Патент на изобретение №2304766

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2304766 (13) C1
(51) МПК

G01N23/18 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 29.11.2010 – действует

(21), (22) Заявка: 2006111362/28, 07.04.2006

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

07.04.2006

(46) Опубликовано: 20.08.2007

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
РУМЯНЦЕВ С.В. РАДИАЦИОННАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ. – М.: АТОМИЗДАТ, 1974, с.510. SU 290209 A1, 22.12.1970. SU 421882 A1, 30.03.1974. SU 999004 A1, 23.02.1983. RU 2271533 C1, 10.03.2006. RU 2243573 C1, 27.12.2004. ЕР 1103849 А1, 30.05.2001. ЕР 1227316 А3, 31.07.2002. JP 60218055 A, 31.10.1985.

Адрес для переписки:

105118, Москва, пр-кт Буденного, 16, ФГУП “ММПП “САЛЮТ”, правовое управление, С.Е. Кирееву, пат.пов. И.В.Семерухиной

(72) Автор(ы):

Хаютин Сергей Германович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Федеральное государственное унитарное предприятие “Московское машиностроительное производственное предприятие “САЛЮТ” (ФГУП “ММПП “САЛЮТ”) (RU)

(54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ОБЪЕКТА

(57) Реферат:

Использование: для неразрушающего контроля состояния объекта. Сущность: заключается в том, что объект просвечивают рентгеновским или гамма-излучением, регистрируют интенсивности прошедшего сквозь объект излучения с помощью детектора, который контактирует с частью объекта, обрабатывают результаты просвечивания и оценивают наличие дефектов в контактирующей с детектором части объекта, затем обнаруживают интенсивности, свидетельствующие о возможном наличии дефекта в части объекта, не контактирующей с детектором, после чего осуществляют контакт упомянутой части объекта с детектором путем изменения пространственного положения части последнего, повторно просвечивают объект, регистрируют интенсивность прошедшего сквозь объект излучения, обрабатывают результаты повторного просвечивания, оценивают наличие дефектов в части объекта, где был осуществлен контакт с детектором, и по результатам обоих просвечиваний судят о наличии или отсутствии дефектов в объекте. Технический результат: повышение достоверности результатов контроля. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, а именно к области радиационной дефектоскопии с использованием рентгеновского или гамма-излучения.

Как правило, при радиационной дефектоскопии объект просвечивают ионизирующим излучением, например рентгеновским или гамма-излучением, и регистрируют интенсивность прошедшего через объект излучения с помощью детектора (например, фотопленки). При просвечивании на фоне теневого изображения объекта на детекторе излучения регистрируются участки (пятна) с повышенной или пониженной оптической плотностью по сравнению с оптической плотностью изображения “основного”, бездефектного материала. Наличие этих пятен обычно рассматривается как свидетельство наличия дефектов в контролируемом объекте, например пор, трещин и т.п.

До сих пор надежную проверку наличия или отсутствия дефектов в объекте можно было осуществить только разрушающим способом, например металлографическим исследованием. Как показывает указанное исследование, наличие локальных пятен не всегда соответствует реальным дефектам. Таким образом, годная в действительности деталь (объект) по результатам радиационной дефектоскопии признается бракованной. Такое положение ведет к большим экономическим потерям.

Предпочтительным является размещение детектора излучения (например, кассеты с пленкой) в непосредственном контакте с поверхностью контролируемого объекта. Но нередки случаи, когда в силу конструктивных особенностей объекта просвечивание при непосредственном контакте детектора с частью объекта невозможно или экономически нецелесообразно, поскольку это требует дополнительных усилий.

Известен способ неразрушающего контроля состояния объекта, который выбран в качестве прототипа (см. С.В.Румянцев. Радиационная дефектоскопия. – М.: Атомиздат, 1974 г., стр.510), включающий его просвечивание рентгеновским или гамма-излучением, регистрацию интенсивности прошедшего сквозь объект излучения с помощью детектора, который контактирует с частью объекта, обработку результатов просвечивания и оценку наличия дефектов в контактирующей с детектором части объекта. В качестве детектора излучения используют фотопленку, помещенную в кассету. Наличие на пленке участков (пятен) с повышенной оптической плотностью свидетельствует о наличии дефектов в объекте.

Недостатком данного способа является получение недостоверных результатов измерений, из-за возможного выявления “ложного” дефекта в части объекта, не контактирующей с детектором излучения, что приводит к браковке годной детали.

Технический результат заявленного изобретения – повышение достоверности результатов контроля.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе неразрушающего контроля состояния объекта, включающем его просвечивание рентгеновским или гамма-излучением, регистрацию интенсивности прошедшего сквозь объект излучения с помощью детектора, который контактирует с частью объекта, обработку результатов просвечивания и оценку наличия дефектов в контактирующей с детектором части объекта, в случае обнаружения интенсивности, свидетельствующей о возможном наличии дефекта в части объекта, не контактирующей с детектором, осуществляют контакт упомянутой части объекта с детектором путем изменения пространственного положения части последнего, повторно просвечивают объект, регистрируют интенсивность прошедшего сквозь объект излучения, обрабатывают результаты повторного просвечивания, оценивают наличие дефектов в части объекта, где был осуществлен контакт с детектором, и по результатам обоих просвечиваний судят о наличии или отсутствии дефектов в объекте.

