Радиографический контроль — самый наглядный из методов поиска внутренних дефектов: результатом становится теневое изображение всего сечения шва, которое можно хранить, перепроверять и предъявлять заказчику. Именно поэтому радиография остаётся обязательной для ответственных сварных соединений, несмотря на радиационную опасность и высокую стоимость.
Физическая основа
Метод построен на ослаблении ионизирующего излучения при прохождении через вещество. Интенсивность за преградой падает по экспоненте: чем больше толщина и плотность металла на пути луча, тем меньше излучения дойдёт до детектора. Полость внутри шва — пора, шлаковое включение, непровар — это участок с меньшей эффективной толщиной металла, поэтому под ним детектор получает больше излучения и на снимке появляется более тёмный след.
Отсюда следует главная особенность метода: радиография видит разницу в толщине материала вдоль луча, а не дефект как таковой. Округлая пора уменьшает толщину на весь свой диаметр и видна хорошо. Плотно сжатая трещина, плоскость которой перпендикулярна лучу, почти не меняет суммарную толщину и может остаться незамеченной.
Источники излучения
Выбор источника определяется толщиной просвечиваемого металла и условиями доступа. Рентгеновские аппараты дают более мягкое излучение и лучший контраст снимка, но требуют электропитания и громоздки. Гамма-дефектоскопы автономны и позволяют работать в стеснённых условиях, зато чувствительность контроля у них ниже.
| Источник | Период полураспада | Диапазон толщин по стали |
|---|---|---|
| Рентген 100–200 кВ | — | до 25 мм |
| Рентген 250–400 кВ | — | 20–80 мм |
| Se-75 | 119,8 сут | 5–40 мм |
| Ir-192 | 73,8 сут | 20–100 мм |
| Co-60 | 5,27 года | 40–200 мм |
Короткий период полураспада иридия и селена означает, что активность источника заметно падает уже за несколько месяцев, а вместе с ней растёт время экспозиции. Это учитывают при планировании работ: паспортную активность пересчитывают на дату контроля.
Схемы просвечивания
- Через одну стенку. Источник снаружи, детектор внутри трубы или наоборот. Даёт лучшее качество изображения, но требует доступа внутрь.
- Через две стенки с расшифровкой одной. Применяют для труб среднего диаметра: снимок расшифровывают только по ближней к плёнке стенке.
- Панорамное просвечивание. Источник помещают в центр кольцевого шва — вся окружность снимается за одну экспозицию. Самый производительный вариант для трубопроводов.
- Эллиптическое (за две стенки). Для труб малого диаметра: шов проецируется в виде эллипса, обе стенки видны раздельно.
Чувствительность и эталоны
Качество снимка оценивают не «на глаз», а по эталонам чувствительности, которые укладывают на изделие со стороны источника. По ГОСТ 7512-82 применяют канавочные, проволочные и пластинчатые эталоны. Требуемый класс чувствительности задаёт величину минимально различимой разнотолщинности: например, для ответственных соединений это обычно 1–2 % от просвечиваемой толщины.
Если на проявленном снимке не виден эталонный элемент требуемого номера, снимок бракуют и переснимают независимо от того, обнаружены дефекты или нет. Второй обязательный параметр — оптическая плотность: слишком светлый или слишком тёмный снимок расшифровке не подлежит.
Расшифровка: что как выглядит
- Газовые поры — округлые тёмные пятна с чёткими границами, одиночные или в виде скоплений и цепочек.
- Шлаковые включения — тёмные пятна неправильной, угловатой формы, часто вытянутые вдоль шва.
- Непровар в корне — прямая тёмная полоса постоянной ширины строго по оси шва.
- Несплавление по кромке — тёмная полоса, смещённая от оси и повторяющая линию сплавления.
- Трещина — извилистая тёмная линия переменной ширины, часто с ответвлениями; выявляется только при благоприятной ориентации.
- Вольфрамовые включения — в отличие от прочих дефектов дают светлые пятна: вольфрам плотнее стали и ослабляет излучение сильнее.
Плёнка и цифровые системы
Классическая радиография использует рентгеновскую плёнку с усиливающими экранами и мокрую фотообработку. Ей на смену приходят две цифровые технологии. Компьютерная радиография заменяет плёнку многоразовой люминофорной пластиной, которую после экспозиции считывает лазерный сканер. Цифровая радиография использует плоскопанельный детектор и даёт изображение сразу, без промежуточного носителя.
Цифровые системы сокращают время цикла, снимают проблему хранения плёночного архива и позволяют программно обрабатывать изображение. При этом требования к чувствительности и эталонам сохраняются — они лишь переформулированы под цифровые детекторы в ГОСТ ISO 17636-2.
Нормативная база
| ГОСТ 7512-82 | Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод |
| ГОСТ ISO 17636-1-2017 | Радиографический контроль сварных соединений: плёночная технология |
| ГОСТ ISO 17636-2-2017 | То же для цифровых детекторов |
| НРБ-99/2009, ОСПОРБ-99/2010 | Нормы и правила радиационной безопасности при работе с источниками |
Радиография и ультразвук дополняют друг друга, а не заменяют. Радиография надёжно находит объёмные дефекты и даёт документальное изображение, но плохо видит плотно сжатые трещины и непровары, ориентированные поперёк луча. Ультразвук — ровно наоборот. Для ответственных соединений нормативы часто требуют оба метода именно поэтому.
