Рентгенография сварных швов трубопроводов

В процессе соединения металлических фрагментов сварочным аппаратом возникают ситуации, при которых невозможно образование однородной структуры рубца. Это происходит при нарушении режима сваривания, проникновения посторонних частиц в ячейку шва, и приводит к образованию дефектов. Сварное соединение получается более низкого качества и с менее эффективными эксплуатационными показателями. Не все погрешности можно определить визуально, так как они располагаются внутри шва и скрыты от человеческого глаза. При монтаже трубопровода требования к сварным соединениям достаточно высокие, любая микротрещина или воздушный пузырь внутри рубца могут привести к серьёзным последствиям.

Рентгенография сварных швов – один из достоверных методов неразрушающего контроля при изучении состояния рубца. Его применяют для проверки качества работ при монтаже трубопровода, промышленного оборудования, подвергающегося высоким нагрузкам.

В основе принципа рентгенографии лежит свойство металла поглощать рентгеновские лучи. Если в структуре рубца будут воздушные пустоты, поры, трещины, инородные фрагменты, то интенсивность прохождения лучей повысится, что позволит регистрирующему датчику определить местоположение дефекта, его размер, форму и другие характеристики. Рентгенографический контроль сварных соединений является наиболее информативным методом исследования.

Свойства рентгеновских лучей

Рентгеновское излучение обладает способностью проникать через плотные непрозрачные материалы, но чем больше плотность среды, тем ниже уровень прохождения лучей. Проходимость определяется длиной волны излучения. Чем больше длина луча, тем сложнее ему проникнуть через плотную поверхность. Излучение поглощается телом, с которым соприкасается. Чем выше плотность среды, тем больше уровень поглощения.

Существует группа химических соединений, реагирующих на рентгеновское излучение особым свечением. После прекращения облучения свечение угасает, но отдельные химические компоненты сохраняют заряд более продолжительное время. На этом основан принцип формирования рентгеновских снимков сварного соединения. Лучи воздействуют на фотоэлемент, воссоздавая структуру внутреннего состояния рубца.

Преимущества рентгенографии при исследовании строения сварочного рубца

• Точный, информативный и надёжный способ дефектоскопии сварных соединений.
• Выявляет скрытые дефекты и нарушения внутренних структур рубца.
• С высокой точностью определяет локализацию и размеры дефекта.
• Оперативная скорость обследования.

Слабые стороны рентгенографических исследований

• Результат зависит от точности настроек аппарата.
• Большая стоимость оборудования определяет высокие цены на услугу.
• Необходимость использования специальных плёнок.
• Необходимо соблюдать технику безопасности при проведении обследований, в противном случае существует угроза для здоровья лаборантов и рабочих на площадке.

Принцип работы рентгенографических устройств

Излучатель – это своеобразная вакуумная лампа с тремя электродами. Для возникновения лучей необходимо задать ускорение заряженным частицам. Для этого применяют анод и катод.

Катод испускает электроны, которые ускоряются благодаря электрическому потенциалу между анодом и катодом. Возникающие лучи слишком слабые. Но когда они сталкиваются с анодом, возникает выброс энергии и происходит регенерация мощного излучения в диапазоне, открытом Рентгеном. 

Траектория движения луча сохраняется при прохождении через рубцовую среду. Частично излучение поглощается металлом, а те лучи, что проходят сквозь толщу соединения, формируют изображение на плёнке. Изменение интенсивности отображает инородные тела другой плотности, воздушные раковины и излишние наплавления металлических окалин. Благодаря этому, специалист определяет форму, размер и расположение дефекта.

Метод проведения рентгенографического контроля

Метод рентгенографического контроля сварных швов проводится аналогично с радиографическим контролем:

• Аппарат настраивается с учётом плотности металла, чтобы лучи могли пройти сквозь среду.
• Рубец подготавливается к обследованию: снимается шлак, окалины, лакокрасочное покрытие, устраняется излишняя шероховатость.
• Сварное соединение размещают между плёнкой и излучателем аппарата.
• Запускается процедура сканирования, лучи проходят сквозь рубец и попадают на плёнку. Изменение интенсивности излучения отображает неровности и дефекты соединения.

Оборудование

Проверка методами неразрушающего контроля проводится экспертами II и III уровня с аттестатом, подтверждающим допуск к проведению определённой категории дефектоскопии при наличии соответствующей аппаратуры. Настройка рентгеновского оборудования проводится специалистами метрологической службы с учётом нормативных требований. 

Программа обследования составляется для каждого объекта в индивидуальном порядке. Результаты контроля вносятся в протокол исследования, на основании данной документации составляется итоговое заключение с подписью и печатью ведущего специалиста.

Проводится комплексная работа по разработке методик диагностики, согласование с планами объектов, выбора оптимальных способов проверки.

Среди типовых объектов, подлежащих рентгенографическим методам контроля состояния, выделяют следующие сооружения

• Оборудование и трубопровод в сфере нефтяной и газовой отрасли.
• Стальные структуры мостов, зданий, коммерческих объектов, промышленных строений.
• Подъёмные сооружения: лифты, эскалаторы, фуникулёры, строительные краны.
• Объекты котлонадзора: трубопровод, функционирующий под высоким давлением, системы водонагрева, котлы.
• Вентиляционные системы.
• Железнодорожный транспорт, грузовые цистерны и контейнеры, рельсы.
• Контрольные образцы сварных соединений различных металлов.