Системы радиографического контроля трубопроводов

Радиографический контроль (далее – РК) относится к неразрушающему контролю (НК) при проверке качества изделий на отсутствие скрытых дефектов. Принцип радиографического контроля заключается в способности рентгеновских волн к проникновению вглубь структуры материала.

Радиографический контроль обеспечивает проверку качества технологического оборудования, металлических конструкций, трубопроводов, композитных материалов, как в промышленных, так и в строительных отраслях, а также для обнаружения трещин в сварочных соединениях, пор, инородных элементов (окисных, шлаковых, вольфрамовых).

Кроме этого можно проверить наличие недоступных надрезов, для внешнего осмотра, выпуклостей и вогнутостей основания сварочного шва, превышения проплава. Методика радиографического контроля основана на свойстве рентгеновских лучей, обеспечивающих поглощение, зависящее от плотности элементов и структуры материала.

Данный метод (радиографический контроль) является основным для организации проверки качества сварочных соединений. Радиографический метод проверки сварочных соединений выполняется согласно требований ГОСТ(а) 7512-86.

Преимущества и недостатки

Такой способ контроля обладает, как определенными преимуществами, так и недостатками.

Преимущества

  • Выявление и устранение скрытых дефектов внутри изделия.
  • Точность замеряемых показаний.
  • Вычисление относительных и абсолютных габаритных параметров бракованного участка.
  • Нет надобности в контактном приспособлении.
  • Скорость выявления изъянов (способ можно использовать, как в единичных, так и в контролировании потока).
  • Покрытие технологических изъянов.
  • Выявление изъянов, которые нельзя определить каким-либо другим способом.
  • Оценка размера вогнутости и выпуклости сварочных соединений.

Недостатки

  • Потребность в сложном специальном оборудовании, стоимость которого весьма высока, а это означает, что не каждое учреждение способно его приобрести, из-за ограниченного бюджета. В домашних условиях подобный способ вряд ли будет целесообразным.
  • Потребность в специфических расходных материалах, получение которых затруднено.
  • Обеспечение жёсткого контроля над использованием аппаратуры согласно инструкции и расходом материалов, так как, при неправильном их применении и сохранности, материалы могут оказаться опасными для здоровья, а иногда, и жизни работников (загрязнение радиоактивными элементами оборудования, спецодежды, человеческого тела, рабочих мест).
  • Персонал, работающий с аппаратурой и материалами, обязан иметь высокую квалификацию, что подвластно далеко не каждому человеку.

Радиографический контроль не определяет следующие дефекты:

  • Трещины и не провариваемые участки с раскрытием меньше 0,1 мм, при толщине проверяемого материала менее 40 мм, 0,2 мм – если материал толщиной от 40 до 100 и 0,3 мм – если толщина материала равняется от 100 до 150 мм.
  • Трещины, не провариваемые участки, проверяемые плоскости которых не совпадают с вектором просвечивания.
  • Если протяжность изъянов в просвечиваемом направлении менее двойного показания абсолютной чувствительности контрольной аппаратуры.
  • Если изображение включений и прерывистых швов совпадает на радиографическом контроле с изображением сторонних деталей, остроугольных мест или резких перепадов по толщине свариваемых деталей.

Радиографический контроль сварных соединений

Со времен разработки первых методов соединения элементов с использованием сварочных технологий возник вопрос о контроле за качеством сварочных швов.

Учитывая существующие технологии, конструкторы разработали различные способы, обеспечивающие довольно точно обнаружить дефекты конструкций, грозящие разрушению. Однако, универсального метода, способного удовлетворить запросы производственников, пока не существует.

Поэтому сегодня, при выполнении сварочных работ, производственники вынуждены выбирать, наиболее подходящие для них методы контроля, которые их удовлетворяют:

•    Более дешёвым и несложным процессом, без использования сложного оборудования, способного обеспечить удовлетворяющую оценку качества сварного шва.•    Достаточно сложным и дорогостоящим способом, применяемым только на производстве, которое располагает технологическими возможностями, показывая, при этом, объективную и полную картину.

Точные варианты дефектоскопии, приходится задействовать в таких обстоятельствах, когда качество шва составляет ключевую роль и дефекты недопустимы даже ничтожные. Именно, радиографическая проверка качества сварочных соединений удовлетворяет таким требованиям.

Предлагаемая методика радиографического контроля сварочных швов, основанная на свойствах просвечивания проверяемого участка гамма-лучами или рентгеновским излучением, относится к одной из наиболее точной.

В то же время, промышленная радиография относится к профессии, являющейся одной из наиболее вредных для здоровья людей. В методе применяются мощные гамма-источники (> 2 CI).

