Выбор источника излучения.

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н. Э. БАУМАНА

ФАКУЛЬТЕТ МТ(Машиностроительные технологии)

Кафедра МТ7(Технологии сварки и диагностики)

«Разработка технологии радиографии изделия»

Вариант № 4А

Студент: Платов Д.В.

Группа: МТ7 – 103

Преподаватель: Маслов Б.Г.

Дата: 12.05.05

-МОСКВА-

2005 год

 

Введение.

Домашнее задание является составной частью учебной программы дисциплины «Радиационные методы контроля» для студентов специальности 120500 «Оборудование и технология сварочного производства», специализация 120503 «Контроль качества сварных соединений».

Цель работы – приобретение студентом практических навыков по выбору и расчету параметров радиографического контроля на примере сварных соединений изделий.

Предусмотрено три вида сварных изделий: плита (лист) с продольным сварным швом, труба с кольцевым сварным швом и цилиндрический резервуар с кольцевыми сварными швами (расчет выполняют для одного шва).

Изделия имеют различную толщину стенки и выполняются из стали или алюминия.

 

Варианты задания приведены в табл 1, номер варианта задается преподавателем.

 

 

Таблица 1.

Варианты задания.

Номер варианта
Изделия	труба	плита	резервуар	труба	плита	резервуар
Материалы	ст./ ал.	Ст./ ал.	Ст./ ал.	Ст./ ал.	Ст./ ал.	Ст./ ал.
Толщина, мм	20/30	30/45	25/40	25/35	35/50	30/45
Длина или диаметр, мм
Допуст. Геометричес-кая нерезкость [Uг], мм	0,25	0,3	0,25	0,3	0,35	0,35
Требуемая чувствите-льность, Wабс, мм	0,5	0,6	0,5	0,6	0,7	0,7

 

Продолжение табл. 1.

Номер варианта
Изделия	труба	плита	резервуар	труба	плита	резервуар
Материалы	ст./ ал.	Ст./ ал.	Ст./ ал.	Ст./ ал.	Ст./ ал.	Ст./ ал.
Толщина, мм	30/40	40/60	35/50	35/45	50/65	40/55
Длина или диаметр, мм
Допуст. Геометричес-кая нерезкость [Uг], мм	0,35	0,45	0,4	0,5	0,7	0,6
Требуемая чувствите-льность, Wабс, мм	0,7	0,9	0,8	1,0	1,4	1,2

 

 

Выбор схемы просвечивания.

Схему просвечивания выбирают согласно ГОСТ 7512-82. Выбираем панорамное просвечивание за одну экспозицию (почему выбрали данную схему контроля (предположили, что есть доступ внутрь трубы; увеличивается производительность; геометрические параметры позволяют…) объяснено в пункте - выбор источника излучения):

 

Выбор источника излучения.

В практике радиационной дефектоскопии предпочтение отдается источникам рентгеновского излучения. Это объясняется тем, что при работе на рентгеновских аппаратах благодаря возможности регулировать эффективную энергию и интенсивность излучения легко устанавливается оптимальный режим просвечивания изделий при сравнительно малых размерах фокусного пятна. Кроме того, интенсивность излучения со временем практически не меняется. В случае же резкого снижения лучевой отдачи рентгеновскую трубку можно легко поменять. Удобство при эксплуатации источников рентгеновского излучения в том, что они радиационно опасны лишь во время работы.

К главным недостаткам рентгеновских аппаратов относятся зависимость от источников питания и громоздкость.

Радионуклидные источники излучения лишены этих недостатков. Поэтому в отсутствии электропитания и при контроле труднодоступных мест используют радионуклидные источники излучения. Они компактные, мобильные, не требуют источников питания, охлаждения и проще в обслуживании.

Достижение требуемых параметров радиационного контроля зависит от оптимального сочетания многих факторов, основные из которых: источник излучения, детектор и геометрическая схема просвечивания. Здесь особое место занимает источник излуче­ния. В промышленности в основном применяют рентгеновские аппараты различных типов и радионуклидные гамма-источники. По ряду причин использование последних имеет тенденцию к сокращению, что связано как с экологическими проблемами, так и более высокими параметрами контроля, который обеспечивают рентгеновские аппараты.

Поэтому в настоящее время радионуклиды применяют в основном при контроле сварных соединений в полевых и мон­тажных условиях, а также в тех случаях, когда применение рентгеновских аппаратов является технически невозможным. Данное положение закреплено в ряде нормативных документов, в частности "Оборудование и трубопроводы атомных энергетичес­ких установок. Сварные соединения и наплавки. Правила конт­роля. (ПН АЭ Г7-010-89)".

Наибольшее распространение получили портативные рент­геновские аппараты благодаря их сравнительно малому весу, приемлемым габаритам и высоким техническим параметрам. При грамотном их использовании без особых проблем решаются вопросы радиационной безопасности в процессе просвечивания изделий, а после окончания работ и обесточивания рентгеновский аппарат является абсолютно безопасным.

