Открытие Рентгена

Напряжение между катодом  и анодам создается высковольтным  трансформатором, которым повышают напряжение сети до напряжения необходимого для работы рентгеновской трубки.

Эффективность работы рентгеновских  трубок во многом зависит от схемы питания. Анодное напряжение на рентгеновской трубке может быть переменным, пульсирующим и постоянным.

Полуволновая безвентильнаясхема, используется в переносных рентгеновских  аппаратах, выполняемых в виде моноблока (блок-трансформатора). В этом случае рентгеновская трубка служит не только источником рентгеновского излучения, но и выпрямителем подводимого переменного напряжения. Преимущество такой схемы в простоте, небольших размерах и массе; недостаток – в опасности выхода из строя рентгеновской трубки при длительной работе из-за обратной эмиссии электронов с мишени анода. Поэтому такие моноблочные аппараты, как правило, применяются для работы в повторно-кратковременном режиме.

Чтобы исключить обратный ток при перегреве мишени анода, используют полуволновые схемы, в которые включены последовательно с трубкой один или два вентиля, с помощью которых перераспределяется высокое напряжение, и на рентгеновскую трубку вов время отрицательного полупериода подается в 2-3 раза меньшее напряжение.

Для питания рентгеновской  трубки широко применяется мостовая схема двухполупериодного выпрямления: в первый полупериод ток проходит через одну пару вентелей, во второй полупериод – черз другую. Схема  удвоения со сглаженным напряжением, в  которой используется два конденсатора и два вентиля, позволяет получить практически постоянное высокое напряжение. Каждый конденсатор заряжается поочередно через полупериод до амплитудного напряжения трансформатора. При этом между обкладками конденсаторов, к которым подключена рентгеновская трубка, образуется удвоенное напряжение. Разряд конденсаторов через трансформатор невозможен, т.к. этому препятствуют диоды. В современных рентгеновских аппаратах в схемах питания рентгеновских трубок для уменьшения пульсации при сглаживании напряжения используют схемы на промежуточных частотах 500 Гц и более.

 

Контрольная аппаратура.

Контрольная аппаратура служит для управления рентгеновским  аппаратом и позволяет установить и поддерживать во время работы определенную интенсивность, энергию и продолжительность генерирования рентгеновского излучения.

Контрольная аппартура  включает:

• стабилизаторы тока накала и высокого напряжения;
• устройство защиты рентгеновской трубки от перегрузок;
• индикаторы сетевого и высокого напряжения;
• реле времени;
• сигнализаторы неисправностей и блокировок.

 

Ряд рентгеновских аппаратов:

• рентгеновские аппараты с максимальным напряжением до 100 кВ. Используются для просвечивания объектов из легких материалов (пластмасс, легких сплавов) и стали толщиной до 5-8 мм;
• рентгеновские аппараты с максимальным напряжением до 100-400 кВ. Используются для просвечивания изделий из стали и тяжелых сплавов (8-80 мм по стали);
• рентгеновские аппараты с максимальным напряжением до 0,5-2 МэВ. Используются для просвечивания изделий из стали и тяжелых сплавов (до 200 мм по стали);
• бетатроны, микротроны с энергией до 10-15 МэВ. Используются для просвечивания изделий, имеющих толщину до 400 мм по стали.

 

Радиографическая  пленка и ее характеристики.

Радиографическая пленка состоит из следующих слоев:

• подложка – основание пленки, представляющее собой тонкую, прозрачную и гибкую пластмассу;
• подслой – тонкий слой специального клея, нанесенный с обеих сторон подложки и улучшающий соединение эмульсионных слоев с подложкой;
• светочувствительные эмульсионные слои – слои, состоящие из равномерно распределенных кристаллов AgBr и частично AgJ, нанесенный с двух сторон на подслой
• защитный слой – тонкий слой на основе желатина предохраняющий эмульсионные слои от механических повреждений

Использование радиографических пленок в качестве детекторов рентгеновского и γ-излучения основано на фотохимическом действии этих излучений.

