными экранами. Применение таких экранов приводит к сокращению экспозиций, а их усиливающее действие основано на выбивании излучением из их поверхности элект­ронов, которые эффективно взаимодействуют с радиографической плен­кой. В качестве материалов для таких экранов используют фольгу из

тяжелых металлов (медь, свинец). Эти экраны устанавливают либо по­зади, либо впереди радиографической пленки.

Время экспозиции (просвечивания) зависит от чувствительности ра­диографической пленки, фокусного расстояния, мощности экспозици­онной дозы, толщины просвечиваемого материала, его состава и опре­деляется опытным путем. От выбора фокусного расстояния зависит производительность контроля и минимальные размеры выявляемого дефекта.

Чувствительность контроля определяют визуально как минималь­ную величину элемента эталона чувствительности, различимую на ра­диографическом снимке. Эталон чувствительности (рис. 12.4) устанав­ливают рядом с просвечиваемым швом.

Размеры дефектов, выявляемых при радиографическом контроле, зависят от его параметров (характеристик источника излучения, радио­графической пленки) и условий проведения. При контроле рентгено­вским излучением выявляемость локальных и протяженных дефектов и производительность контроля зависят от величины напряжения на трубы рентгеновского аппарата.

Радиографический контроль хорошо выявляет одиночные дефекты локальной формы (газовые, шлаковые и вольфрамовые включения), цепочки пор. Выявляемость внутренних трещин связана совпадением падающего луча излучения с плоскостью расположения трещины внут­ри металла.

Большое значение имеет правильно выбранная схема контроля свар­ного соединения, которая определяется его конструкцией.

Объем контроля в судостроении определяется правилами контроля (техническими условиями на изготовление) в зависимости от катего­рии конструкции. Так, для сварных конструкций из сталей с пределом текучести до 500 МПа:

I категория - 20% протяженности шва;

II категория - 5% протяженности шва;

III категория - 2% протяженности шва.

После проявления пленки производится ее оценка по 3-балльной шкале. Критерии оценки балльности приведены в соответствующей тех­нической документации (правилах контроля, правилах Регистра и т. д.). Они устанавливают допустимое наличие различного типа дефектов. Наи­меньшее количество дефектов допускается при оценке по баллу 3. Так, при сварке стыковых швов низколегированными материалами отдель­ные округлые газовые и шлаковые включения размером 1,0...2,0 мм (в зависимости от толщины) допускаются в количестве не более одного на 100 мм длины шва. Не допускаются цепочки включений округлой и про­долговатой формы, непровары и трещины. Последние два вида дефектов не допускаются и при оценке снимков баллами 2 и 1. Выявленные недо­пустимые дефекты должны удаляться (газовой строжкой либо механичес­ким путем) с последующей заваркой с контролем отремонтированных участков.