Среди портативных рентгеновских аппаратов особое место занимают импульсные рентгеновские аппараты, получившие в последние годы широкое распространение в России. Однако их применение ограничено для отраслей, в которых предъявляются высокие требования к параметрам радиографического контроля. Это связано с тем, что импульсные рентгеновские аппараты не позволяют осуществлять плавную регулировку плотности потока рентгеновского излучения и, следовательно, добиваться опти­мальной радиационной контрастности, что в сочетании с боль­шим размером фокусного пятна ограничивает их применение для контроля высоко-ответственных объектов. К тому же импульсные рентгеновские аппараты требуют длительного перерыва между очередными экспозициями и сравнительно частой замены рентгеновских трубок. Поэтому при больших объемах работ применение им­пульсных рентгеновских аппаратов становится неэффективным.

Указанных недостатков не имеют порта­тивные моноблочные рентгеновские аппараты непрерывного действия, широкое применение которых сдерживается их высокой (относительно) по сравнению с импульсными аппаратами стоимостью.

При всех конструктивных различиях эти рентгеновские аппараты имеют ряд общих черт: размещение рентгеновской трубки и высоко­вольтного трансформатора в едином блоке, плавная регулировка высокого напряжения, степенью компьютеризации пульта управления, а также качеством примененных комплектую­щих, надежностью сборки и регулировки.

Т.к. в задании не оговорены условия контроля (при монтаже, в цехе…) примем, что контроль ведется при монтаже, т.е. есть доступ внутрь трубы. Соответственно, существуют источники питания (например, от сварочных аппаратов) и объем работ можно отнести к категории “больших”. Таким образом, для панорамного просвечивания изделия примем моноблочный рентгеновский аппарат непрерывного действия немецкого производства сертифицированный Госстандартом РФ – ERESCO 36 MFC-W. Аппараты данной фирмы являются очень надежными, изготовлены по среднечастотной технологии, применены высоконадежные металлокерамические трубки, микропроцессорное управление, программы тренировок, карта памяти, русскоязычный дисплей…одним словом они зарекомендовали себя исключительно с положительной стороны за многие годы работы по всему миру.

При выборе рентгеновского аппарата учитывалось:

δ=25мм-толщина стенки трубы, Сталь- материал трубы, Схема просвечивания,

[2, приложение 1]

Области применения источников ионизирующих излучений

Толщина материала, мм	Источники излучений
Fe	Ti	Al	Mg	Радионук-лиды	Рентг.аппараты U, кВ
до 4 1 – 20 3 – 50 5 – 80 10 – 120 30 – 200	до 8 2 – 40 6 – 80 10 – 120 20 – 150 60 – 300	до 50 3 – 70 20 – 150 40 – 250 50 – 300 200 – 500	до 80 10 – 200 40 – 350 70 – 450 100 – 500 300 – 700	- Tm Se Ir Cs Co	10 – 80 60 - 140 90 – 180 140 – 400 180 – 1000 250 – 1000

Характеристики выбранного аппарата:

- диапазон напряжений (20 ¸ 200) кВ (Umax примем=180кВ - т.к. работать на максимуме возможностей для аппаратов не рекомендуется);

- максимальный анодный ток I_max = 10 мА;

- угол выхода излучения, 38х360º;

- размер фокусного пятна Æ 1.5 мм (Ф = 1.5 мм);

- масса моноблока-24кг, масса пульта управления-13кг;

- диаметр моноблока Ø=160мм.

Выбор аппарата и техн. данные на него были произведены по данным из проспектов фирм-участниц выставки (средства неразрушающего контроля) в Копенгагене в мае 1998 года.

Установка аппарата для панорамного просвечивания осуществляется внутрь трубы на специальной “тележке” с возможностью регулировать высоту, позиционирование по геометрическому центру трубы источника излучения (согласно схеме просвечивания) - показано на рисунке:

Данный вариант установки подходит, когда кольцевой шов находится на относительно небольшом расстоянии от края трубы, в противном случае для движения РГ аппарата внутри трубы используют специальные самоходные тележки - КРОУЛЕРЫ, также с возможностью регулировки высоты источника, согласно выбранной схеме просвечивания (диаметр трубы=1000мм позволяет это делать т.к. диаметр самого аппарата всего 160мм, а сетевой кабель и кабель к блоку питания по заказу можно увеличить со стандартных 12 метров до 100 метров)

 

Для выбранного аппарата:

Еэфф=2Umax/3=2·180/3=120 кэВ=0.12 МэВ- эффективная энергия излучения;

 

По [1,стр.83,прил.3] определим m - линейный коэффициент ослабления,

для Еэфф=0.12 МэВ, материал – Fe μ=1.874 1/см.