Оптическая плотность  почернения – величина, характеризующая  непрозрачность негатива, численно равна  десятичному логарифму отношения интенсивности светового потока, падающего на негатив (i₀), к интенсивности светового потока, прошедшего через негатив.

Основные параметры  радиографической пленки определяют путем  построения характеристической кривой – зависимость плотности почернения радиографической пленки от логарифма экспозиции.

7.4 Характеристическая  кривая радиографической пленки

 

Радиографическая пленка обладает некоторой первоначальной плотностью вуалью. Дв = 0,1-0,3 еще до экспозиции, что объясняется непрозрачностью  подложки и способностью некоторого числа зерен AgBr проявляться без воздействия на них излучения.

Коэффициент контрастности радиографической пленки (γ) определяется углом наклона участка нормальных экспозиций (ВС) к оси абсцисс и равен тангенсу этого угла.

 

γ=tg(φ)

 

Чувствительность пленки к излучению (S_0,85) равна обратной величине экспозиционной дозы, при которой плотность почернения на 0,85 превышает первоначальную вуальную плотность почернения пленки Д_в

 

S_0.85=1/X_0.85[p^-1]

 

Широта пленки определяет интервал экспозиции, ограниченный точками начала (Х_в) и конца (Х_с) прямолинейного участка характеристической кривой, то есть определяет максимальный диапазон толщин объекта, который можно радиографировать на одну пленку за одну экспозицию, не выходя за пределы рабочего участка характеристической кривой.

В России выпускают четыре класса радиографических пленок:

1 класс, пленки типа  РТ-5, РТ-К – особомелкозернистые  высококонтрастные безэкранные  с низкой чувствительностью к  излучению; они применяются для  получения наилучшей выявляемости дефектов при просвечивании изделий из легких сплавов, а также при контроле высокответственных изделий. Применяются с металлическими экранами и без них;

2 класс, пленки типа  РТ-4М, РТ-СШ – также мелкозернистые  и высококонтрастные, но чувствительность их к излучению выше чем у пленок 1 класса. Предназначены для просвечивания изделий из легких сплавов и стали малой толщины. Применяются с металлическими экранами и без них;

3 класс, высокочувствительные  к излучению безэкранные пленки  типа РТ-1. Они в основном используются для контроля толстостенных изделий. Применяются с металлическими экранами и без них;

4 класс, пленки типа  РТ-2, РМ-1 - высокочувствительные к  излучению экранные пленки, обладающие  высокой чувствительностью к  излучению и высокой контрастностью при использовании флуоресцирующих экранов. Используется при контроле толстостенных изделий для выявления крупных дефектов.

Характеристика	Класс пленки
	1                 2                  3               4
Коэффициент контрастности  пленки	Больше                 ß         Меньше
Выявляемость мелких дефектов	Больше                   ß         Меньше
Чувствительность пленки к излучению S0.85	Меньше                   à         Больше
Зернистость	Меньше                   à         Больше
Разрешающая способность	Больше                  ß         Меньше
Широта пленки	Меньше                   à        Больше
Производительность	Меньше                    à         Больше
Просвечиваемый диапазон толщин	Меньше                    à         Больше

Зависимость радиографических пленок от их класса

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Типовая промышленная рентеген-лаборатория на примере лаборатории «ОКБ «Новатор»

 

Опытное конструкторское  бюро "Новатор" осуществляет разработку и производство ракетной техники различного назначения (ракетных комплексов, управляемых ракет, пусковых установок ЗУР, учебных средств и пр.) наземного, морского и авиационного базирования для Военно-морского флота, Сухопутных войск, Военно-воздушных сил.

Предприятие представляет собой научно-производственный комплекс, оснащенный современным оборудованием  и позволяющий осуществлять производство серийных партий изделий. На предприятии  внедрена система качества в соответствии с ГОСТ РИСО 9001-2001. Отдел неразрушающего контроля, отвечающий за качество продукции на всех этапах производства, содержит в себе несколько участков: рентгенконтроль, люмконтроль, капиллярный контроль, УЗК-контроль, визуальный контроль.

