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

Изобретение относится к области исследования материалов промышленных изделий без их разрушения, а именно к радиографическому методу контроля, и может быть использовано для контроля качества широкой номенклатуры сварных соединений в качестве универсального средства гамма-дефектоскопии.
Известен гамма-дефектоскоп, радиационная головка которого снабжена корпусом, блоком биологической защиты с каналом, содержащим аксиально-подвижный пустотелый челнок для размещения в его полости шарнирно соединенных между собой элементов держателя источника излучения, причем пустотелый челнок с одной стороны имеет сквозное отверстие и возвратный упор, с противоположной - защитный вкладыш (абтюратор), профилированный по торцу, обращенному во внутреннюю полость челнока, а с боковой стороны - окно для выхода держателя источника по профилю защитного вкладыша, каналом поступательного перемещения держателя источника, ампулопроводом с коллиматором в концевой части ампулопровода, являющимися продолжением канала, содержащий средство перемещения держателя источника по ампулопроводу в коллиматор [1].
Известна аппаратура для просвечивания контролируемых объектов, содержащая радиационную головку, снабженную блоком защиты с криволинейным S-образным каналом для размещения гибкого подвижного держателя источника, жестко либо шарнирно соединенного с капсулой источника, и средство перемещения держателя источника по ампулопроводу в коллиматор [2].
Наиболее близким по назначению и конструкции является гамма-дефектоскоп, содержащий радиационную головку, снабженную корпусом и блоком защиты с комбинацией сопряженных прямого аксиального и пространственно-криволинейного (спирального) каналов с размещенным в прямом канале гибким держателем источника с излучателем, дистанционный привод перемещения держателя источника, оснащенный длинномерным транспортером в виде зубчатого троса, частично размещенного в соединительном рукаве и кинематически сопряженного с поворотным зубчатым колесом, и ампулопровод для транспортирования подвижного держателя источника в зону контроля [3].
Недостатком описанного технического решения является эффект резкого возрастания усилия сопротивления перемещению держателя источника, оснащенного капсулой излучателя, и зубчатого троса транспортера при прохождении пространственно-криволинейного (спирального) канала за счет искривленной траектории канала, создающей повышенное контактное давление протяженного и сложнопрофильного зубчатого троса на стенки канала, соединительного рукава и ампулопровода и, соответственно, дополнительные нагрузки на транспортирование, при возникновении которых теряется осевая устойчивость зубчатого троса по причине увеличения амплитуды волнообразных искривлений его оси относительно геометрической оси канала, соединительного рукава и ампулопровода с последующим заклиниванием и аварийной остановкой транспортера, доставляющего излучатель в зону контроля, что в свою очередь влечет за собой повышение лучевых нагрузок на персонал и, соответственно, снижение безопасности.
Технический результат, получаемый при реализации предлагаемого устройства, заключается в повышении надежности и безопасности устройства за счет снижения и трансформации усилий сопротивления перемещению транспортера по комбинации аксиальных и пространственно-криволинейных каналов, соединительного рукава, а также ампулопровода за счет модификации конструкции упругоэластичного транспортера и гибкого держателя источника, средств передачи усилий транспортирования и режима транспортирования. При этом положение ампулопровода источника излучения в положении хранения обеспечивается системой блокировок и замковым механизмом.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в шланговом гамма-дефектоскопе для радиографического контроля промышленных изделий, содержащем оснащенную ампулопроводом радиационную головку с корпусом, систему блокировок с замком и блоком защиты из материала, эффективно ослабляющего гамма-излучение, с комбинацией аксиальных и пространственно-криволинейного каналов, для размещения подвижного источника излучения, укрепленного на концевой части упругоэластичного держателя, оснащенного в хвостовой части элементом присоединения к упругоэластичному снабженному проволочной навивкой транспортеру дистанционного привода управления с соединительным и приемным рукавами, дистанционный привод управления перемещением держателя источника оснащенного механизмом поворота зубчатого колеса, сопряженного с транспортером, источник излучения, укрепленный к держателю, ориентирован в положении хранения симметрично относительно входа и выхода пространственно-криволинейного канала, а транспортер выполнен на единой упругоэластичной основе металлокорда гибкого вала в виде комбинации двух секций - головной и ведущей, причем расположенная в соединительном рукаве головная секция транспортера, соединенная с держателем источника, на величину длины транспортирования по пространственно-криволинейному каналу и ампулопроводу выполнена гладкой, без навивки и эквивалентно диаметру зубчатого троса ведущей секции транспортера компенсирована равномерным экструзионным покрытием пластиката на основе высокомолекулярного износостойкого полимера с низким коэффициентом трения, например, наполненного дисульфидом молибдена фторопластом, а ведущая секция, кинематически сопрягаемая с зубчатым колесом привода управления, на соответствующую длину традиционно оснащена проволочной навивкой для зацепления с зубчатым колесом.
