Радиография в рамках неразрушающих испытаний

История рентгенографического исследования

История радиографического тестирования на самом деле включает в себя два события. Первое началось с открытия рентгеновских лучей Вильгельмом Конрадом Рентгеном в 1895 году, а второе было объявлено Мари Кюри в декабре 1898 года о том, что она продемонстрировал существование нового радиоактивного материала под названием «Радий».

Что такое рентгенографическое тестирование?

Рентгенографическое исследование (RT или рентген или гамма-излучение) - это метод неразрушающего контроля (NDT), который проверяет объем образца. Рентгенография (рентген) использует рентгеновские лучи и гамма-лучи для создания рентгенограммы образца, показывающей любые изменения в толщине, дефекты (внутренние и внешние) и детали сборки, чтобы обеспечить оптимальное качество изделия.

RT обычно подходит для испытания сварных соединений, к которым можно получить доступ с обеих сторон, за исключением методов изображения двойных стенок сигнала, используемых на некоторых трубах. Хотя это медленный и дорогой метод неразрушающего контроля, он является надежным способом обнаружения пористости, включений, трещин и пустот во внутренней части сварного шва.

RT использует рентгеновские или гамма-лучи. Рентгеновские лучи производятся с помощью рентгеновской трубки, а гамма-лучи производятся с помощью радиоактивного изотопа

Рентгеновская трубка с водяным охлаждением

К - катод (источник электронов)

A - анод (электроны-мишени)

C - охлаждающая вода

UH - напряжение нагрева

UA - ускоряющее напряжение

X - рентгеновское излучение (рентген)

Метод основан на том же принципе, что и медицинская рентгенография в больнице. Кусок рентгенографической пленки помещают на удаленную сторону исследуемого материала, и затем излучение передается через одну сторону материала на удаленную сторону, где размещается рентгенографическая пленка.

Рентгенографическая пленка обнаруживает излучение и измеряет различные количества излучения, получаемого по всей поверхности пленки. Эта пленка затем обрабатывается в условиях темной комнаты, и различные степени излучения, принимаемого пленкой, отображаются на дисплее с различной степенью черного и белого, это называется плотностью пленки и просматривается на специальном светоизлучающем устройстве.

Разрывы в материале влияют на количество излучения, получаемого пленкой через эту конкретную плоскость материала. Квалифицированные инспекторы могут интерпретировать полученные изображения и записывать местоположение и тип дефекта, присутствующего в материале. Рентгенография может быть использована для большинства материалов и форм продукции, например сварные швы, отливки, композиты и т. д.

Радиографическое тестирование обеспечивает постоянную запись в виде рентгенограммы и обеспечивает высокочувствительное изображение внутренней структуры материала.

Количество энергии, поглощаемой объектом, зависит от его толщины и плотности. Энергия, не поглощенная объектом, вызывает облучение рентгеновской пленки. Эти области будут темными, когда фильм разворачивается. Области пленки, подверженные меньшему количеству энергии, остаются светлее. Поэтому области объекта, где толщина была изменена из-за неоднородностей, таких как пористость или трещины, будут выглядеть как темные контуры на пленке. Включения низкой плотности, такие как шлак, будут отображаться в виде темных областей на пленке, в то время как включения высокой плотности, такие как вольфрам, будут отображаться в виде светлых областей.

Все несплошности обнаруживаются путем просмотра формы сварного шва и изменения плотности обрабатываемой пленки. Эта постоянная пленочная запись качества сварного шва относительно легко интерпретируется, если персонал должным образом обучен. Только квалифицированный персонал должен проводить рентгенографию и рентгенографическую интерпретацию, потому что ложные показания могут быть дорогими и могут серьезно повлиять на производительность, а также потому, что невидимое рентгеновское и гамма-излучение может быть опасным.

Преимущества и недостатки рентгенографического тестирования

Недостатки 

• Оборудование может быть громоздким и представлять большую радиационную опасность;
• Испытательная зона должна быть контролируемая;
• Установка оборудования достаточно трудоемкое и дорогостоящее;
• Доступ может потребоваться к обеим сторонам объекта;
• Может не обнаружить критических дефектов;
• Для интерпретации результатов требуется опытной персонал;
• Гамма результаты уступают рентгеновским результатам;
• Гамма менее чувствительна, чем рентгеновские лучи на тонких материалах;
• Не подходит для некоторых конфигурация.

Преимущества

• Объемное исследование;
• Позволяет обнаружить поверхностные и внутренние дефекты;
• Постоянная регистрация;
• Хороший метод контроля качества.

Стандарты

ASTM INTERNATIONAL (ASTM)

ASTM E 94 Стандартное руководство по рентгенографическому обследованию.

ASTM E 155 Стандартные контрольные рентгенограммы для контроля алюминиевых и магниевых отливок.

ASTM E 592 Стандартное руководство по получаемой эквивалентной чувствительности пенетраметра ASTM для рентгенографии стальных пластин. Толщина от 1/4 до 2 дюймов. От 6 до 51 мм. Толщина с лучами X и От 1 до 6 дюймов.