8.1 Рентгеновский аппарат Isovolt Titan

Основная задача рентгенлаборатории контроль качества сварных соединений. Решение о рентгенконтроле принимается  в конструкторском бюро, либо на технологических участках цехов. Рентгенконтролю  может подвергаться как вся партия деталей, так и определенное выборочное их количество.

Рентген контроль осуществляется на современных рентгеновских аппаратах Isovolt titan и Isovolt HS компании «General Electric», а также на отечественных аппаратах РАП. Проявка пленок на автоматических проявочных машинах Экран-80П44М, позволяет получить готовый снимок за 4-8 минут.

8.2 Автоматическая проявочная машина Экран-80П44М

 

На предприятии также  внедрена рентгено-телевизионная система  для контроля качества в реальном времени или с сохранением  данных на электронных носителях.

В штат рентгеновской  лаборатории входят дефектоскописты, инженеры-рентгенологи, технологи, инженер  по оборудованию и ведущий инженер  лаборатории.

 

1-Рентгенаппарат Isovolt HS; 2-Рентгенаппарат Isovolt Titan; 3-рентегнаппарат РАП; 4-рельсоваятележка для крупногабаритных узлов; 5-Проявочная машина Экран-80П44М; 6-Пульт управления рентгеновскими аппаратами; 7-Негатоскопы для расшифровки снимков; 8-Рентгено-телевизионная система.

 

9. Требования методических документов по радиационному контролю.

 

Метод радиографического контроля сварных соединений, выполненных сваркой плавлением, с толщиной свариваемых элементов от 1 до 400 мм, с применением рентгеновского, гамма – и тормозного излучений и радиографической пленки устанавливает ГОСТ 7512-82 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод».

Радиографический контроль применяют для выявления в  сварных соединениях трещин, непроваров, пор, инородных включений (вольфрамовых, шлаковых), а также для выявления  недоступных для внешнего осмотра подрезов, выпуклости и вогнутости корня шва, превышения проплава.

При радиографическом контроле не обеспечивается выявление следующих  несплошностей и включений:

• если их протяженность в направлении просвечивания менее удвоенного значения абсолютной чувствительности контроля;
• трещин и непроваров с раскрытием менее 0,1 мм, если толщина просвечиваемого материала до 40 мм, 0,2 мм – при толщине материала от 40 до 100 мм, 0.3 мм – при толщине материала от 100 до 150 мм.
• трещин и непроваров, плоскость раскрытия которых не совпадает с направлением просвечивания;
• если изображение несплошностей и включений совпадает на радиографическом снимке с изображением посторонних деталей, острых углов, резких перепадов толщин свариваемых элементов.

Допустимые размеры  несплошностей и включений в контролируемых объектах указывают в чертежах, технических условиях, правилах контроля или в другой нормативно-технической документации.

При их отсутствии, допустимые несплошности и включения в зависимости  от класса сварных соединений могут быть определены по ГОСТ 23055 «Контроль неразрушающий. Сварка металла плавлением. Классификация сварных соединений по результатам радиографического контроля».

Радиографический контроль осуществляется при наличии двустороннего  доступа к контролируемому участку сварного шва изделия и возможности проведения контроля по схемам, обеспечивающим выполнение требований ГОСТ 7512-82.

Отношение толщины контролируемого  сварного соединения в направлении  просвечивания к общей суммарной  толщине просвечиваемого металла  для нахлесточных, тавровых и угловых сварных соединений, подлежащих радиографическому контролю, не должна быть менее 0,2.

Радиографическая пленка должна устанавливаться вплотную к  контролируемому шву или на расстоянии от него не более 150 мм.

Угол между направлением просвечивания и нормалью к радиографической пленке в центре снимка должен быть минимальный и не превышать 45^о.

Требования предъявляемые  к инженерно-техническим работникам и дефектоскопистам выполняющим  радиографический контроль должны соответствовать «Правилам аттестации персонала в области неразрушающего контроля» ПБ 03-440-02 или ПНАЭ Г-7-010-089.