Проведение радиографического контроля

Суть процесса, регламентируемого ГОСТ(ом) 7512-86, заключается в просвечивании проверяемого участка гамма-лучами или рентгеновским излучением от источника, размещённого в специальной защитной капсуле. Именно, капсула обеспечивает защиту от вредного воздействия лучей на оборудование и персонал, находящихся поблизости.

Так как однородный металл лучше поглощает лучи, чем пустоты, нарушающие структуру материала, дефектные участки обозначаются светлыми пятнами, с формой и размерами, соответствующими форме и размерам обнаруженных изъянов (трещин, пустот, шлаков и пр.).

При этом, фиксация показаний дефектоскопии может осуществляться различными вариантами.

Системы радиографического контроля трубопроводов  Системы радиографического контроля трубопроводов

На бумагу или плёнку, с покрытой поверхностью химическим слоем элемента, чувствительного к излучению. Предлагаемая методика фиксирования дефектоскопических данных точна, однако понижает скорость выполнения исследования. Она неплохо зарекомендовала себя при производстве ограниченных партий изделий высокого качества.

При помощи специальных веществ, называемыми «сцинтилляторы», которые способны поглощать невидимые глазу лучи, с преобразованием их в видимый свет.

Используя такой преобразователь, получаемое изображение высвечивается на мониторе, обеспечивая дефектоскопию сварочного шва в реальном режиме времени.

Данная методика подходит для серийного производства, а также используется для проверки сварочных швов в монтируемых и ремонтируемых трубопроводах. Здесь капсула с вредным излучением, обычно, помещается внутри трубопровода, обеспечивая качественный контроль.

Для получения достоверных данных радиографического контроля, требуется исполнить некоторые условия.

  • С поверхности проверяемого шва требуется удалить окалину, шлак и прочие загрязнения, которые могут повлиять на реальную картину.
  • Плотность излучаемого потока обязана быть такой, чтобы регистрация толщины проверяемого участка стала возможной.
  • В течение всего периода исследования плотность лучей должна иметь стабильный характер.
  • Технологические карты для каждого контролируемого участка разрабатываются в соответствии с регламентом ГОСТ(а).

Характеристики излучаемого источника выбираются в зависимости от проверяемого изделия и его толщины. Правильные результаты будут получены только при выполнении перечисленных требований.

  • Безопасность при проведении радиографического контроля
  • При использовании методики радиографического контроля сварочных соединений, важнейшей проблемой является обеспечение мероприятий по технике безопасности.

Для недопущения распространения излучения, оборудование, на котором работает персонал, обязано надёжно экранироваться. Для обеспечения такой защиты можно использовать свинцовые листы. В то же время, сегодняшняя промышленность изготовляет и прочие материалы из пластиков или тканей. Главное – чтобы защитные материалы были герметичными и четко осуществляли своё предназначение.

Оператор, осуществляющий контроль, должен быть удалён от аппаратуры на максимально возможное расстояние, а при проверке, чтобы не было рядом посторонних лиц.

При возникновении острой необходимости нахождения людей в опасной зоне в период функционирования аппаратуры, персонал требуется снабдить индивидуальными защитными средствами. При этом, нужно максимально сократить время нахождения людей в зоне контроля, так как даже небольшие дозы облучения с течением времени накапливаются, негативно влияя на здоровье человека.

При работе с радиоактивными веществами, необходимо организовать их безопасную сохранность, а также доставку к рабочему месту.

Нельзя работать на заведомо неисправном оборудовании. Это может исказить не только показатели дефектоскопии, но и под угрозой может оказаться здоровье, как работающего персонала, так и сторонних лиц. Излучение, накопленное в изделии, может негативно воздействовать на людей, случайно оказавшихся рядом.

Оборудование для радиографического контроля

  1. Контроль может выполняться: промышленной рентгеновской аппаратурой, гамма – дефектоскопами.
  2. Системы радиографического контроля трубопроводов   Системы радиографического контроля трубопроводов
  3. На выбор требуемого источника излучения влияет толщина материала, а также заданный класс геометрии и чувствительности просвечивания.

Рентгеновские дефектоскопы

К достоинству рентгеновских дефектоскопов стабильного излучения относится:

  • Более высокая мощность.
  • Способность к регулировке.
  • Долговечность.
  • Четкое и контрастное изображение.

Недостатком рентгеновских дефектоскопов является высокая стоимость, большие размеры и опасность для работников.