При этом изменение положения части детектора можно осуществить путем изгиба.

В качестве детектора излучения можно использовать фотопленку, установленную в кассете.

В качестве детектора излучения можно использовать пленку с фосфорсодержащим покрытием.

Способ может быть осуществлен при использовании ионизирующего излучения, например рентгеновского или гамма-излучения, используя стандартные детекторы излучения, например рентгеновскую пленку и т.п.

Изменение положения части детектора (не контактирующей с объектом) для того, чтобы осуществить ее контакт с объектом, может быть осуществлено различными способами, например, путем изгиба.

При использовании в качестве детектора фотопленки интенсивность прошедшего через объект излучения определяется по оптической плотности пленки.

При использовании в качестве детектора пленки с фосфорсодержащим покрытием интенсивность прошедшего через объект излучения определяется по величине остаточного электрического заряда на пленке.

Осуществление контакта упомянутой части объекта с детектором путем изменения пространственного положения части последнего в случае обнаружения интенсивности, свидетельствующей о возможном наличии дефекта в части объекта, не контактирующей с детектором, и последующее выполнение операций просвечивания объекта, регистрации интенсивности прошедшего сквозь объект излучения, обработки результатов повторного просвечивания, оценки наличия дефектов в части объекта, где был осуществлен контакт с детектором, позволяет повысить достоверность результатов контроля, отличить ложные дефекты от действительных в контролируемом объекте и тем самым уменьшить материальные потери за счет снижения количества бракованных изделий.

Предложенное изобретение поясняется схематичными чертежами.

На фиг.1 показана схема расположения контролируемого объекта и детектора излучения при первом просвечивании.

На фиг.2 показана схема снимка после первого просвечивания.

На фиг.3 показана схема расположения контролируемого объекта и детектора излучения при повторном просвечивании.

На фиг.4 показана схема снимка после повторного просвечивания.

Способ неразрушающего контроля состояния объекта осуществляется следующим образом.

Контролируемый объект устанавливают на детектор излучения, например на кассету с пленкой. При этом только часть объекта, обращенная к детектору, контактирует с ним, поскольку объект имеет сложную форму. Источник излучения, например рентгеновский, располагают по другую сторону от объекта. Просвечивают объект, регистрируют интенсивность прошедшего сквозь объект излучения с помощью детектора, который контактирует с частью объекта. Обрабатывают результаты просвечивания и оценивают наличие дефектов в контактирующей с детектором части объекта (по наличию пятен с повышенной оптической плотностью на снимке). Принимают результаты просвечивания как достоверные для той части объекта, которая контактирует с детектором.

В случае обнаружения интенсивности (пятен с повышенной оптической плотностью на снимке), свидетельствующей о возможном наличии дефекта в части объекта, не контактирующей с детектором, осуществляют контакт упомянутой части объекта с детектором путем изменения пространственного положения части последнего, например путем изгиба части кассеты с пленкой. Повторно просвечивают объект, регистрируют интенсивность прошедшего сквозь объект излучения, обрабатывают результаты повторного просвечивания, оценивают наличие дефектов в той части объекта, где после первого просвечивания был осуществлен контакт с детектором. Если на снимке после повторного просвечивания снова наблюдаются те же пятна с повышенной оптической плотностью, делают заключение о действительном наличии дефекта в данной части объекта, а если после повторного просвечивания пятна с повышенной оптической плотностью не наблюдаются – это свидетельствует о том, что дефекта в данной части объекта на самом деле нет. Таким образом по результатам обоих просвечиваний судят о наличии или отсутствии дефектов во всем объекте.

Проведенные испытания и численные оценки показывают, что пятна на снимках имеют дифракционную природу и не связаны с металлургическими дефектами.

Пример.

Был произведен рентгеноконтроль объекта – кронштейна 1 топливного коллектора авиационного двигателя (схематично показан на фиг.1 и 3). Топливный коллектор представляет собой сложную конструкцию, включающую две изогнутые по окружности трубки с надетыми на них форсунками, кронштейнами и пр., фиксацию которых в определенных позициях осуществляют методом пайки. Кронштейн 1 был установлен на детектор излучения – на кассету 2 с фотопленкой. При этом ввиду сложной конструкции узла коллектора с кассетой 2 контактирует не весь кронштейн 1, а только его часть (вблизи трубок), обращенная к кассете 2 с фотопленкой. Источник рентгеновского излучения (на чертежах не показан) был расположен по другую сторону от кронштейна 1.

