способ оценки размера дефекта в направлении просвечивания

Формула изобретения

Способ оценки размера дефекта в направлении просвечивания, заключающийся в сравнении изображений радиографируемых на один снимок эталонных и реальных дефектов, отличающийся тем, что на контролируемое сварное соединение устанавливают эталон-имитатор с канавками различной ширины, но одинаковой глубины, равной предельно допустимой глубине реального дефекта, причем набор эталонных канавок должен включать в себя канавку шириной, равной или близкой, но не меньшей удвоенной суммарной величины геометрической и собственной нерезкости изображения дефекта, так, как если бы дефект находился на поверхности изделия, проводят после выполнения снимка замеры ширины изображений дефектов, замеры и сравнение оптической плотности или контраста изображения выявленного реального дефекта и оптической плотности или контраста изображения эталонной канавки, наиболее близкой к реальному дефекту по ширине изображения на снимке, при этом сравнительную оценку размера в направлении просвечивания проводят лишь для реальных дефектов с поперечным размером изображения на снимке, не меньшем, одновременно: поперечного размера изображения наименее широкой выявленной на снимке эталонной канавки и удвоенной суммарной величины геометрической и собственной нерезкости изображения дефекта для данного снимка, а дефекты с меньшей шириной изображения бракуют независимо от величины оптической плотности или контраста их изображений на снимке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области дефектоскопии и может быть использовано при радиографическом контроле сварных соединений.

Известен способ оценки размера дефекта в направлении просвечивания, основанный на визуальном сравнении оптических плотностей изображений канавок эталона-имитатора и выявляемых на снимке дефектов (непроваров) контролируемого сварного шва (см. Румянцев С.В. Радиационная дефектоскопия. - М.: Атомиздат, 1974, с.262-263).

Наиболее близким по своей технической сути заявляемому способу, принятому в качестве прототипа, является способ фотометрической оценки размеров дефектов в направлении просвечивания (см. А.с. №1536215, СССР, кл. G 01 N 23/18), основанный на фотометрическом сравнении контрастов изображений радиографируемых на один снимок эталонных и реальных дефектов.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности и точности оценки размеров дефектов в направлении просвечивания, выявляемых при радиографическом контроле сварных соединений.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе оценки размера дефекта в направлении просвечивания, заключающемся в сравнении изображений радиографируемых на один снимок эталонных и реальных дефектов, на контролируемое сварное соединение устанавливают эталон-имитатор с канавками различной ширины, но одинаковой глубины, равной предельно-допустимой глубине реального дефекта (непровара), причем набор эталонных канавок должен включать в себя канавку шириной, равной или близкой, но не меньшей удвоенной суммарной величины геометрической и собственной нерезкости изображения дефекта, так как, если бы дефект находился на поверхности изделия, проводят после выполнения снимка замеры ширины изображения дефекта, замеры и сравнение оптической плотности или контраста изображения выявленного реального дефекта (непровара) и оптической плотности или контраста изображения эталонной канавки, наиболее близкой к реальному дефекту по ширине изображения на снимке, при этом сравнительную оценку размера в направлении просвечивания проводят лишь для реальных дефектов с поперечным размером изображения на снимке не меньшем, одновременно: поперечного размера изображения наименее широкой выявленной на снимке эталонной канавки и удвоенной суммарной величины геометрической и собственной нерезкости изображения дефекта для данного снимка, а дефекты с меньшей шириной изображения бракуют независимо от величины оптической плотности или контраста их изображений на снимке. Сущность изобретения поясняется графическими материалами.

На фиг.1 показана схема оценки размера в направлении просвечивания d_н дефекта типа непровара корня сварного шва с помощью устанавливаемого на радиографируемое сварное соединение эталона-имитатора, глубина канавок которого d^эт_кан равна предельно допустимой глубине непровара d^пр.доп_н.

На фиг.2 показано схематичное изображение радиографического снимка. Сущность заявленного способа заключается в учете влияния поперечного размера дефекта на контраст его изображения на снимке и, одновременно, учете границ применимости радиографического метода для оценки размера дефекта в направлении просвечивания в отношении диапазона поперечных размеров изображений выявляемых реальных дефектов.