Гамма-дефектоскопы

Не взирая на то, что проверку сварочных швов рекомендуется выполнять рентгеновской аппаратурой, которая в сравнении с гамма-дефектоскопами создает более качественные радиографические снимки, гамма-дефектоскопы тоже обладают рядом достоинств, а именно:

  • Низкой стоимостью.
  • Небольшими габаритами.
  • Малым оптическим фокусом.

К главному недостатку данной аппаратуры относится отсутствие возможности регулировки мощности, слабая контрастность, медленное затухание излучения источника и потребность в его замене.

Гамма-дефектоскопы, как правило, применяются, когда отсутствует возможность применить рентгеновскую аппаратуру постоянного действия (при проверке изделий небольшой толщины, если отсутствуют источники питания, при проверке труднодоступных участков).

Читайте также:  Как определить температуру пара в трубопроводе

Применение радиографического контроля

Несмотря на некоторые трудности, в отношении использования радиоактивной аппаратуры, радиография приобретает всё большую популярность. Причина такой популярности – высокая точность показаний.

Не малое значение имеет способность обнаружения внутренних изъянов.

При грамотном подходе, методика с успехом может применяться почти во всех сферах промышленного производства и в строительстве, к примеру, при:

  • монтаже безопорных перекрытий или несущих конструкций многоэтажных зданий;
  • изготовлении корпусов судов не зависимо от конструктивных характеристик, их набора и обшивки;
  • прокладывании трубопроводов, для перекачивания разных марок топлива или воды, жидкой пищевой продукции или ядовитых химикатов;
  • изготовлении деталей ракет и самолётов, подвергающихся огромным нагрузкам;
  • проверке путепроводов, мостов и металлических конструкций, находящихся в длительном использовании;
  • исследованиях коррозии;
  • проверке состояния сварочных соединений оружейных деталей;
  • изготовлении медицинского оборудования высокой точности.

Во всех перечисленных вариантах допускается использование радиографического метода контроля.

Система радиографического контроля сварных швов трубопроводов

Полезная модель относится к устройствам для неразрушающего рентгеновского контроля сварных швов трубопроводов.

Система радиографического контроля сварных швов трубопроводов (СРКСШТ) содержит систему позиционирования и перемещения, по крайней мере, один цифровой рентгеновский детектор, источник рентгеновского излучения, автономный блок питания, систему сбора, обработки, хранения и визуализации данных, которая включает детектор, аккумулятор, передатчик, приемник (например, компьютер оператора); при этом, СПРКШТ дополнительно включает компьютер или микропроцессор для хранения рентгеновских изображений, размещаемый в одном корпусе с детектором и имеющий беспроводную связь с приемником (компьютером оператора). СПРШТ может содержать несколько цифровых рентгеновских детекторов, при этом каждый детектор размещен в своем корпусе. Один из детекторов СПРКШТ, снабженный компьютером, может быть снабжен беспроводной связью с компьютером оператора и проводной связью с остальными детекторами. Каждый из детекторов СПРКШТ может быть снабжен компьютером, соединенным беспроводной связью с компьютером оператора.

Полезная модель относится к устройствам для неразрушающего рентгеновского контроля сварных швов трубопроводов

Известно устройство для автоматизированного, цифрового, радиографического контроля трубопроводов (Патент США 7656997, опубликован 15.09.2008, МПК: G01N 23/02).

Известное устройство содержит источник рентгеновского излучения, детектор излучения, систему позиционирования и перемещения, пульт управления, на который по проводной связи поступают сигналы с детектора излучения, что позволяет получить изображение трубопровода и исследовать выявленные дефекты на компьютере.

После завершения полного оборота системы позиционирования и перемещения вокруг трубопровода, система позиционирования и перемещения совершает продольное перемещение, предназначенное для бесконтактного, неразрушающего контроля трубопроводов. Вышеописанные действия повторяются многократно до завершения исследования трубопровода.

Система с проводной передачей данных, обеспечивает надежное управление и передачу данных.

Недостатками проводной системы является: дополнительные затраты времени на подготовку системы к работе (размотка, подключение и обратное отключение и сматывание проводов); дополнительный вес и габариты системы в сборе; ограничение по расстоянию между местом работы рентгеновского источника и местом нахождения оператора. На практике длина проводов не превышает 50 метров. При использовании источников с высокими энергиями излучения и высокой мощностью такое расстояние может оказаться недостаточным для требуемой защиты оператора от излучения; неудобство работы с проводами в ряде случаев (например, заматывание провода вокруг трубы при сканировании детектором кольцевого сварного шва).

Из известных устройств наиболее близкой по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату являются беспроводные устройства радиографического контроля сварных швов трубопроводов (СРКСШТ), Rayzor Pro, Bolt X Pro и FlashX Pro, производимые и поставляемые компанией Vidisco (Израиль).

