Одним из распространенных и традиционных методов неразрушающего контроля является радиографический. Он основан на регистрации на рентгеновскую пленку ионизирующего излучения после его взаимодействия с объектом контроля и анализе полученного изображения.
Несмотря на то, что радиографический контроль уже давно стал применяться в промышленности (первая рентгеновская лаборатория, предназначенная исключительно для промышленных исследований, была организована в 1925 г.), до настоящего времени он является неотъемлемой частью производственного процесса.
Основные преимущества радиографического контроля:
- высокая чувствительность к выявлению дефектов (в среднем 1-2 % от просвечиваемой толщины);
- документальность результатов контроля (радиографические пленки могут храниться много лет);
- наглядность результатов контроля (по изображению дефекта на пленке легко определяется тип дефекта);
- применимость для широкого класса материалов (в зависимости от используемого источника ионизирующего излучения можно контролировать и металлы, в т.ч. аустенитные стали и легкие металлы, и органические вещества).
Режимы радиографического контроля конкретного объекта зависят от чувствительности к излучению, контрастной чувствительности и разрешающей способности применяемого преобразователя излучения (рентгеновской пленки), интенсивности источника излучения, геометрических параметров схем просвечивания. Эти режимы должны быть оптимальными по чувствительности и производительности контроля. Энергию излучения, напряжение на рентгеновской трубке следует выбирать в зависимости от толщины и плотности просвечиваемого материала.
Для выполнения всех выше описанных задач наша фирма обладает целым парком рентгеновских аппаратов как постоянного излучения (SITE-X D1802; CP120B) так и импульсных (АРИНА-5; АРИНА-7). Краткое описание и технические характеристики аппаратов представлены в приложениях. Имея такое количество аппаратов с разными техническими характеристиками дает возможность проконтролировать объект выполненный как из металлических так и неметаллических материалов.
В зависимости от объекта контроля, схемы контроля и требований к нему подбирается источник излучения для получения необходимых результатов.
Формирование рентгеновского изображения на пленке подчиняется всем законам геометрической оптики, т.е. происходит полностью аналогично образованию тени в видимом свете. Таким образом, резкость изображения объекта на пленке непосредственно зависит от размера источника излучения и расстояний от него до пленки и от пленки до объекта. Поэтому, для получения максимально резкого изображения, кассету с пленкой располагают как можно ближе к контролируемому объекту. Контролируемый объект и пленка экспонируются в течении определенного времени, после чего пленка изымается и подвергается фотообработке. Фотообработка включает в себя этапы проявки, фиксации, промывки и сушки.
Радиографическая пленка демонстрирует наилучшее контрастное и пространственное разрешение. Однако наряду с преимуществами пленочная радиография обладает и рядом значительных недостатков:
- Малая квантовая эффективность;
- Узкий динамический диапазон;
- Большая длительность и трудоемкость процессов обработки пленочного материала;
- Трудности, связанные с организацией и содержанием пленочного архива.
Для решения вышеназванных недостатков, присущих для пленочной радиографии наша фирма обладает цифровым комплексом Carestream Industrex HPX-1.
Метод основан на получении рентгеновского изображения на пластине, покрытой специальным люминофорным веществом. Гибкая пластина, как и рентгеновская пленка, устанавливается за объектом контроля. Во время экспозиции она накапливает энергию ионизирующего излучения, в результате чего формируется скрытое изображение, способное сохраняться в течение длительного времени (до шести часов). После завершения экспонирования пластина помещается в сканер, считывающий скрытое в ней изображение с помощью лазера. Полутоновое изображение воспроизводится на экране монитора и непосредственно воспринимается оператором. Полученное цифровое изображение при необходимости оптимизируется, масштабируется и сохраняется.
Преимущества метода цифровой радиографии по сравнению с пленочным методом.
- Высокая скорость получения изображения;
- Исключение трудоемкого процесса обработки пленки в фотореактивах;
- Уменьшение доз облучения, необходимых для экспонирования, по сравнению с пленкой;
- Широкий динамический диапазон позволяет исследовать материал объектов, имеющих большую толщину или сложную форму;
- Пластина для формирования изображения является многоразовой; допустимо последовательное экспонирование до десяти тысяч изображений;
- Имеется возможность архивирования информации на различных носителях, при этом срок хранения практически неограничен; при необходимости можно получать требуемое количество копий и использовать сети для передачи изображений;
Пластины позволяют напрямую получать цифровые изображения, минуя этап использования оборудования для оцифровывания рентгеновских пленок.
К существенным недостаткам радиографического
контроля следует отнести его рентгеновское излучение, являющееся ионизирующим,
которое оказывает воздействие на живые организмы, и может являться причиной
лучевой болезни и рака. По этой причине при работе с рентгеновскими аппаратами
необходимо соблюдать меры защиты.
Кроме того, к недостаткам радиографического контроля следует отнести тот факт,
что при контроле не выявляются несплошности и включения:
- с размером в направлении просвечивания менее удвоенной чувствительности контроля;
- если их изображения на снимках совпадают с изображениями посторонних деталей, острых углов или резких перепадов толщин просвечиваемого металла.