Учет влияния поперечного размера b дефекта на контраст D его изображения проводится путем сравнения изображений эталонных и реальных дефектов наиболее близких по своей ширине, определяемой (замеряемой) по снимку. Для этой цели используются эталоны с набором канавок различной ширины.

Границы применимости радиографических методов оценки размера дефекта в направлении просвечивания d в отношении диапазона поперечных размеров изображений выявляемых реальных дефектов, в котором оценка по параметру d может быть проведена с приемлемой для практики радиографического контроля надежностью и точностью, определяются на основе учета следующих обстоятельств:

1) поперечный размер изображения дефекта на снимке b_и=b_пp+u_c.г , где b_пp - ширина проекции дефекта на снимке, - суммарная величина собственной u_c и геометрической u_г нерезкости, u_г= l_д-п/l_и-д, где - размер фокусного пятна источника излучения, l_д.п - расстояние от дефекта до пленки, l_и.д - расстояние от источника до дефекта, данные по величине u_c имеются в справочной литературе (см. Румянцев С.В. Радиационная дефектоскопия. - М.: Атомиздат, 1974);

2) в условиях малого проекционного увеличения, что обычно выполняется в практике радиографии, b _пр b, где b -поперечный размер (раскрытие) дефекта в изделии, и b_и b+u_c.г;

3) при малой ширине (раскрытии) дефекта b<<u_c.г, что часто имеет место для дефектов типа непроваров в сварных швах, все дефекты, отличаясь раскрытием, будут в то же время иметь в пределах погрешности измерений практически одинаковую, близкую к величине геометрической и собственной нерезкости, ширину изображения на снимке b_и u_c.г (например при u_с.г=0,6 мм непровары раскрытием 0,02 и 0,05 мм будут соответственно иметь размеры изображений 0,62 и 0,65 мм, т.е. практически не различаться шириной изображений). Следовательно неизбежны в этих случаях ошибки в выборе соответствующей ширине непровара канавки эталона;

4) при b<u_c.г контраст изображения дефекта D~b d и реальные дефекты малого раскрытия, сравниваемые из-за близости размеров b_и их изображений с одной и той же канавкой эталона, будут оцениваться в случае равенства контрастов D изображений этих реальных дефектов (при одинаковой оптической плотности фона снимка) как имеющие одинаковый размер d, значительно отличаясь при различии в величине их раскрытия b своими фактическими размерами в направлении просвечивания d (например, непровары раскрытием 0,02 мм и 0,05 мм при одинаковом D будут в 2,5 раза различаться их фактическим размером d);

5) из выражения b_и b+u_c.г следует, что снижение контраста D изображения дефекта из-за влияния геометрической и собственной нерезкости происходит в диапазоне b_и<2u_с.г (при b<u_c.г). При малой ширине дефекта это снижение в количественном отношении сложно учесть практически;

6) в диапазоне b_и 2u_c.г снижение контраста D из-за влияния u_c.г не происходит. При этом достаточно хорошо регистрируется различие в ширине изображений дефектов b_и, имеющих разное раскрытие b в металле контролируемого изделия и, соответственно, можно достаточно точно проводить выбор оценочной канавки эталона по соответствию ее ширины и ширины оцениваемого дефекта. Следовательно для дефектов с шириной изображения b_и 2u_c.г возможна достаточно точная сравнительная оценка их размера в направлении просвечивания d;

7) поскольку реальные дефекты могут иметь различную глубину залегания в металле контролируемого изделия, которую для плоскостных дефектов типа непроваров сложно определить радиографическими методами с достаточной степенью точности, то при расчете величины значение u_г должно определяться для условия наибольшего возможного удаления дефекта от радиографической пленки (для расположения дефекта на поверхности изделия, обращенной к источнику излучения), что соответствует максимально возможному значению u_г =u_{г max};

