Радиографический контроль металлических отливок


1. Основной принцип рентгенографии

В процессе проникновения в отливку рентгеновское или гамма-излучение взаимодействует с материалом, и его интенсивность ослабляется за счет поглощения и рассеяния. На фотопленке можно получить изображения с различной степенью черноты, соответствующей внутренней структуре и дефектам материала. О характере дефекта судят по таким факторам, как форма, количество, размер, ориентация, распределение и чернота изображения, а затем дефект классифицируют и оценивают в соответствии с характером, размером и количеством дефекта. Таким образом, мы можем узнать тип и серьезность внутренних дефектов отливки.

2. Радиографическая чувствительность и качество изображения

Радиографическая чувствительность относится к способности находить мельчайшие дефекты в отливке. Ввиду влияния характера, расположения, ориентации, количества, размеров и других факторов дефектов отливки чувствительность дефектоскопии при фотопроцессе определяется качеством фотоизображения. Измеритель качества изображения (иначе известный как пенетрометр) является индикатором. Он изготовлен из того же материала с тем же коэффициентом затухания, что и отливка. Обычными измерителями качества изображения являются измерители качества изображения проводного типа, измерители качества изображения дырочного типа и измерители качества изображения щелевого типа. Диаметр линии (отверстия, паза) измерителя качества изображения представлен индексом качества изображения. Чем больше значение индекса, тем хуже качество изображения. Таким образом, чувствительность радиографической дефектоскопии может быть косвенно выражена индексом качества изображения. Измеритель качества изображения — это инструмент для измерения качества фотографии, он не отражает истинный размер дефектов в отливке, которые можно обнаружить.


3. Общепринятые международные стандарты радиографического контроля. 

Эталонная радиографическая пленка ASTM является текущим международно признанным стандартом.


4. Особенности рентгенологического контроля.

1) Самым большим преимуществом рентгенографического контроля является то, что он интуитивно понятен и позволяет легко судить о характере дефектов. Внутренние дефекты отливок можно увидеть на пленке, если они находятся в пределах диапазона фоточувствительности.

2) радиографический контроль имеет высокую чувствительность обнаружения объемных дефектов (таких как поры, усадочные раковины, усадочная пористость, включения песка и шлака); он обладает определенной чувствительностью к плоским дефектам (трещинам, несплавлениям и т. д.). Однако при толщине отливки более 40 мм при радиографическом контроле трудно обнаружить усадочные дефекты большой площади, а чувствительность обнаружения микротрещин также низка.

3) Изображения можно заархивировать и хранить в течение длительного времени для последующего обращения и перепроверки.

4) Радиографический контроль требует специального оборудования и площадок, высокая стоимость, длительный цикл контроля, что не подходит для быстрого и пакетного контроля отливок.

5 Классификация и степень дефекта

Макроскопические внутренние дефекты отливок, выявляемые при радиографическом контроле, можно разделить на пять категорий: пористость, включения песка и шлака, усадочная раковина и усадочная пористость, непроплавленное внутреннее железо и непроплавленный стержень, горячая трещина и холодная трещина.

1) Устьичные дефекты. Устьица выглядят как круглые или овальные темные пятна, иногда с хвостиками, расположенные группами или поодиночке. При распределении по группам изображения имеют тенденцию перекрываться и иметь неправильную форму. Дыхания часто появляются при окончательном затвердевании отливки, где газ скапливается и не может выйти. Образование игольчатых пор относится к типу реактивной интрузии, а поверхностный слой отливки располагается рядами и дисперсно распределяется перпендикулярно поверхности.

2) Дефекты включения песка и включения шлака. Песчаные и шлаковые включения распределены неправильной точечной или линейной формой. Когда они имеют форму линии, они имеют определенную ширину и могут быть произвольно распределены внутри отливки. Вокруг дна усадочной каверны часто встречаются шлаковые включения, а песчаные включения иногда распределяются по поверхности отливки.

3) Усадочные полости и дефекты усадочной пористости. По пространственной форме усадочные полости отливок можно разделить на трубчатые, дендритные и усадочные полости большой площади. Такие дефекты обычно располагаются в нижней части стояка и в конечном застывшем горячем узле. Усадочные полости обычно возникают одновременно с порами, шлаковыми включениями и усадочной пористостью.

4) Непроплавленные дефекты. Изображения непроплавленных дефектов аналогичны трещинам, и все они представляют собой темные линии, но одна сторона линий представляет собой прямолинейный отрезок, который возникает только в месте расположения внутреннего охладителя или опоры активной зоны.

5) Трещинообразные дефекты. Трещинообразные дефекты при рентгенологическом исследовании проявляются на снимке темными линиями неправильной формы, некоторые из них прямые, некоторые в основном прямые, но их концы острые, а головка некруглая. Трещинообразные дефекты обычно возникают в горячем узле отливки или на стыке резких изменений сечения.