Радіографічний метод контролю Ч
Зміст
Природа гамма-випромінювання та властивості гамма-променів
Так само, як видиме світло та рентгенівські промені, гамма-випромінювання є електромагнітними хвилями. Довжина хвилі у гамма-променів відрізняється від довжини хвилі видимого світла та рентгенівських променів і становить 10-13 - 4*10-12м.
Гамма-випромінювання утворюється під час розпаду ядер радіоактивних ізотопів хімічних елементів. Розпад радіоактивних ядер відбувається через те, що сили тяжіння між протонами та нейтронами, що входять до складу радіоактивного ядра, не забезпечують його стабільності. У результаті нестійкі ядра розпадаються і переходять у більш стійкі. Процес розпаду супроводжується випромінюванням радіоактивних променів, що складаються з трьох потоків: потоку позитивно заряджених альфа-часток, негативно заряджених бета-часток та потоку нейтральних гамма-часток.
Потік гамма-частинок використовують для контролю матеріалів та якості зварних з'єднань та виявляють за допомогою нього внутрішні дефекти в металі.
Сутність радіаційного контролю
Сутність радіаційного контролю гамма-випромінюванням заснована на різному поглинанні цього випромінювання однорідним металом, неметалевими речовинами та повітрям. Так само, як і рентгенівські промені, гамма-випромінювання здатне впливати на фотоплівку та фотопапір. Такі промені нейтральні і вони несприйнятливі до електричних та магнітних полів.
Схема радіаційної дефектоскопії
На малюнку нижче показана схема проведення контролю зварного з'єднання гамма-променями - схема а) та пристрій ампули з радіоактивним елементом - схема б).
На схемі а) 1 – контейнер, що містить скляну ампулу з радіоактивною речовиною; 2 - ампула зрадіоактивною речовиною; 3 - контрольоване зварне з'єднання; 4 - касета з плівкою або фотопапером.
На схемі б) 1 – радіоактивна речовина; 2 – скляна ампула; 3 – вата; 4 – оболонка з алюмінію або латуні; 5 – кришка; 6 – захисна свинцева оболонка.
Технологія та проведення контролю гамма-випромінюванням
Технологія та порядок проведення контролю гамма-променями такі самі, як і при контролі зварних швів рентгеном. Схеми проведення радіаційної дефектоскопії так само, аналогічні схемам при рентгенівському контролі і визначаються ГОСТом 7512.
Як радіоактивні речовини - джерела гамма-променів, використовують штучні і природні радіоактивні ізотопи різних речовин. Найбільшого поширення, з економічних міркувань, отримали радіоактивні ізотопи кобальту (Со-60), цезію (Cs-137), іридію (Ir-192). Для отримання спрямованого гамма-випромінювання необхідно використовувати гамма-дефектоскоп.
Гамма-дефектоскопи
Як джерело гамма-променів при радіаційному контролі використовуються гамма-дефектоскопи. Найбільш важливими показниками гамма-дефектоскопів є інтенсивність радіаційного випромінювання, період напіврозпаду радіоактивної речовини та її початкова активність. Інтенсивність випромінювання та період напіврозпаду залежать від ізотопу радіоактивної речовини, а початкова активність визначається масою джерела випромінювання.
Гамма-дефектоскоп оснащений пристроєм для переміщення гамма-джерела та припинення спрямованого радіоактивного випромінювання.
Класифікація гамма-дефектоскопів, їх пристрій
Гамма-дефектоскоп класифікуються в залежності від наступних параметрів:
1. Від типу джерела радіоактивних променів 2. Від умов використання – лабораторні, цехові, польові, спеціальні 3. Від ступеня рухливості - переносні (портативні), пересувні та стаціонарні 4. Залежно від спрямованості гамма-випромінювання дефектоскопи бувають фронтального просвічування, панорамного просвічування, або універсальні (що поєднують можливість як фронтального просвічування, так і панорамного).
Одна з найпоширеніших схем стаціонарних гамма-дефектоскопів представлена на малюнку нижче:
1 - електромеханічний пульт (привід та пульт управління); 2 – стіна захисної камери; 3 – радіаційна головка; 4 - універсальна головка, що колімує (що створює спрямований потік променів); 5 - контрольоване зварне з'єднання; 6 - детектор (касета з рентгенівським, або фотопапером та ін).
Переваги та недоліки контролю гамма-променями
Гамма-промені, на відміну від рентгенівських, мають більшу проникаючу здатність і дозволяють контролювати зварне з'єднання, товщиною до 350мм. І якість контролю товстого металу за допомогою гамма-променів значно вища, ніж контроль рентгеном. Крім того, неруйнівний контроль зварювання гамма-променями простіший і менш дорогий метод, ніж рентгенівський контроль.
Але також радіаційна дефектоскопія має недоліки, які обмежують її застосування. Малі товщини металу не можуть створити серйозного бар'єру для гамма-променів, які легко проходять крізь тонкий метал. В результаті, якість контролю металу завтовшки до 50мм, за допомогою рентгена, набагато вища, ніж за допомогою гамма-променів. Ще одним недоліком контролю гамма-випромінюванням є неможливість регулювання інтенсивності випромінювання, яка в рентгенівських дефектоскопах може регулюватися збільшенням або зменшенням напруги, що підводиться.
При необережному поводженні з гамма-дефектоскопами існуєдосить високий ризик ураження людини гамма-променями, які дуже шкідливі для людського організму. Тому ампула з радіоактивною речовиною поміщається в спеціальні контейнери зі свинцю або в стаціонарні апарати з дистанційним керуванням. Схема контейнера з ампулою показана на малюнку вище тексту.