Каждое из вышеназванных устройств содержит систему позиционирования и перемещения, по крайней мере, одного цифрового рентгеновского детектора, источник рентгеновского излучения, автономный блок питания, систему сбора, обработки, хранения и визуализации данных, которая включает детектор, аккумулятор, передатчик, приемник (например, компьютер оператора), связанные беспроводной связью ((http://vidisco.com/ndt_solutions/ndt_system). Указанная система, как правило, вручную устанавливается в место съемки, оператор системы ждет появления сигнала излучения, после его появления либо снимается единичное изображение путем подачи сигнала на детектор по проводному пульту, либо снимают единичное изображение по команде оператора, передаваемой по беспроводной связи. Недостатком систем с беспроводной связью является:

– ненадежность беспроводной связи в условиях работы в поле или на промышленном объекте и при значительных расстояниях между точками связи;

– время, затрачиваемое оператором на перемещение детектора от одного места съемки к другому.

При этом, в существующих системах, в которых использована непосредственная передача изображений с детектора на ноутбук оператора, сбой связи приводит к необходимости остановки всего процесса съемки, и продолжения процесса только после восстановления связи.

На большинстве существующих современных источниках излучения, длительность излучения выставляется на источнике заранее и через определенное время излучение автоматически выключается. Беспроводной связи для управления источником излучения, как правило, нет.

Возможная задержка съемки, вызванная сбоем беспроводной связи, приводит к необходимости устанавливать время работы источника излучения с запасом или повторять съемку, включая источник излучения заново.

Это приводит к увеличению времени, затрачиваемому на контроль изделия, сокращает срок службы источника излучения и детектора и повышает вероятность вредного воздействия излучения на оператора устройства.

Техническим результатом заявляемой полезной модели являются простота конструкции и обслуживания системы, надежность контроля и хранения изображений сварных швов.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемую систему помимо перечисленных выше агрегатов (детектор, батарея питания, устройство беспроводного управления и передачи данных, защитный кожух) также входит портативный компьютер, установленный в одном корпусе с детектором и позволяющий хранить значительное количество изображений. Целесообразность такого решения заключается в следующем.

Детектор программируется оператором на начало работы и получение изображения в момент выхода излучения от источника на требуемый уровень мощности.

Источник излучения также программируется на работу в течение определенного времени, минимально необходимого для съемки. После запуска источника излучения оператор, до включения излучения, удаляется на безопасное расстояние от места контроля трубопровода, т.е. места работы источника излучения.

При включении излучения съемка начинается автоматически. При этом при разрыве или сбое беспроводной связи между портативным компьютером детектора и компьютером оператора процесс покадровой съемки не прекращается, и изображения не теряются.

При съемке протяженного объекта (например, продольного или кольцевого сварного шва), предлагаемая установка допускает использование механической системы, которая перемещает детектор вдоль объекта на размер кадра.

При этом, положение источника излучения может как меняться, так и оставаться неизменным для съемки нескольких кадров вдоль прямолинейного объекта, а для съемки кольцевого шва положение источника излучения может оставаться неизменным для всех кадров. На каждой остановке детектор формирует одно изображение. Эти изображения хранится в памяти портативного компьютера.

При этом при разрыве или сбое беспроводной связи между портативным компьютером и компьютером оператора процесс покадровой съемки не прекращается и изображения не теряются.

В существующих системах при непосредственной передаче изображений с детектора на ноутбук оператора сбой связи приводит к необходимости остановки всего процесса, и продолжения процесса после восстановления связи.

Существующие рентгеновские источники не приспособлены к такому режиму работы.

Длительность излучения выставляется на источнике заранее и через определенное время излучение автоматически выключается. Беспроводной связи для управления источником излучения как правило нет.

  • Таким образом, предлагаемая система:
  • – исключает необходимость избыточного по времени облучения объекта контроля и повышает надежность работы;
  • – ускоряет и упрощает работу оператора;
  • – увеличивает срок службы источника излучения и детектора;
  • – сокращает возможное вредное воздействие излучения на оператора.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле полезной модели, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию новизна.

Сущность полезной модели поясняется чертежами и описанием конструкции.

На фигуре 1а представлена схема размещения системы на трубопроводе при беспроводном соединении компьютера одного из детекторов с компьютером оператора и проводном соединении с остальными детекторами.

Система включает трубу с кольцевым швом 1, вдоль которого размещаются цифровые рентгеновские детекторы с автономными источниками питания 2, компьютер промежуточного хранения/накопления данных 3, размещенный в одном корпусе с одним из детекторов.