Была выполнена первая съемка (просвечивание) кронштейна 1 при угле ˜40° между частью детектора – кассеты 2 с пленкой и дном “корыта” 3 кронштейна 1 (фиг.1). На снимке 5 (фиг.2) после первого просвечивания четко наблюдалась темная прямая линия 6 (пятно с повышенной оптической плотностью), свидетельствующая о возможном наличии дефекта в “корыте” 3 кронштейна 1.

Дифрагированные лучи 7 (справа от одного из прямых падающих лучей 4) попадают на часть кассеты 2 с пленкой, засвеченную гораздо более интенсивным прямым лучом 4. Поэтому дифракционные пятна в этой части снимка 5 не наблюдаются. Дифрагированные лучи 8 (слева от одного из прямых падающих лучей 4) наблюдаются лишь тогда, когда объект 1 ослабляет луч 4 до уровня, сопоставимого с интенсивностью дифракционного.

Далее был осуществлен контакт “корыта” 3 кронштейна 1 с кассетой 2 путем изгиба части последней и была проведена повторная съемка кронштейна 1 при угле ˜0° между кассетой 2 с пленкой и дном “корыта” 3 кронштейна 1 (фиг.3). При этом положение кронштейна 1 относительно рентгеновских лучей 4 оставалось неизменным. После повторного просвечивания на снимке 5 (фиг.4) темная линия 6 не наблюдалась.

Как известно (Я.С.Уманский и др. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.: Металлургия, 1982 г., 632 с.), “тормозное” излучение, используемое при просвечивании, имеет широкий сплошной спектр с коротковолновым краем при длине волны b=1,24/U, максимум интенсивности излучения приходится на волну max˜1,2-1,3 b. Здесь U – напряжение, кВ, на рентгеновской трубке, – длина волны, нм. Напряжение просвечивания составляло 120 кВ, чему соответствует max˜0,012 нм.

Расстояние от ребра кронштейна 1 до кассеты 2 с пленкой: Н=27 мм (фиг.1), расстояние от края изображения до темной линии на снимке 4: h=1,5 мм (фиг.2), соответственно угол дифракции =h/2Н=1,5/2·27=0,028˜1,7°. Отсюда соответствующее значение межплоскостного расстояния кристаллической решетки d/n=/2·sin=0,214 нм, что практически совпадает со справочными данными для никелевых сплавов (у чистого никеля d/n111=0,204 нм).

Расстояние h на снимке 5 (фиг.2) от темной линии 6 до контура “корыта” 3 кронштейна 1 пропорционально расстоянию Н между кассетой 2 с пленкой и ребром кронштейна 1. А при непосредственном контакте кассеты 2 с пленкой и “корыта” 3 кронштейна 1 (при повторном просвечивании) расстояние ͘0 (фиг.3), поэтому h=2Н·sin˜2Н·˜0, т.е. темная линия 6 на снимке 5 исчезает (совпадает с контуром изображения кронштейна 1). Из этого следует, что дефекта в действительности нет, а наблюдаемая темная линия представляет собой артефакт, а именно дифракционный рефлекс.

Поскольку при повторном просвечивании в условиях непосредственного контакта кассеты 2 с “корытом” 3 кронштейна 1 упомянутые пятна (в нашем случае темная линия 6) исчезают, это является однозначным свидетельством дифракционной природы пятен и указывает на отсутствие дефектов.

Таким образом, применение заявленного способа неразрушающего контроля состояния объекта позволяет повысить достоверность контроля, выявить ложные дефекты в контролируемых деталях, что позволяет уменьшить количество бракованных изделий и тем самым уменьшить возможные материальные потери.

Формула изобретения

1. Способ неразрушающего контроля состояния объекта, включающий его просвечивание рентгеновским или гамма-излучением, регистрацию интенсивности прошедшего сквозь объект излучения с помощью детектора, который контактирует с частью объекта, обработку результатов просвечивания и оценку наличия дефектов в контактирующей с детектором части объекта, отличающийся тем, что, в случае обнаружения интенсивности, свидетельствующей о возможном наличии дефекта в части объекта, не контактирующей с детектором, осуществляют контакт упомянутой части объекта с детектором путем изменения пространственного положения части последнего, повторно просвечивают объект, регистрируют интенсивность прошедшего сквозь объект излучения, обрабатывают результаты повторного просвечивания, оценивают наличие дефектов в части объекта, где был осуществлен контакт с детектором, и по результатам обоих просвечиваний судят о наличии или отсутствии дефектов в объекте.

2. Способ неразрушающего контроля состояния объекта по п.1, отличающийся тем, что изменение положения части детектора осуществляют путем изгиба.

3. Способ неразрушающего контроля состояния объекта по п.1, отличающийся тем, что в качестве детектора излучения используют фотопленку, установленную в кассете.

4. Способ неразрушающего контроля состояния объекта по п.1, отличающийся тем, что в качестве детектора излучения используют пленку с фосфорсодержащим покрытием.

РИСУНКИ

Categories: BD_2304000-2304999