8) при выборе параметров радиографирования в соответствии с ГОСТ 7512-82 геометрическая нерезкость u _г u_г.max=1/2 К, где К - требуемая (указанная в ГОСТ 7512-82) чувствительность контроля, мм. При этом, как правило, u_г.max>u_c и соответственно u_c.г.max u_г.max=1/2 К (см. Удралов Ю.И. Оценка ожидаемой чувствительности при радиографическом контроле. Дефектоскопия, 1982, №3, с.54-59). Таким образом 2u_c.г.max К и на практике вместо расчетной величины 2u _c.г можно использовать соответствующую, указываемую в стандартах, величину К;

9) дополнительно, для непосредственного контроля по снимку за обеспечением надежности оценки размера d выявляемых реальных дефектов, одновременно с критерием b _и 2u_c.г.max (2u_c.г.max К) используют критерий b^кр_и b_и.к.min, где b_и.к.min - поперечный размер изображения наименее широкой выявляемой на снимке эталонной канавки, при этом используют эталоны, имеющие канавку шириной, равной или близкой, но не меньшей, чем величина 2u_c.г.max К;

10) оценка размера d выявляемых реальных дефектов путем сравнения величин D или D их изображений и D или D изображений эталонных канавок проводится для реальных дефектов с достаточно большой шириной изображений, удовлетворяющей одновременно условиям b_и 2u_с.г.mах(2u_с.г.mах К) и b^кр_и b_и.к.min. При меньшей ширине изображения реального дефекта дефект классифицируется как недопустимый по параметру d независимо от величины контраста D его изображения на снимке. Это обеспечивает недопущение заниженных оценок размера d дефектов (непроваров) малого раскрытия.

Пример конкретного выполнения.

Заявляемым способом проводилась оценка размеров в направлении просвечивания дефектов типа имитированных непроваров, расположенных на поверхности стального образца толщиной d=140 мм. Просвечивание проводилось гамма-излучением источника Co ⁶⁰ с фокусным пятном =3× 3 мм с фокусного расстояния (источник-изделие) f=900 мм на радиографическую пленку типа D7. На просвечиваемый образец со стороны имитированных дефектов устанавливался эталон-имитатор с канавками глубиной d_к=2 мм, соответствующей допустимой глубине непровара, и шириной b_к=10, 5, 3, 2, 1, 0,5 мм. Толщина эталона соответствовала высоте усиления сварного шва (применялись пластины - компенсаторы высоты усиления), что обеспечивало одинаковую оптическую плотность фона D_ф 1,8 в районах расположения на снимке изображений сравниваемых эталонных канавок и имитированных непроваров. Полученные снимки фотометрировались с помощью электронно-цифрового денситометра “Хеллинг-301”. Геометрическая нерезкость u_г=u _г.max= d/f=3× 140/900 0,5 мм. Собственная нерезкость u_c(Co⁶⁰) 0,4 мм. Суммарная величина геометрической и собственной нерезкости На снимке выявились эталонные канавки ( d_к=2 мм) шириной b_к=10, 5, 3, 2, 1 мм. Канавка d_к=2мм, b_к=0,5 мм не выявилась. Изображения эталонных канавок сравнивались с изображениями выявленных на снимке имитированных непроваров шириной b_н=0,5 мм и b_н=2 мм. В качестве оценочной канавки была выбрана канавка шириной b_к=2 мм(b_и.к 2,5 мм>2u_c.г.max 1,2 мм, D_к 0,02, d=2 мм). Расчетная глубина d^расч_н имитированных непроваров составила d^расч_н(b_н=0,5 мм, b_ин 1 мм, D_н 0,02)=2 мм при фактической глубине d^факт_н=3 мм; d^расч_н(b_н=0,5 мм, b_ин =1 мм, D_н=0,07)=7 мм при d^факт_н=10 мм; d^расч_н(b_н=2мм, b_ин =2,5 мм, D_н 0,10)=10 мм при d^факт_н=10 мм.

Приведенный пример показывает занижение расчетных оценок глубины непроваров при сравнении изображений эталонных дефектов с изображениями реальных дефектов с меньшим, чем у эталонных, поперечным размером.

Заявляемый способ позволяет предотвратить заниженные оценки размера в направлении просвечивания дефектов (непрваров) малого раскрытия, что повышает надежность оценок качества сварных изделий, контролируемых методом радиографии.