ШЛАНГОВЫЙ ГАММА-ДЕФЕКТОСКОП
HOSE-TYPE GAMMA-RAY FLAW DETECTOR

Изобретение относится к области исследования материалов без их разрушения, а именно к радиографическому методу контроля, и может быть использовано в качестве универсального средства гамма-дефектоскопии при контроле качества надмолекулярной структуры (макроструктуры) материалов и в том числе сварных соединений.
Известен гамма-дефектоскоп, радиационная головка которого снабжена корпусом, блоком биологической защиты с аксиальным каналом, содержащим дискретно-подвижный челнок, оснащенный с одной стороны возвратным упором со сквозным отверстием и полостью для размещения шарнирно соединенных между собой элементов держателя источника излучения, с противоположной - обращенным во внутреннюю полость челнока односторонне клиновидно сформированным торцом цилиндрического обтюратора, а с боковой стороны - пазом выхода держателя источника по профилю клиновидного торца обтюратора, совмещенным с каналом поступательного перемещения держателя источника, ампулопроводом с коллиматором, скрепленного с выходным окном канала, и средством перемещения держателя источника в коллиматор [1, 2].
Известна аппаратура контроля объектов, содержащая радиационную головку, снабженную блоком защиты с аксиальным каналом для размещения подвижных держателя источника излучения и защитного обтюратора, жестко либо шарнирно скрепленных с капсулой излучателя, коллиматор и средство перемещения конструктивно сопряженных держателя источника и обтюратора [3].
Наиболее близким по назначению и конструкции является гамма-дефектоскоп, радиационная головка в котором снабжена корпусом, замковым устройством блокирования держателя источника в положении хранения, тросовым транспортером с соединительным рукавом и приводом и блоком защиты с аксиальным каналом для размещения кинематически замкнутых посредством поляризованной дискретно-подвижной П-образной траверсы подвижного многозвенного ступенчатого держателя источника, шарнирно соединенного с излучателем и интегрированного с возможностью плоскопараллельных перемещений относительно оси аксиального канала в соответствующую ему полость в блоке защиты, частично сформированную полостью аксиального канала, оснащенного выходным окном с присоединительным адаптером для ампулопровода, плоского клинообразного обтюратора, тупиковая с косым срезом поверхность которого контактирует с торцом излучателя, а продолжением канала поступательного перемещения держателя источника является ампулопровод с коллиматором [4].
Недостатками описанного технического решения являются низкая надежность и безопасность аппаратуры, связанные с возможностью несанкционированного выпуска пучка излучения при выводе подвижного держателя источника из канала радиационной головки и потере излучателя в отсутствие средств блокирования подвижного клинообразного обтюратора в исходном состоянии при отсоединенном штуцере ампулопровода и средств блокирования штуцера ампулопровода с выходным окном канала радиационной головки, что создает предпосылки к аварийной ситуации с повышением лучевых нагрузок на персонал.
Технический результат, получаемый при работе оператора с предлагаемым устройством при выполнении рабочего цикла, заключается в повышении надежности и безопасности шлангового дефектоскопа за счет автоматического блокирования подвижного клинообразного обтюратора в исходном состоянии при отсоединении штуцера ампулопровода и, соответственно, его деблокировании в случае присоединения штуцера, а также блокировании штуцера ампулопровода относительно выходного окна канала радиационной головки средствами замкового устройства.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в шланговом гамма-дефектоскопе с тросовым транспортером, соединительным рукавом и приводом радиационная головка снабжена корпусом, замковым устройством блокирования держателя источника в положении хранения и блоком защиты с аксиальным каналом для размещения подвижного многозвенного ступенчатого держателя источника с излучателем и интегрированного с возможностью плоскопараллельных перемещений относительно оси канала в сопряженную с аксиальным каналом соответствующую полость плоского клинообразного обтюратора, кинематически замкнутых посредством оснащенной замыкающими звеньями поляризованной дискретно-подвижной П-образной траверсы, выходным окном аксиального канала с присоединительным адаптером для штуцера ампулопровода, а адаптер с гнездом присоединения штуцера ампулопровода содержит в соответствующих направляющих скольжения поперечно-подвижный оси канала подпружиненный и оснащенный поперечным упором подвижный пластинчатый шибер, перфорированное отверстие сложного профиля в торцовой поверхности которого выполнено с возможностью установки и блокирования профилированного кольцевой проточкой штуцера ампулопровода в гнезде присоединительного адаптера при открывании замкового устройства, конструктивно сопряженного с кулачком, обеспечивающим силовое замыкание и удержание пластинчатого шибера в строго фиксированном состоянии, при котором профилированное выемкой по внешней торцовой поверхности замыкающее звено дискретно-подвижной П-образной траверсы, кинематически связанное с клинообразным обтюратором, координировано своей профилированной выемкой адаптивно поперечному упору шибера, что гарантированно обеспечивает возможность дискретных перемещений П-образной траверсы и безопасное выполнение рабочего цикла по выпуску и перекрытию пучка излучения;
причем в описанном дефектоскопе указанный технический результат получают и в том случае, когда перфорированный отверстием сложного профиля в торцовой поверхности, подпружиненный и оснащенный поперечным упором подвижный пластинчатый шибер выполнен из материала, эффективно поглощающего излучение с образованием лабиринта компенсирующего защитного барьера, локализующего поток прямого и диффузионного (рассеянного) проникающих излучений в зоне концентрации конструктивных зазоров между подвижным обтюратором и блоком защиты.
Предлагаемый шланговый гамма-дефектоскоп показан на фиг.1, 2 и 3.
Шланговый гамма-дефектоскоп включает в себя радиационную головку 1, тросовый транспортер с соединительным рукавом и приводом 2 и ампулопровод с коллиматором 3.
