Существуют различные методы радиационного контроля, которые классифицируются по виду и источнику ионизирующего излучения, а также по способу регистрации интенсивности изучения.
Принцип радиационного контроля
В основе контроля лежит просвечивание контролируемого объекта (например, отливки) ионизирующим излучением. Взаимодействуя с материалом, излучение ослабляется. Наличие внутренних дефектов (усадочные раковины, пористость, неметаллические включения) или более плотный материал/толстая стенка отливки приводят к еще большему ослаблению интенсивности прошедшего излучения.
Классификация по способу регистрации интенсивности излучения:
- Радиографический метод:
- Суть: Изображение объекта фиксируется на специальной радиографической пленке или ксерорадиографической пластине.
- Регистрация на пленке: Чем больше интенсивность проникающего излучения, тем сильнее почернение пленки. Позволяет определить глубину залегания дефекта.
- Недостатки: Низкая производительность.
- Улучшения: Использование усиливающих экранов (металлических и флюоресцирующих) для уменьшения времени экспозиции.
- Ксерорадиографическая пластина: Состоит из металлической подложки и полупроводникового слоя (аморфный селен).
- Преимущества ксерорадиографии: Сокращение продолжительности контроля (до 10 раз) и стоимости (многократное использование пластины).
- Ограничения ксерорадиографии: Отсутствие гибких пластин, хрупкость слоя, низкая разрешающая способность (ограничено для фасонных отливок).
- Разновидности:
- Флюорография: Используется фотопленка или фотобумага, видимое изображение получается на флуоресцентном экране.
- Томография: Послойное просвечивание узким параллельным пучком рентгеновского излучения в разных направлениях. Синхронное вращение источника и кассеты создает изображение тонкого слоя.
- Нейтронная радиография: Просвечивание потоком тепловых нейтронов.
- Радиоскопический метод:
- Суть: Изображение объекта формируется непосредственно в процессе контроля на экране радиоционно-оптического преобразователя. Излучение, пройдя через объект, вызывает свечение экрана.
- Преобразование изображения: Используются флуороскопические, сцинтилляционные, электролюминесцентные экраны, рентгеновские электронно-оптические преобразователи, рентген-видиконы.
- Выявление дефектов: Трещины, раковины видны на экране как светлые линии и участки.
- Ограничения: Низкая чувствительность и разрешающая способность, поэтому пока не находит широкого применения для контроля ответственных отливок.
- Радиометрический метод:
- Суть: Измеряется интенсивность пучка излучения за объектом контроля с помощью газоразрядных счетчиков или ионизационных камер.
- Принцип действия: Ионизирующее излучение вызывает ионизацию газа в камере, что приводит к возникновению электрического тока. Величина тока зависит от интенсивности лучей.
- Применение в литейном производстве: Контроль отливок простой конфигурации, слитков и заготовок, изготовляемых непрерывным способом.
Классификация по типу источника ионизирующего излучения:
- Рентгеновское излучение: Используется рентгенодефектоскопия.
- Гамма-излучение: Используется гаммадефектоскопия.
- Бетаизлучение: Используется бетатронная дефектоскопия.
Физическая природа рентгеновского и гамма-излучения:
Оба типа излучений являются электромагнитными колебаниями, но отличаются длиной волны:
- Видимый свет: (4–7) ⋅ 10⁻⁷ м
- Рентгеновские лучи: 1 ⋅ 10⁻⁹ – 6 ⋅ 10⁻³ м
- Гамма-лучи: 1 ⋅ 10⁻¹² – 1 ⋅ 10⁻¹³ м
Чувствительность радиационных методов:
Мерой чувствительности является наименьший размер дефекта, выраженный в процентах от толщины просвечиваемого изделия.