СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗМЕРА ДЕФЕКТА В НАПРАВЛЕНИИ ПРОСВЕЧИВАНИЯ
METHOD FOR ESTIMATE OF DEFECT SIZE IN TRANSMISSION DIRECTION

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 изображения канавок эталона-имитатора (эталонных дефектов) и выявленных на снимке (реальных) дефектов контролируемого сварного соединения (см. Румянцев С.В. Радиационная дефектоскопия. М.: Атомиздат, 1974, стр.262-263).
Наиболее близким по своей технической сути заявляемому способу является способ оценки размера дефекта в направлении просвечивания, на который выдан патент РФ на изобретение №2243541 (опубликован 27.12.2004 г., бюллетень №36), который принят в качестве прототипа. Указанный способ основан на установке на контролируемое сварное соединение эталона-имитатора с канавками различной ширины, но одинаковой глубины, равной предельно допустимой глубине реального дефекта, и проведении после выполнения снимка замеров и сравнения оптических плотностей или контрастов изображений выявленного реального дефекта и эталонной канавки, наиболее близкой к реальному дефекту по ширине изображения на снимке.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение трудоемкости способа, повышение надежности и точности оценки размера дефекта в направлении просвечивания.
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 клиновидной протяженной канавкой глубиной, равной предельно допустимой глубине реального дефекта и проводят после выполнения снимка замеры ширины изображений дефектов, замеры и сравнение контраста изображения выявленного реального дефекта и контраста изображения клиновидной эталонной канавки на длине ее изображения, где замеряемая ширина канавки равна ширине изображения реального дефекта.
клин
клин(осн)
клин
пр.доп.
клин
пp.дoп.
кaн
кан
кан
эт
эт
кан
Сущность изобретения поясняется фигурой и графиком. На фиг.1 показан эталон-имитатор с клиновидной канавкой с рекомендуемой длиной l =40-60 мм и шириной раскрытия у основания клина b =6-12 мм. Указанная более длинная и с большей величиной раскрытия канавка применяется при контроле толстостенных изделий (d≥40-80 мм). Глубина канавки Δd =d равна предельно допустимому размеру дефекта в направлении просвечивания d. Должно выполняться условие d=Δd ≤d.
пр
клин
кан
кан
ф
ф
р.т.
р.д.
и
и
На фиг.2 представлены экспериментально полученные: зависимость контраста ΔD изображения прямоугольной канавки от ширины канавки b=b  (кривая 1) и зависимость контраста ΔD изображения клиновидной канавки от ее замеряемой ширины b=b  на данном расстоянии от вершины клина, отражающая изменение величины ΔD по длине изображения канавки (кривая 2) при одинаковой оптической плотности фона D=2,4 в местах расположения на снимке изображений прямоугольных и клиновидных канавок (величина D замерялась по противоположным сторонам изображения дефекта и усреднялась). Просвечиваемая толщина стали d=40 мм, напряжение на рентгеновской трубке U=400 кВ, радиографическая пленка «Структурикс» -D5, расстояние «источник-изделие» ƒ=800 мм, глубина радиографируемых на один снимок прямоугольных и клиновидной канавок одинакова и составляет Δd=2 мм. Пунктирной линией на фиг.2 показана граница области ненадежных оценок величины Δd реальных дефектов (непроваров), соответствующей условию b<К, где b - ширина изображения дефекта, К - требуемая чувствительность контроля.
и
р.д.
При ширине изображения реального дефекта (непровара) b<К оценка его размера Δd по снимку не проводится.
пр
клин
пр
клин
кан
кан
ф
кан
кан
Как видно из графика фиг.2, при Δd =Δd  и D=const различие в ходе зависимостей ΔD =ƒ(b) и ΔD =ƒ(b) незначительное. Соответственно в практической работе указанным различием можно пренебречь и использовать для оценки размера дефекта в направлении просвечивания вместо образца-имитатора с набором прямоугольных канавок различной ширины образец-имитатор с клиновидной канавкой.
р.т.
кан
min
ф
ф
ф1
ф2
клин
пр.эт.
