Примеры радиационного контроля

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

4.1. Радиационный контроль стыкового сварного соединения стальных листов толщиной 2В мм в условиях заводской лаборатории. Возможны два варианта: а) для соединений высокой ответственности - требования выявляемости мелких объектов; б) требования наименьшей экспозиции (высокой производительности).

4.1.1. Выбор источника излучения

По рис.1 выбираем схему контроля. По схеме с учетом технологического припуска устанавливаем просвечиваемую толщину d = 30 мм.

По заданному материалу и d согласно ГОСТ20426-82 (табл. 2 и 3) выбираем подходящий источник. Пригодны рентгеновские аппараты с Uа = 250-300 кВ и источники с нуклидами S е75, Zr 192, С s 137. Выбираем передвижной рентгеновский аппарат РАП-150/300-10 (табл.1).

4.1.2. Пленка и экраны.

Для варианта (а) используем высококонтрастную пленку РТ-5 без усиливающих экранов. Для варианта (б) выбираем пленку РТ-2 с усиливающим экраном.

4.1.3. Фокусное расстояние F должно быть не менее 50 см. Принимаем F =75 см.

4.1 4. Экспозиции просвечивания t определяем по номограмме (рис.1). Для стали d=30 мм при "исходной" пленке РТ-1 с металлическими экранами и U =250 кВ требуется I в=6 м A _* мин.

t =6/10=0,6 мин.

Принимается ток I =10 м A, получаем t =0.6 мин.

Для других пленок время t, мин, рассчитываем по формуле t = t ₀ K /К₀,

где t ₀ - время просвечивания, определенное по рис.2 для исходной пленки;

К₀ - переходной коэффициент для исходной пленки и варианта зарядки касет (табл.5);

t ,К - время просвечивания и переходной коэффициент для искомой пленки и варианта зарядки кассет.

Тогда:

а) для пленки РТ-5 без экранов время просвечивания составит t =0,61*8,4/0,5=10 мин;

б) для РТ-2 используем две пары экранов: два металлических (К=0,8) и два флуоресцентных (К=0,04).

Тогда t =0,6*0,8*0,02/0,5=0,04 мин =(3сек).

Таблица 5

Коэффициент перехода К по времени просвечивания от пленки

РТ-1 к другим пленкам

Вариант зарядки плёнки	РТ-1	РТ-2	РНТМ-1	РТ-СШ	РТ-4М	РТ-5
Без усиливающих экранов	1	1,7	2	2,5	5	8,4
С металлическими экранами при напряжении > 400 кВ	0,5	0,8	1	1,25	2,5	4,2
С люминисцентными экранами при U = 80 кВ и времени просвечивания 100 с	0,5 – 0,22	0,04 – 0,015	1 – 0,43	1,25 – 0,5	2,5 – 1,2	4,2 – 1,8

4.2. Радиационный контроль углового сварного соединения стальных листов толщиной 8 мм. Соединение невысокой ответственности. Контроль в цеховых условиях.

4.2.1. Источник излучения выбираем как в примере 4.1. Применяем фронтальное просвечивание под углом = 45⁰ (рис.1). Просвечиваемая толщина d _пр = d * sin 45=8_*0,76 мм.

По ГОСТ20426-82 пригодны рентгеновские аппараты с Ua =110-120 кВ и нуклиды Т l 170, S с75, Zr 192.

С целью обеспечения радиационной безопасности работников цеха используем аппарат МИРА-2Д (табл.1).

4.2.2. Учитывая невысокую ответственность соединения, используем, высокочувствительную пленку РТ-1 с металлическим экраном.

4.2.3. При импульсном излучении фокусное расстояние принимают равным 30-60 см. Принимаем F=30 см. Экспозиция просвечивания по номограмме Рис.3 составляет t =1,6 мин.

4.3. Радиационный контроль таврового сварного соединения алюминиевых листов толщиной d=5 мм. Катет К=4 мм.

4.3.1. Источник питания выбирается по установленному порядку. Принимаем фронтальное просвечивание под углом =45⁰ (рис.1). Просвечиваемая толщина d _пр =К_* sin 45+ d /со s 45=4_*0,7+5/0,7 10 мин.