Читайте также:  Диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией при однотрубной системе

Указанный компьютер 3 соединен беспроводной связью с компьютером оператора 4 и проводной связью с остальными детекторами. Источник рентгеновского излучения с блоком питания 5 и система позиционирования и перемещения 6 размещены внутри трубы.

На фигуре 1б представлена схема размещения системы на трубопроводе при беспроводном соединении компьютера каждого из детекторов с компьютером оператора.

Система включает трубу с кольцевым швом 1, вдоль которого размещаются цифровые рентгеновские детекторы 2 и компьютеры промежуточного хранения/накопления данных 3, каждый из которых размещен в корпусе с детектором и автономным источником питания.

Компьютеры 3 каждого из детекторов соединены беспроводной связью с компьютером оператора. Источник рентгеновского излучения с блоком питания 5 и система позиционирования и перемещения 6 размещены внутри трубы.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявленная система СРКСШТ может быть реализована на практике с достижением заявленного технического результата, т.е. она соответствуют критерию «промышленная применимость».

1.

Система радиографического контроля сварных швов трубопроводов (СРКСШТ), содержащая систему позиционирования и перемещения, по крайней мере, один цифровой рентгеновский детектор, источник рентгеновского излучения, автономный блок питания, систему сбора, обработки, хранения и визуализации данных, которая включает детектор, аккумулятор, передатчик, приемник оператора, отличающаяся тем, что дополнительно СПРКШТ включает компьютер или микропроцессор для хранения рентгеновских изображений, размещенный в одном корпусе с детектором и имеющий беспроводную связь с приемником оператора.

2. СРКСШТ по п.1, отличающаяся тем, что она содержит несколько цифровых рентгеновских детекторов, при этом каждый детектор размещен в своем корпусе.

3. СРКСШТ по п.1, отличающаяся тем, что один из детекторов, снабженный компьютером, соединен беспроводной связью с приемником оператора и проводной связью с остальными детекторами.

4. СРКСШТ по п.1, отличающаяся тем, что каждый из детекторов снабжен компьютером, соединенным беспроводной связью с приемником оператора.

Системы радиографического контроля трубопроводов

РИСУНКИ

Системы радиографического контроля трубопроводовСистемы радиографического контроля трубопроводов

Цифровая радиография для контроля сварных соединений технологических трубопроводов и строительных конструкций | АО «КТБ ЖБ»

Более 120 лет назад было открыто рентгеновское излучение. Одним из наиболее востребованных методов неразрушающего контроля [1, 2], базирующемся на рентгеновском излучении, является радиографический метод.

С момента появления радиографического метода контроля основным и фактически единственным средством фиксации рентгеновского излучения являлась рентгеновская пленка. В процессе развития техники и технологий, предназначенных для проведения радиографического контроля, появились дополнительные средства фиксации рентгеновского излучения.

В дополнение к рентгеновской пленке все активнее используются системы цифровой радиографии с запоминающими многоразовыми пластинами [3]. Кроме этого, для сохранения архивных рентгеновских пленок, все чаще выполняется оцифровка пленок с помощью специальных сканеров.

В результате данной процедуры аналоговые рентгеновские снимки переводятся в цифровой формат и сохраняются в виде файлов. После оцифровки рентгеновский снимок становится набором пикселей (точек) с разными оттенками серого цвета.

АО «КТБ ЖБ» является динамично развивающейся компанией, которая постоянно совершенствуется и старается внедрять современные технологии. В развитие ГОСТ 7512-82 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные.

Радиографический метод» специалистами бюро разработан стандарт организации СТО 14258110-008-2015 «Строительные конструкции и изделия. Радиационный метод неразрушающего контроля».

Данный стандарт распространяется на строительные конструкции и изделия, устанавливает радиационный метод определения их параметров, а также радиографический метод контроля сварных соединений с фиксацией параметров на рентгеновскую пленку, фосфорные пластины и плоскопанельные детекторы.

В настоящее время лаборатория неразрушающего контроля АО «КТБ ЖБ» ведет работы по неразрушающему контролю сварных соединений технологических трубопроводов на Московском НПЗ и развивает направление цифровой радиографии.

В зарубежных странах разработан ряд стандартов в области цифровой радиографии (комплекс цифровой радиографии) [5÷9].

До последнего времени в Российской Федерации основным и, фактически, единственным государственным стандартом являлся ГОСТ 7512-82 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод». Данный стандарт предусматривает применять в качестве детектора излучения рентгеновскую пленку.