В свою очередь радиационная головка в корпусе 4 включает в себя блок защиты 5, оснащенный каналом 6, содержащим подвижный многозвенный ступенчатый держатель источника 7, оснащенный капсулой излучателя 8, и плоский клинообразный обтюратор 9, интегрированный в соответствующее ему клинообразное гнездо 10, частично сформированное полостью канала 6, оснащенную замыкающими звеньями дискретно-подвижную П-образную траверсу 11 с контактной площадкой 14 и втулкой 15 в направляющих скольжения 12 и 13, подпружиненные телескопические пальцы 16, обеспечивающие поляризованную фиксацию П-образной траверсы 11 в ее дискретных положениях, а также 2-х кулачковый замковый механизм 17 и оснащенный нажимной кнопкой и поперечным упором 28 подпружиненный пластинчатый шибер 22, перфорированный отверстием сложной формы для фиксации штуцера ампулопровода 23. Замыкающее звено дискретно-подвижной П-образной траверсы 11, кинематически связанное с клинообразным обтюратором 9, профилировано выемкой 27, адаптивной поперечному упору 28 шибера 22.
Снабженный направляющей скольжения 18 и роликом 20 обтюратор 9 выполнен с возможностью плоскопараллельных перемещений в полости 19 блока защиты 5 при взаимодействии ролика 20 с пазом 21 замыкающего звена П-образной траверсы 11, которая в свою очередь предусматривает возможность ее кинематического блокирования в исходном состоянии кулачком 24 при закрывании замкового механизма 17, а жестко сопряженный с ним кулачок 25 реализует возможность блокировки и удержания штуцера 23 в фиксированном состоянии относительно присоединительного адаптера 26 при открывании замкового механизма 17 через кинематическое взаимодействие перфорированного отверстия сложной формы подпружиненного пластинчатого шибера 22, когда его поперечный упор 28 координирован адаптивно выемке 27 замыкающего звена П-образной траверсы.
Устройство работает следующим образом.
После подсоединения штуцера ампулопровода 23 с коллиматором 3 к выходному окну канала 6 радиационной головки 1 и тросового транспортера с соединительным рукавом и приводом 2 к держателю источника 7 радиационной головки 1 и деблокирования траверсы 11 замковым устройством 17 через кулачок 24 с одновременным блокированием штуцера ампулопровода 23 шибером 22 посредством кулачка 25 гамма-дефектоскоп подготовлен к работе, т.к. поперечный упор 28 подпружиненного пластинчатого шибера 22 координирован адаптивно выемке 27 замыкающего звена П-образной траверсы и обеспечивает возможность ее дискретных перемещений при выпуске и перекрытии пучка излучения.
При повороте рукоятки привода тросового транспортера 2 держатель источника 7, соединенный с капсулой излучателя 8, перемещается вдоль оси канала 6, а капсула излучателя 8 кинематически взаимодействует с торцовым срезом клинообразного обтюратора 9 и сообщает последнему перемещение по двум координатам, определяемое углом подъема направляющей скольжения 18 в блоке защиты 5, открывая тем самым выход держателю источника 7 с капсулой излучателя 8, за пределы блока защиты, а периферийная часть обтюратора 9, снабженная роликом 20, взаимодействуя с пазом 21, сопровождает дискретное перемещение подвижной П-образной траверсы 11 и скрепленной с ней втулки 15 в направляющих скольжения 12 и 13, а также ее фиксацию в рабочем положении посредством подпружиненных парных телескопических пальцев 16.
Исключительно в этом случае поперечный упор 28 подпружиненного пластинчатого шибера 22, жестко заблокированный адаптивно выемке 27 замыкающего звена П-образной траверсы, обеспечивает возможность дискретных перемещений последней для выполнения рабочего цикла.
Продолжая вращение рукоятки привода тросового транспортера 2, оператор перемещает держатель источника 7 с капсулой излучателя 8 из радиационной головки 1 в ампулопровод с коллиматором 3.
После завершения времени экспонирования вращением рукоятки привода тросового транспортера 2 в противоположном направлении оператор возвращает держатель источника 7 с капсулой излучателя 8 из положения просвечивания в положение хранения. При возвращении ступенчатого держателя источника 7 в исходное состояние торец ступенчатой поверхности держателя 7 взаимодействует с втулкой 15 и перемещает П-образную траверсу 11 и кинематически связанный с ней клинообразный обтюратор 9 в исходное состояние, при котором осуществляется их фиксация подпружиненными парными телескопическими пальцами 16. Блокировка траверсы 11 при одновременном деблокировании штуцера ампулопровода 23 осуществляется замковым устройством 17 через кулачок 24, а также подпружиненный шибер 22 и кулачок 25 соответственно.
После возвращения ступенчатого держателя источника 7 с излучателем 8 в исходное состояние основной поток ионизирующего излучения перекрывается блоком защиты 5, а диффузионный (рассеянный) проникающего излучения в зоне концентрации конструктивных зазоров локализуется тупиковым стыком шибером 22.
Литература
1. Декопов А.С. Оптимизация конструкции узлов переносного шлангового гамма-дефектоскопа, «Вопросы атомной науки и техники». Серия: Техническая физика и автоматизация. Вып.63, 2008, с.65-74.
2. Радиоизотопная дефектоскопия (методы и аппаратура) Майоров А.Н. и др. М., Атомиздат, 1976, с.71-73.
3. Гамма-аппарат для радиографического контроля, патент Франции №1.149.712, публ. 31 декабря 1957 г., и патент Англии №812.035, публ. 15 апреля 1959 г.
4. Патент РФ №1746799 приоритет 03.05.1992 г., опубликован в Бюл. изобрет. 11-1997 от 20.04.1997.