5.2 Влияние материала несплошности на её радиационное изображение.

Основной закон радиационной дефектоскопии - закон ослабления проникающего излучения при прохождении его через поглотитель:

, где

₀ - интенсивность излучения, падающего на поглотитель;

 - интенсивность излучения, прошедшего поглотитель;

 - линейный коэффициент ослабления;

 - толщина поглотителя.

В соответствии с этим законом формируется структура радиационного изображения просвечиваемого ОК. Определяющим фактором в формировании этого изображения является зависимость линейного коэффициента ослабления  от атомного номера вещества поглотителя Z, плотности поглотителя и его толщины. Ниже показана схема формирования теневого радиационного изображения ОК, имеющего три дефекта сварки - вольфрамовое включение, непровар и пору.

На схеме показано, что если плотность дефекта меньше плотности основного металла (пора, непровар), то на его теневой проекции в радиационном изображении ОК наблюдается повышение интенсивности излучения. При использовании в качестве детектора излучения радиографической плёнки дефекты типа пор, трещин, раковин, непроваров т.п. регистрируются в виде областей с повышенной плотностью почернения (рис. 5.4). Если плотность материала дефекта больше плотности основного материала (например, вольфрамовое включение), то его изображение на радиографическом снимке регистрируется в виде светлых участков (рис. 5.3).

Рис. 5.2. Схема формирования теневого радиационного изображения дефекта

Рис. 5.3 Изображение несплошности с плотностью больше, чем плотность основного материала.

1 - радиационное излучение; 2 - образец; 3 - включение; 4 - радиографическая плёнка.

Рис. 5.4 Изображение несплошности с плотностью меньше,

чем плотность основного материала.

1 - радиационное излучение; 2 - образец; 3 - включение; 4 - радиографическая плёнка.

Минимальная выявляемая разность плотностей почернения Д_min между изображением дефекта и основного фона снимка определяется рядом факторов: состоянием зрительного аппарата оператора, яркостью негатоскопа, условиями расшифровки снимков, размером и формой дефектов.

5.3 Качество радиографического снимка и чувствительность контроля.

5.3.1. Контрастность и резкость изображения.

Качество радиографического снимка определяется оптической плотностью почернения, контрастностью и резкостью изображения.

Если снимок очень светлый или слишком темный, то расшифровка его крайне затруднена и на нем невозможно обнаружить незначительные изменения плотности почернения плёнки. Для хорошей выявляемости дефекта необходимо, чтобы самые светлые и самые темные участки изображения не выходили за пределы рабочего диапазона плотности. В соответствии с ГОСТ 7512-82 оптическая плотность снимка должна быть не менее 1,5. В унифицированной методике по радиографическому контролю ПНАЭ Г-7-017-89 имеется требование, чтобы оптическая плотность (снимка) была не менее 1,5 и не более 3,5 Б.

Контрастность снимка и резкость изображения в значительной степени определяют возможность выявления мелких дефектов, т.е. реальную чувствительность контроля.

Контрастность изображения на снимке (Д_опт) определяется как разность между значениями оптической плотности двух соседних участков снимка:

Д_{опт =} Д_{опт2 -} Д_опт1

Визуальная оценка контрастности зависит от физиологических и психологических особенностей дефектоскописта. Экспериментально установлено, что минимальная разность почернения двух участков снимка (контрастность), которую способен различать глаз человека, равна примерно 0,02 - 0,04.

Резкость изображения на снимке характеризуется скачкообразным переходом от одной плотности почернения к другой на краю изображения. Чем уже переход от светлых участков к темным, тем больше различаемость контуров, тем больше резкость. Резкий снимок определяется хорошо выявленными очертаниями (контуром) просвечиваемого объекта и дефектов в материале, что обеспечивает высокую выявляемость этих дефектов.

Чем шире переход от светлых участков к темным, тем больше размытость контуров и тем меньше резкость изображения, следовательно, хуже выявляемость дефектов.

Контраст изображения определяется двумя факторами: контрастностью объекта и детектора. Контрастность объекта прямо пропорциональна разнице плотности р и атомного номера Z дефектных и бездефектных мест изделия и обратно пропорциональна энергии излучения. Контрастность детектора характеризуется изменением плотности почернения радиографической плёнки при воздействии на нее различных экспозиционных доз излучения.

Разрешающая способность радиографической плёнки определяет возможность раздельно регистрировать близко расположенные дефектные и бездефектные участки контролируемого изделия и характеризуется количеством раздельно различимых штриховых линий одинаковой толщины на длине 1 мм. Мелкозернистые плёнки имеют более высокую разрешающую способность по сравнению с крупнозернистыми плёнками.

Чувствительность радиографического контроля зависит от следующих факторов:

• геометрические условия просвечивания (величина фокусного пятна рентгеновской трубки; расстояние от фокусного пят на трубки до детали, от детали до плёнки);

• форма дефекта и его расположение относительно направления просвечивания;

• жесткость рентгеновских лучей, толщина и плотность просвечиваемого материала;

• характеристика плёнки и правильность ее фотообработки после экспонирования;

• применение усиливающих экранов.

На рис. 5.5 приведены примеры изображений несплошности с высоким и низким контрастом.

На рис. 5.6 приведены примеры изображений несплошности с низкой (А) и высокой (В) резкостью изображения.

Величина нерезкости определяется воздействием следующих факторов: геометрической нерезкостью, возникающей из-за неточечности применяемого источника излучения; внутренней нерезкостью детектора, рассеянием ионизирующего излучения в материале детектора и контролируемом изделии.

На рис. 5.7 показано влияние типа радиографической плёнки на изображение одного и того же объекта. В случае применения высококонтрастной плёнки при прочих равных условиях контрастность радиографического снимка выше, чем в случае применения низкоконтрастной плёнки.

Рис. 5.5 Изображение несплошности.

А - высокий контраст; В - низкий контраст.

Рис. 5.6. Изображение несплошности.

А - низкая резкость изображения; В - высокая резкость изображения.

Рис.5.7 Влияние типа радиографической плёнки на изображение объекта.

Кроме геометрической нерезкости, собственной нерезкости плёнки и экранов, которые ухудшают выявляемость дефектов, возможно появление динамической нерезкости, если при радиографировании происходит относительное перемещение источника излучения, кассеты с плёнкой или контролируемого изделия. Поэтому при РГК необходимо обеспечивать жесткое крепление источника излучения и исключать относительное перемещение изделия и кассеты с плёнкой.