С момента последнего издания ГОСТ 7512 появилось новое направление неразрушающего радиографического контроля – цифровая радиография. В конце 2018 года вступил в действие новый государственный стандарт ГОСТ ISO 17636-2-2017 «Неразрушающий контроль сварных соединений. Радиографический контроль. Часть 2.

Способы рентгено- и гаммаграфического контроля с применением цифровых детекторов».

До появления ГОСТ ISO 17636-2-2017, не смотря на отсутствие государственных стандартов, ряд крупных российских компаний, ориентированных на экспорт продукции в зарубежные страны, разработал собственные стандарты организаций для проведения цифровой радиографии. Данные СТО основывались на зарубежных стандартах качества.

ГОСТ ISO 17636-2-2017 позволит в значительной мере нивелировать отставание Российской Федерации от зарубежных стран в развитии цифровой радиографии.

Однако несмотря на появление указанного стандарта цифровая радиография не может динамично развиваться без достаточного количества квалифицированных специалистов, способных работать со специализированной техникой.

Специалисты, выполняющие неразрушающий контроль в соответствии с ГОСТ ISO 17636-2-2017, должны быть квалифицированы в соответствии со стандартом [4].

Все чаще на смену аналоговой радиографии, в которой используется рентгеновская пленка, приходит цифровая радиография с применением запоминающих многоразовых пластин. При цифровой радиографии контроль сварного соединения выполняется подобно аналоговой радиографии, за исключением проявки рентгеновской пленки. Цифровой радиографический контроль выполняется в следующей последовательности:

  • гибкая фосфорная пластина закрепляется к объекту контроля (например, сварному шву);
  • производится экспонирование с помощью источника рентгеновского излучения;
  • пластина сканируется с помощью специализированного сканера и, при необходимости, очищается для последующего использования;
  • выполняется обработка и расшифровка полученного изображения.

Для того, чтобы система цифровой радиографии функционировала полноценно, требуется методика проведения радиографического контроля [10, 11]. Методика в обязательном порядке должна содержать указания:

  • по выбору типа запоминающей пластины;
  • по определению времени экспонирования;
  • по выбору режима считывания изображения при сканировании;
  • прочие указания.

Радиографический контроль сварных соединений обладает рядом значимых преимуществ перед аналоговой системой [10]:

  1. Выполнение работ в полевых условиях, например, при контроле сварных соединений несущих металлических конструкций на объектах гражданского и промышленного назначения или технологических трубопроводов на объектах нефтяной и газовой промышленности. Условия использования запоминающих пластин мало чем отличается от условий использования рентгеновской пленки. Пластины легко изгибаются и, при необходимости, могут быть обернуты вокруг трубопровода в зоне сварного шва; пластины не требуют внешнего источника электроэнергии и создания каких-то специальных условий контроля.
  2. Отсутствие необходимости использования «мокрых» процессов и химических реактивов. Как известно для получения снимка на рентгеновской пленке необходимо выполнить ряд операций: проявка и закрепление изображения, промывка и сушка пленок. Данные операции выполняются ручным способом или с использованием проявочной машины. Для получения готового снимка необходимо не менее десяти минут. Кроме этого необходимо утилизировать использованные химические реактивы. При использовании запоминающих пластин химические реактивы не применяются, после экспонирования пластину устанавливают в специальный сканер, который считывает с нее изображение. Операция по сканированию пластины может занимать от нескольких секунд до нескольких минут и зависит от размера пластины и режима считывания.
  3. Многократное использование пластин. После считывания сканером изображения с запоминающей пластины, ее очищают. Очистка выполняется специальным встроенным в сканер лазером, соответственно процессы считывания изображения и очистка пластины происходят последовательно и позволяют избежать расхода дополнительного времени. После завершения очистки пластина готова к новому использованию. Пластина может быть повторно использована до нескольких тысяч раз.
  4. Высокая чувствительность. По своей чувствительности запоминающие пластины не только не уступают рентгеновской пленке, а во многих случаях значительно превосходят ее.
  5. Высокое разрешение. В настоящее время предложенные на рынке системы цифровой радиографии могут обеспечить разрешение до 12,5 мкм. Данное разрешение позволяет использовать их как для контроля трубопроводов в нефтегазовой отрасли, так и в атомной и авиационной промышленности. Из опыта проведении неразрушающего контроля трубопроводов известно, что качественное изображение получается при разрешении 50÷100 мкм.
  6. Широкий диапазон экспозиций. Сканер, как правило, обладает широким диапазоном режимов усиления, т.е. в зависимости от выбора усиления снимок может иметь большую или меньшую яркость. Например, при первичном сканировании пластины сигнал получился недостаточно ярким, при этом, если пластина не была очищена, имеется возможность выполнить ее повторное сканирование, но с использованием более высокого усиления. При повторном сканировании изображение будет более качественным и пригодным для расшифровки.
  7. Цифровое изображение. Изображение, получаемое в процессе неразрушающего контроля, изначально получается в цифровом формате. Многие крупные компании зачастую требуют выполнять оцифровку рентгеновских снимков, выполненных на пленке, поэтому данное обстоятельство является дополнительным преимуществом запоминающих пластин и позволяет снизить как финансовые издержки, так и временные затраты. Оцифровка аналоговых рентгеновских снимков довольно затратная работа, так как специализированные сканеры, позволяющие с высоким качеством сканировать пленки, являются достаточно дорогостоящим оборудованием.
  8. Хранение информации и архивирование. В зависимости от требований руководящих документов организаций аналоговые рентгеновские снимки подлежат хранению от одного года до нескольких лет. Для хранения таких пленок необходимо специализированное помещение, в котором должна поддерживаться определенная температура и влажность. А учитывая большое количество хранимых материалов поиск конкретной пленки может быть затруднен. Цифровые снимки, полученные с использованием запоминающих пластин, могут храниться на сервере организации, в облачном хранилище и в архивах (на носителях информации, например, на CD или DVD дисках). Хранение цифровых снимков не требует устройства специализированного помещения, а поиск необходимого снимка может быть быстро выполнен при помощи компьютера. Данное преимущество также позволяет значительно снизить финансовые издержки.
Читайте также:  Тройниковая или коллекторная разводка труб водоснабжения лучше