По ГОСТ20416-82 пригодны рентгеновские аппараты с U а = 130-190 кВ и нуклиды Т l 170, S е75, С s 137. Выбираем дефектоскоп Гаммарид 170/400 [3,4].

Рис.3. Номограмма для определения экспозиций просвечивания t стали толщиной δ излучением от аппаратов МИРA-1Д(1), МИРА-1Д(2) и МИРА-3Д(3) на пленки РТ-1 и РТ-5 с оловянисто-свинцовыми фольгами толщиной 0,005 мм

(F = 30 см, S = 1,8-2,0)

Требуется высокая производительность контроля. Условия монтажа.

4.3.2. Для обеспечения высокой производительности используем высокочувствительную пленку РТ-1 и металлические экраны.

4.3.3. Фокусное расстояние принимаем F=45 см. Дефектоскоп Гаммарид 170/400 оснащен источником Тm170, имеющим МЭД 3_*10 мА/кт. Время, прошедшее до момента просвечивания,130 дн. По номограмме (2, рис.3.22) получаем t = 0,05 ч = 3 мин.

4.4. Радиационный контроль кольцевого стыкового сварного соединения. Стык стальной трубы 600 мм с толщиной стенки 20 мм. Соединение высокой ответственности. Условия монтажа.

4.4.1. Источник излучения выбираем, как в примере 4.1.

а) При диаметре трубы > 500 мм целесообразен панорамный способ просвечивания (рис.1).

б) Просвечиваемая толщина с усилением 22 мм.

в) По ГОСТ20428-82 пригодны рентгеновские аппараты с U а = 200-230 кВ и источники S е75, Zr 192, С s 137. Выбираем дефектоскоп Гаммарид 192/120, который можно применить в полевых условиях.

4.4.2. Используем высокочувствительную пленку РТ-5. Для ускорения процесса принимаем металлические экраны.

4.4.3. Фокусное расстояние равно половине диаметра трубы, т.е. F=30 см.

4.4.4. Экспозицию просвечивания (t) по рис.8.4 и рис.8.5 [21 находим для d=22 мм, пленки РТ-5 и F = 50 см, экспозиционная доза Д=4_*0,9 м A /кт. Время просвечивания при F=30 см, t = (Д/Р)( F / F ₀ ), где F ₀ - фокусное расстояние, для которого построена номограмма (50 см); F - заданное фокусное расстояние (30 см); t = (4_*0,9/2,06_*10)(30/50) = 63 с.

5. Ультразвуковая дефектоскопия.

Ультразвуковая дефектоскопия является одним из распространенных методов неразрушающего контроля, в котором используются механические колебания упругой среды, частота которых обычно 0,5-10 мГц. При падении ультразвуковой волны на границу двух сред часть энергии отражается, часть энергии проходит во вторую среду. Коэффициент отражения от трещин, несплавлений и пор близок к единице, если величина раскрытия >10 мм. Коэффициент отражения от шлаковых включений равен 0,15 (для продольных волн), а для поперечных - 0,35-0,65 в зависимости от марки флюса, акустические колебания от генератора излучателя распространяется в материале изделия. При наличии несплошности образуется отраженное поле и поле рассеяния. За несплошностью есть акустическая тень, а поверхность несплошности отражает УЗ - колебания. Регистрируя с помощью приемника-искателя ослабление УЗ - волны или эхо, т.е. осаженную УЗ - волну, можно судить о наличии несплошностей в сварном шве. Существуют 5 основных методов УЗ-контроля: эхо-метод, теневой, зеркально-теневой, эхо-зеркальный, эхо-теневой. Основными являются два главных метода УЗ-контроля: теневой и эхо-метод.

Основные этапы технологического процесса УЗ-контроля сварных соединений следующие: 1) подготовка к контролю; 2) поиск дефектов; 3) измерение дефектов - их размеров, формы и расположения; 4) оценка качества соединения.

Подготовка к УЗ-контролю включает: а) выбор основных параметров контроля и параметров сканирования; б) настройку дефектоскопа по контрольным образцам на заданные параметры: в) очистку поверхности сканирования от брызг металла, грязи, окалины и т.п.; г) нанесение контактирующего смазочного материала на искатели и поверхность сканирования.

Выбор основных параметров контроля и параметров сканирований производится по АРД-диаграммам, которые объединяют "амплитуду-расстояние-диаметр". Их получают экспериментально или расчетом (2). АРД-диаграммы позволяют определить глубину залегания дефекта Н, мм, или расстояние до него r, мм. АРД-диаграмма располагается на специальном планшете для данного типа искателя. По ней для данной толщины δ находят значение амплитуд, соответствующие отражению от плоскости и от эталонного отражателя (2). Очистка поверхности особенно важна для сварки в СО₂, при которой есть приварившиеся брызги металла. Их нужно тщательно очищать.

Для обеспечения акустического контакта искатель-изделие используют жидкие смазочные материалы (минеральное масло, глицерин, воду) или солидол, тавот.

Поиск дефектов обнаружения путем сканирования дефектов с эквивалентной площадью S _э, большей чем заданная чувствительность S _п. Существуют две схемы сканирования; поперечно-продольная и продольно-поперечная (рис.4). Основные параметры сканирования - шаг l мм t и пределы Ll и Lt перемещения искателя. Для типовых искателей l 2 им, а t зависит от номера шага и угла призмы искателя. Например, при = 40 для шагов 1-9 используют t = 5, 6, 7, 9, 10, 13, 16, 20, 24 мм.

Рис.4. Схемы сканирования при УЗ-контроле:

а - поперечно-продольная; б - продольно-поперечная.

Сварные стыковые соединения обычно контролируют эхо-методом наклонным совмещенный искателем с одной стороны шва и с одной поверхности стыка. Применяют прямой (m=0) и однократно отращенный луч .(m=1) (рис. 5а, б.).

Рис.5. Схемы УЗ-контроля стыковых соединений:

а - прямым; б - однократно отраженным лучом.

Пределы поперечного перемещения искателя рассчитывают по формуле:

при m =0; htmin = n ; htmax = _* tg;

при m =1; htmin =z+ tg; htmax =2 _* tg.

Угол ввода луча при любом m выбирают из условия пересечения оси симметрии шва акустической осью искателя на глубине 0,5 :

tg >(в+2 n )/б при m =0;

tg >(в+2 z )/б при m =1.

Расстояние z принимается равным 2-8 мм. Значения параметров контроля зависят от толщины (табл.6).

Таблица 6

Примерные значения параметров призматических УЗ-искателей

Сталь , мм	Частота, МГц	Угол призмы, градус	Стрела n, мм
4 – 10	5	55 – 53	5
> 10 – 15	5	53 – 50	8
> 15 – 30	2,5	50	12
40 и больше	1,8	40	25

Для швов на б=(3-8) им используют только прямой луч (m =0) и чем меньше б, тем больше углы ввода. Если = 70-74 , то для стали при f = 5 МГц это соответствует углу призмы 50-55°.

На швах с б>50 мм возможны шлаковые включения, поэтому лучше их выявлять при контроле с обеих сторон шва.

Для швов б>150 мм контроль ведут с обеих поверхностей и целесообразен контроль по слоям [2].

Соединения с угловыми швами контролируют наклонными и раздельно-совмещенными РС - искателями по одной из схем (рис.6):

а) прямым лучом наклонным искателем со стороны привариваемого элемента, а также РС - искателем со стороны основного элемента;

б) прямым лучом наклонный искателем с обеих сторон или прямым и однажды отраженным лучей с одной стороны привариваемого элемента;

в) прямым лучом наклонным искателем и РС-искателем, если отсутствует доступ со стороны привариваемого элемента.

Рис.6. Схемы УЗ-контроля тавровых соединений:

а - доступ с обеих сторон; б - доступ со стороны основного металла запрещен;

в - доступ со стороны приваренного элемента запрещен.

Рекомендации по схемам контроля других соединений представлены в [2,4].

Технические характеристики прямых (П111), прямых РС (П112) и наклонных (П121) представлены в [3].

Технические характеристики дефектоскопов общего назначение представлены в таблице 7.

Пример: произвести ультразвуковой контроль стыковых сварных соединений листов.

Толщина листа 40 мм. Сверка с 2-х сторон.

1.1. Выбираем дефектоскоп ДУК-66ПИ (табл.7) комплект призматических преобразователей, испытательные и стандартные образцы, вспомогательные материалы и инструмент по рекомендациям [3,4].

Таблица 7

Технические характеристики дефектоскопов

Тип	Номинальная частота, МГц	Регулировка усиления, дБ	Глубина прозвучивания, мм	Питание, В		Масса, кг
Тип	Номинальная частота, МГц	Регулировка усиления, дБ	Глубина прозвучивания, мм	От сети	Автономно	Масса, кг
ДУК-66	0,62; 1,25; 5; 10	89	2500	220	-	24,5
ДУК-66П	1,25; 2,5; 5,0; 10,0	79	1200	220	9	9,5
УД-10УА	1,5 – 6,0	80	5000	220	-	28
УД-10П	0,6; 1,25; 2,5; 5,0; 10,0; 25,0	0 – 40 (плавное) 0 – 50 (ступенчатое)	5000	2200	24 – 26	12
УД-11ПУ (ЭКОН-2)	1,25; 2,5; 5,0; 10,0	0 – 62 (ступенчатое)	2 – 180	220	12	7
УД-12ПУ (ЭКОН-7)	1,25; 1,8	0 – 62 (ступенчатое)	0,5 – 180	220	36	7
УД-11УА (ЭКОН-4)	1,25; 2,5; 5,0; 10,0	40	0,5 – 180	220	12	25
УД-13П (ЭКОН-8)	25	0 – 30 (плавное)	2 – 50	24; 36	От батарей	1,5
УД-2-15 (ЭКОН-9)	2,5; 5,0	0 – 120 (плавное)	1000	12; 24	-	6,4
УД-23УМ (ЭКОН-7)	0,2; 0,4; 0,6; 1,25	0 – 40 (плавное)	3 – 200	220; 36	12	9

1.2. Настраиваем скорость развертки, координаты и чувствительность дефектоскопа для контроля прямым лучем.

1.3. Выбираем из комплекта преобразователь на частоту 2,5 МГц с углом 50⁰ по табл.6.

1.4. Согласно паспорту установить стрелу преобразователя 12 мм и провести настройку дефектоскопа на стандартных образцах.

1.5. Установить преобразователь на поверхность испытываемой детали перемещая его, установить положение, когда появляется эхо-сигнал, измерить координаты дефектов.

1.6. Произвести сканирование шва.

1.7. Установить координаты дефекта.

Литература

1. Сварка в машиностроении: Справочник / Под ред. Ю. Н. Зорина.- М.: Машиностроение. 1979.- Т.4. 512 с.

2. Волченко В.Н. Контроль качества сварных конструкций.- П.: Машиностроение, 1986,- 152 с.

3. Справочник по оборудованию для дефектоскопии сварных швов, - К.: Техника, 1987.- 126 с.

4. Алешин Н. П., Щербинский В.Г, Радиационная, ультразвуковая и магнитная дефектоскопия металлоизделий.- М.: Высш. шк., 1991.- 271 с.

Учебное издание

методические указания

к выполнению домашнего задания по курсу

"Контроль качества сварки"

(для студентов специальностей 7.092301; 7.092303)

Составители:

Константин Васильевич Воронков

Михаил Иванович Черноморов

Редактор И. А. Морозова

Техн. редактор Т. .М. Дроговоз

Оригинал - макет И. В. Ширманова

Подписано к печати

Формат 60x84 1/16- Бумага офсетная. Гарнитура Times.

Печать офсетная. Ум.др.

Тираж 50 экз. Вид. № . Заказ. № Цена договорная.

Издательство ВНУ имени Владимира Даля

Адресс издательства: 91034, г. Луганск, кв. Молодежний, 20а

Телефон: 8(0642)41-34-12. Факс: 8(0642)41-31-60

Е- m аі l : uni@snu.edu.ua

http://www.snu.edu.ua

Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 216; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 23

Мы поможем в написании ваших работ!