Указанный результат достигается и в том случае, когда в шланговом гамма-дефектоскопе дистанционный привод управления снабжен механизмом поворота зубчатого колеса, кинематически сопряженного со средством его импульсной вибрации, выполненного в виде подпружиненного упора на корпусе привода, циклически взаимодействующего с профилированным кулачком, жестко укрепленным на зубчатом колесе оснащенного рукояткой поворота через подпружиненный буфер, а также и в том случае, когда гибкий держатель источника, экструдированный слоем пластиката на основе высокомолекулярного износостойкого полимера с низким коэффициентом трения, выполнен в виде упругоэластичного витого гибкого вала из многожильной вольфрамовой проволоки для погашения лучевых нагрузок и повышения безопасности при этом.
Предлагаемый шланговый гамма-дефектоскоп показан на фиг.1, 2, 3.
Гамма-дефектоскоп включает в себя радиационную головку 1, транспортер из головной 2 и ведущей 3 секций с соединительным 5 и приемным 6 рукавами и дистанционным приводом управления 7, а также ампулопровод с коллиматором 8. В свою очередь, радиационная головка 1 в корпусе 9 включает в себя блок защиты 10, оснащенный комбинированной системой аксиальных и пространственно-криволинейного каналов 11, содержащей подвижный упругоэластичный держатель источника 12, оснащенный ампулой излучателя 13, ориентированной в положении хранения симметрично относительно входа и выхода комбинации каналов 11. Причем транспортер из головной 2 и ведущей 3 секций выполнен на единой упругоэластичной основе металлокорда гибкого вала 4, а его головная секция равномерно экструдирована гладким износостойким полимерным покрытием 19 с низким коэффициентом трения соразмерно внешнему диаметру традиционной проволочной навивки 20 зубчатого троса ведущей секции транспортера, кинематически сопряженному с зубчатым колесом 14 привода транспортера 7.
Зубчатое колесо 14, размещенное в опорах корпуса 15 привода управления 7 с возможностью поворота и циклических импульсов толчковых колебаний, снабжено укрепленным на его торцовой поверхности профилированным кулачком 17, систематически взаимодействующим с подпружиненным упором 18 и механизмом поворота в виде рукоятки 16 привода управления, сообщающей модулированное усилие поворота через подпружиненный буфер 21.
Устройство работает следующим образом.
После подсоединения ампулопровода с коллиматором 8 к выходному окну комбинации каналов 11 радиационной головки 1 и головной секции транспортера 2 с соединительным 5 и приемным 6 рукавами привода транспортера 7 к держателю источника 12, а также деблокирования системы блокировок и замковым механизмом гамма-дефектоскоп предварительно подготовлен к работе.
При передаче поворотных усилий рукоятки 16 через подпружиненный буфер 21 дистанционного привода управления транспортера 7 зубчатое колесо 14, контактирующее с ведущей секцией 3 упругоэластичного транспортера, сообщает движение экструдированным гладким износостойким полимерным покрытиям с пониженным коэффициентом трения головной секции 2 транспортера и упругоэластичному держателю источника 12, оснащенному ампулой излучателя 13, вдоль оси комбинации каналов 11, а пространственно-криволинейный канал блока защиты при этом за счет реактивных усилий, возникающих при перемещениях транспортера вдоль оси пространственно-криволинейного канала, дополнительно генерирует крутящий момент упругоэластичного транспортера относительно его оси. Вместе с этим зубчатое колесо 14, размещенное в опорах корпуса 15, при повороте получает короткие циклические колебания, сообщаемые ему профилированным кулачком 17, кинематически взаимодействующим с подпружиненным упором 18, в связи с чем реализуется: неравномерная угловая скорость поворота, импульсная толчковая вибрация колеса, а также частотная модуляции тянуще-толкающих усилий транспортера, с одновременным перераспределением при этом усилий сопротивления перемещению транспортера за счет вибрационных процессов в упругоэластичной основе транспортера, снижающих амплитуду пространственных искривлений последнего, с одновременным улучшением условий доставки излучателя в зону контроля по сложным пространственным траекториям и, тем самым, повышающим безопасность.
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о том, что предложенное техническое решение является новым и явным образом не следует из уровня техники, имеет изобретательский уровень, промышленно осуществимо и при использовании обеспечивает положительный технический эффект, т.е. соответствует критериям изобретения.
В настоящее время проведены успешные испытания обновленной базовой модели гамма-дефектоскопа, реализованной в соответствии с предлагаемым техническим решением. Результаты испытаний позволили сделать вывод о том, что указанная в формуле изобретения совокупность технических решений необходима и достаточна для обеспечения заявленного результата.
Литература
1. Декопов А.С. Оптимизация конструкции узлов переносного шлангового гамма-дефектоскопа. «Вопросы атомной науки и техники», серия «Техническая физика и автоматизация», вып.63, М.: Атомиздат, 2008, с.65-74.
2. Майоров А.Н. и др. Радиоизотопная дефектоскопия (методы и аппаратура). М.: Атомиздат, 1976, с.71-73.
3. Патент РФ №2172485, приоритет 02.06.2000 г., опубликован в БИ №23, 20.08.2001 г.