При использовании запоминающих пластин необходимо учитывать несколько важных условий [10]:

  • эксплуатация пластин. Срок службы пластин в значительной мере зависит от аккуратности обращения с ними. В случае правильной эксплуатации, пластины могут быть использованы до нескольких тысяч раз. Для предотвращения появление царапин пластины необходимо держать в специальных защитных чехлах. Не допускается сильно скручивать и перегибать пластины. Нужно правильно подбирать размер пластин под конкретную задачу. А в связи с тем, что длинные пластины больше подвержены механическим они не рекомендуются к использованию;
  • расположение пластин. Для исключения появления на пластинах областей с максимальной интенсивностью засветки рекомендуется при установке пластин на контролируемом участке избегать их прямой засветки рентгеновским излучением. Очистка областей с интенсивной засветкой потребует несколько раз пропустить пластину через устройство очистки, в результате чего процесс работы замедлится. Однако данное неудобство отсутствует при контроле сварных соединений трубопроводов. Кроме того, засветку можно минимизировать путем правильного подбора размера пластины, установкой защитных экранов или специализированных фильтров рентгеновского излучения.
  • внешнее освещение. Запоминающие пластины допускается использовать при обычном искусственном освещении, но стоит избегать яркого солнечного света, так как в его спектре содержаться компоненты, которые стирают изображение с пластин. Для предотвращения стирания изображения пластины должны находиться в защитных чехлах до момента их установки в сканер. Сканирование рекомендуется производить в помещении, куда не попадает солнечный свет и отсутствует очень яркое искусственное освещение.
  • источник рентгеновского излучения. Чувствительность запоминающих пластин превышает чувствительность рентгеновской пленки при энергии излучения до 200 кэВ и ниже – при энергиях около 1 МэВ. С учетом этого, при использовании запоминающих пластин, рекомендуется в качестве источника излучения использовать рентгеновские аппараты;
  • время экспозиции и режим усиления сканера. Для получения качественного изображения необходимо правильно подобрать время экспозиции пластин и режим усиления сканера. Чтобы добиться максимального качества контроля, в зависимости от толщины контролируемого объекта, следует подобрать напряжение на рентгеновском аппарате (рентгеновской трубке), выбрать разрешение и тип пластины, а также установить величину усиления в сканере так, чтобы обеспечивалось минимальное время. Указанные величины могут быть подобраны как экспериментальным способом, так и при помощи моделирования на компьютере. Кроме этого вышеуказанные величины должны быть отражены в методических рекомендациях или технологической карте, в соответствии с которыми выполняется контроль.

Экономическая составляющая цифровой радиографии. При выполнении большого объема работ, радиографический метод контроля сварных соединений является экономически целесообразным. В таблице приведены сравнительные затраты на основе стоимости расходных материалов, представленных на отечественном рынке.