ASTM E 747 Стандартная практика для проектирования, изготовления и классификации материалов Классификация показателей качества изображения проволоки (IQI), используемых для радиологии.

ASTM E 801 Стандартная практика контроля качества радиологического обследования электронных устройств.

ASTM E 1030 Стандартный метод испытаний для радиографического исследования металлических отливок.

ASTM E 1032 Стандартный метод испытаний для радиографического исследования сварных швов.

ASTM 1161 Стандартная практика для радиологического исследования полупроводников и электронных компонентов.

ASTM E 1648 Стандартные контрольные рентгенограммы для исследования сварочных соединений алюминия.

ASTM E 1735 Стандартный метод испытаний для определения относительного качества изображения промышленной рентгенографической пленки, подвергаемой рентгеновскому излучению, от 4 до 25 МэВ.

ASTM E 1815 Стандартный метод испытаний для классификации пленочных систем для промышленной радиографии.

ASTM E 1817 Стандартная практика контроля качества радиологического обследования с использованием репрезентативных показателей качества (RQI).

ASTM E 2104 Стандартная практика радиографического исследования современных авиационных и турбинных материалов и компонентов.

Американское общество механических инженеров (ASME)

BPVC Раздел V Неразрушающий контроль: статья 2 Радиографический контроль.

Американский нефтяной институт (API)

API 1104 Сварка трубопроводов и связанных с ними объектов: 11.1 Методы радиографических испытаний.

Международная организация по стандартизации (ISO)

ISO 4993 Стальные и чугунные отливки. Рентгенографический контроль.

ISO 5579 Неразрушающий контроль. Радиографический контроль металлических материалов рентгеновским и гамма-излучением. Основные правила.

ISO 10675-1 Неразрушающий контроль сварных швов. Приемочные уровни для радиографических испытаний. Часть 1. Сталь, никель, титан и их сплавы.

ISO 11699-1 Неразрушающий контроль. Промышленные рентгенографические пленки. Часть 1. Классификация пленочных систем для промышленной радиографии.

ISO 11699-2 Неразрушающий контроль. Промышленные рентгенографические пленки. Часть 2. Контроль обработки пленки посредством эталонных значений.

ISO 14096-1 Неразрушающий контроль. Квалификация систем оцифровки рентгенографической пленки. Часть 1. Определения, количественные измерения параметров качества изображения, стандартная эталонная пленка и контроль качества .

ISO 14096-2 Неразрушающий контроль. Квалификация систем оцифровки рентгенографической пленки. Часть 2. Минимальные требования.

ISO 17636 Неразрушающий контроль сварных швов. Радиографический контроль сварных соединений, полученных сваркой плавлением.

ISO 19232 Неразрушающий контроль. Качество изображения рентгенограмм.

Европейский институт по стандартизации (CEN)

EN 444 Неразрушающий контроль. Общие принципы рентгенографического исследования металлических материалов с использованием рентгеновского и гамма-излучения.

EN 462-2 Неразрушающий контроль. Качество изображения рентгенограмм. Часть 2. Индикаторы качества изображения (тип ступеньки / отверстия) - определение значения качества изображения.

EN 462-3 Неразрушающий контроль. Качество изображения радиограмм. Часть 3. Классы качества изображения для черных металлов.

EN 462-4 Неразрушающий контроль. Качество изображения рентгенограмм. Часть 4. Экспериментальная оценка значений качества изображения и таблиц качества изображения.

EN 462-5 Неразрушающий контроль. Качество изображения рентгенограмм. Часть 5. Качество изображения индикаторов (тип дуплексного провода), определение значения нерезкости изображения.

EN 584-1 Неразрушающий контроль. Промышленная рентгенографическая пленка. Часть 1. Классификация пленочных систем для промышленной радиографии.

EN 584-2 Неразрушающий контроль. Промышленная рентгенографическая пленка. Часть 2. Контроль обработки пленки посредством эталонных значений.

EN 1330-3 Неразрушающий контроль. Терминология. Часть 3. Термины, используемые в промышленном радиографическом контроле.

EN 1435 Неразрушающий контроль сварных швов. Радиографический контроль сварных соединений.

EN 2002-21 серия Aerospace - металлические материалы. Методы испытаний. Часть 21. Радиографический контроль отливок.

EN 10246-10 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 10. Рентгенографический контроль сварного шва стальных труб, сваренных автоматической дуговой сваркой, для обнаружения дефектов.

EN 12517-1 Неразрушающий контроль сварных швов. Часть 1. Оценка сварных соединений в стали, никеле, титане и их сплавах с помощью радиографии. Уровни приемки.

EN 12517-2 Неразрушающий контроль сварных швов. Часть 2. Оценка сварных соединений алюминия и его сплавов с помощью радиографии. Уровни приемки.

EN 12679 Неразрушающий контроль. Определение размера промышленных рентгенографических источников. Радиографический метод.

EN 12681 Основание - рентгенографическое исследование.

EN 13068 Неразрушающий контроль. Радиоскопический контроль.

EN 14096 Неразрушающий контроль. Оценка системы оцифровки рентгенографической пленки.