Заявляемым способом проводилась оценка размеров в направлении просвечивания дефектов типа имитированных непроваров, расположенных на поверхности стального образца толщиной d=40 мм со стороны источника излучения. Просвечивание проводилось рентгеновским аппаратом МГ-420 при напряжении на рентгеновской трубке U=400 кВ с фокусного расстояния 800 мм на радиографическую пленку типа D5. На просвечиваемый образец со стороны имитированных дефектов устанавливался эталон-имитатор с клиновидной канавкой глубиной Δd =2 мм. Чувствительность контроля по проволочному эталону по ГОСТ 7512-82 составила K=⌀ =0,5 мм. Полученные снимки фотометрировались с помощью электронно-цифрового денситометра «Хеллинг-301». Контрасты ΔD определялись в соответствии с выражением ΔD=D-D, где D - оптическая плотность в центре изображения эталонного или реального дефекта, D=(D+D)/2 - оптическая плотность фона, замеряемая и усредняемая по обеим противоположным сторонам изображения (вблизи края изображения дефекта).
Результаты замеров следующие:
н
н
1
1
для имитированного непровара 1 шириной b =2 мм - ΔD =2,51-(2,44+2,43)/2=0,075;
н
н
2
2
для имитированного непровара 2 шириной b =5 мм - ΔD =2,55-(2,45 +2,44)/2=0,105;
клин
кан
для клиновидной эталонной канавки в месте, где ширина ее изображения b =2 мм
клин
2мм
ΔD =2,43-(2,36+2,35)/2=0,075;
клин
кан
для клиновидной эталонной канавки в месте, где ширина ее изображения b =5 мм
клин
5мм
ΔD =2,46-(2,37+2,35)72=0,100.
ф
Поскольку оптическая плотность фона в районах расположения на снимке изображений сравниваемых эталонных и реальных дефектов практически одинакова: D≅2,4, можно полагать Δd~ΔD и
р.д.
р.д
эт.д.
эт.д.
Δd=[(ΔD)/(ΔD)]Δd
н
н
н
1
2
1;2
Соответственно получим следующие расчетные значения глубины имитированных непроваров: Δd =2,0 мм; Δd =2,1 мм, которые практически (с допустимой малой погрешностью δ=5%) совпадают с фактической глубиной имитированных дефектов Δd =2,0 мм.
пр
кан
Эталон с клиновидной канавкой, в сравнении с канавочным эталоном с набором прямоугольных канавок различной ширины, позволяет вместо нескольких дискретных значений контраста ΔD при определенных значениях ширины канавки b=b  получать непрерывный спектр значений ΔD=ƒ(b). К тому же проведение замеров ΔD упрощается. Использование одной канавки вместо целого набора канавок предотвращает искажение изображений эталонных дефектов, сравниваемых с реальными, что при установке эталона с несколькими прямоугольными канавками наблюдается, например, при радиографировании кольцевых сварных соединений трубопроводов малого диаметра. Все это повышает надежность и точность и снижает трудоемкость оценки размеров дефектов в направлении просвечивания.
Заявленный способ применим при просвечивании контролируемых изделий не только на радиографическую пленку, но и на другие дефекторы излучения, например, на фосфорные запоминающие пластины, используемые в методе цифровой радиографии, где оценка размера дефекта в направлении просвечивания может быть проведена путем сравнения замеряемой степени потемнения (уровня серого) или контраста (разницы между замеренной величиной уровня потемнения дефекта и фоном) изображений эталонных и реальных дефектов на экране компьютера.
ф
р.д.
р.д.
эт.д.
ф
ф.р.д.
ф.эт.д.
ф
D
ф
D
ф
Поскольку контраст ΔD зависит от оптической плотности фона D, при оценке размера Δd сравнением величин ΔD и ΔD должно выполняться условие равенства величины D в районах расположения на снимке сравниваемых изображений эталонных и реальных дефектов, что обеспечивается соответствующим равенством просвечиваемых толщин: равенством высоты усиления сварного шва и толщины эталона-имитатора, применением компенсирующих подкладок и накладок. При невозможности выполнения условия ΔD=ΔDвместо сравнения контрастов ΔD=ƒ(ΔD) проводят сравнение не зависящих от оптической плотности фона величин - приведенных контрастов ΔD/γ≠ƒ(ΔD), где γ - коэффициент контрастности радиографической пленки при оптической плотности D=D (аналогичный учет зависимости степени потемнения изображения дефекта от величины фона следует проводить и при использовании фосфорных запоминающих пластин).