Цифровая радиография Аналоговая радиография
3000 экспозиций
Стоимость одной пласти-ны размером 30х40, руб. 72 900 Стоимость 3000 листов пленки размером 30х40, руб. 1 017 000
Дополнительные расходы, руб. 0 Дополнительные расходные материалы (из расчёта на обработку 3000 листов пленки), руб.: – 7,2 комплекта проявителя G135 – 10,8 комплекта фиксажа 56 900 28 100
Итого затраты, руб. 72 900 Итого затраты, руб. 1 102 000
  1. Система цифровой радиографии с применением гибких пластин является новым этапом развития неразрушающего контроля и позволяет:
    • исключить «мокрые» процессы обработки и обеспечить экологическую безопасность (отсутствует необходимость в применении и утилизации химических реактивов);
    • снизить себестоимость получения снимков за счет многократного использования пластин;
    • повысить производительность работ за счет исключения «мокрых» процессов и получения цифрового изображения;
    • использовать все преимущества современных компьютерных технологий для обработки и расшифровки полученных изображений, а также для хранения и архивирование результатов;
    • без ограничений применять пластины при выполнении контроля сварных соединений несущих металлических конструкций на объектах гражданского и промышленного назначения или технологических трубопроводов на объектах нефтяной и газовой промышленности.
  2. Для динамичного развития системы цифровой радиографии на территории Российской Федерации необходимо:
    • разработка национальных стандартов и апробированных методик, которые позволят охватить весь спектр задач, возникающих при применении цифровой радиографии;
    • наладить качественную подготовку и обучение специалистов, способных работать со специализированной техникой;
    • вести разработку отечественных программных комплексов, позволяющих осуществлять автоматизированную обработку результатов неразрушающего контроля.
  1. Неразрушающий контроль: Справочник: В 8 т. / Под общ. Ред. В.В. Клюева. Т1: В 2кн. Кн. 1 Ф.Р. Соснин. Визуальный и измерительный контроль. Кн. 2 Ф.Р. Соснин. Радиационный контроль. – 2-е изд., испр. – М.: Машиностроение, 2008. – 560 с.: ил.
  2. Горбачёв В.И., Семёнов А.П. Радиографический контроль сварных соединений: Учебно-методическое пособие / Под ред. К.т.н. В.И. Горбачева. – М.: Издательство «Спутник+», 2009. – 486 с.
  3. Мартынюк А.В. Введение в цифровую радиографию. Фосфорные пластины вместо рентгеновской пленки (на правах рукописи), Киев, 2012.
  4. AENOR UNE-EN ISO 9712-2012 Non-destructive testing – Qualification and certification of NDT personnel [Неразрушающий контроль – Квалификация и сертификация персонала по неразрушающему контролю].
  5. DIN EN ISO 5579-2014 Non-destructive testing – Radiographic testing of metallic materials using film and X- or gamma rays – Basic rules [Контроль неразрушающий. Радиографический контроль металлических материалов с помощью пленок и рентгеновских или гамма-лучей. Основные правила].
  6. ISO 10675-1:2016 Non-destructive testing of welds – Acceptance levels for radiographic testing – Part 1: Steel, nickel, titanium and their alloys [Неразрушающий контроль сварных швов. Уровни приемки для радиографического контроля. Часть 1. Сталь, никель, титан и их сплавы].
  7. DIN EN ISO 19232-1-2013 Non-destructive testing – Image quality of radiographs – Part 1: Determination of the image quality value using wire-type image quality indicators [Контроль неразрушающий. Качество изображения на рентгеновских снимках. Часть 1. Определение значения качества изображения с использованием показателей качества изображения проволочного типа].
  8. DIN EN ISO 19232-2-2013 Non-destructive testing – Image quality of radiographs – Part 2: Determination of the image quality value using step/hole-type image quality indicators [Контроль неразрушающий. Качество изображения на рентгеновских снимках. Часть 2. Определение значения качества изображения с использованием показателей качества изображения типа шаг/отверстие].
  9. DIN EN ISO 19232-4-2013 Non-destructive testing – Image quality of radiographs – Part 4: Experimental evaluation of image quality values and image quality tables [Контроль неразрушающий. Качество изображения на рентгеновских снимках. Часть 4. Экспериментальная оценка значений и таблиц качества изображения].
  10. Багаев K.А., Варламов А.Н. Применение компьютерной радиографии на основе запоминающих пластин для контроля сварных соединений нефте- и газопроводов // Экспозиция Нефть Газ, 2012, № 2 (20), С. 69-71.
  11. Кулешов В.К. Практика радиографического контроля: учебное пособие / В.К. Кулешов, Ю.И. Сертаков, П.В. Ефимов, В.Ф. Шумихин; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 288 с.
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector