Патент на изобретение №2240538

(54) СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗМЕРОВ ДЕФЕКТОВ В НАПРАВЛЕНИИ ПРОСВЕЧИВАНИЯ

(57) Реферат:

Использование: для оценки размеров дефектов. Сущность: заключается в том, что на контролируемое изделие устанавливают эталон-имитатор с эталонными дефектами различной ширины, но одинаковой глубины, соответствующей заданному допустимому размеру дефекта в направлении просвечивания, строят по данным фотометрирования изображений эталонных дефектов кривую распределения D/_D=f(b), где D – контраст изображения дефекта, _D – коэффициент контрастности радиографической пленки в районе изображения дефекта, b – ширина эталонного дефекта и в дальнейшем, используя данную кривую, оценивают размеры реальных дефектов. Технический результат: снижение трудоемкости, повышение надежности и точности оценки размеров дефектов в направлении просвечивания. 2 ил.

Изобретение относится к области дефектоскопии и может быть использовано при радиографическом контроле сварных соединений, наплавок и основного металла изделий.

Известен способ оценки размеров дефектов в направлении просвечивания, основанный на визуальном сравнении оптических плотностей изображений канавок эталона-имитатора (эталонных дефектов) и выявляемых на снимке (реальных) дефектов контролируемых изделий (см. Румянцев С.В. Радиационная дефектоскопия, М.: Атомиздат, 1974, с. 262-263).

Наиболее близким по своей технической сути заявляемому способу, принятому в качестве прототипа, является способ фотометрической оценки размеров дефектов в направлении просвечивания (см. А.с. №1536215, СССР, кл. G 01 N 23/18), основанный на фотометрических замерах контрастов изображений эталонных и реальных дефектов и расчете размера в направлении просвечивания реального дефекта по величине соотношения замеренных контрастов с введением в расчетное выражение предварительно определяемых поправочных коэффициентов на различие в параметрах (форме, поперечных размерах, глубине залегания) сравниваемых эталонных и реальных дефектов.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение трудоемкости, повышение надежности и точности оценки размеров дефектов в направлении просвечивания.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе оценки размеров дефектов в направлении просвечивания, заключающемся в радиографировании на один снимок эталонных и реальных дефектов и фотометрировании полученных изображений, выполняют следующие операции:

1) на контролируемое изделие устанавливают эталон-имитатор с эталонными дефектами различной ширины, но одинаковой глубины, соответствующей заданному допустимому размеру дефекта в направлении просвечивания;

2) строят по данным фотометрирования изображений эталонных дефектов (в диапазоне поперечных размеров изображений дефектов, при условии, что поперечный размер (ширина) эталонного дефекта b_п>К, где К – чувствительность радиографического контроля) кривую распределения

D/ _D=f(b),

где D – контраст изображения дефекта,

_D – коэффициент контрастности радиографической пленки в районе изображения дефекта;

3) определяют величину ( D/ _D)_р.д. реального дефекта (р.д.) и замеряют ширину его изображения – b_р.д.;

4) накладывают на график D/ _D=f(b) величину ( D/ _D)_р.д. при известной ширине изображения реального дефекта;

5) оценивают размер реального дефекта в направлении просвечивания d_р.д. по тому, находится ли значение ( D/ _D)_р.д. при известном b=b_р.д. выше или ниже кривой распределения D/ _D=f(b) или количественно по относительной величине ( D/ _D)_р.д., где ( D/ _D)_р.д. оценивается относительно величины ( D/ _D)_эт.д. эталонного дефекта (эт.д.) такой же ширины, как и реальный дефект, а величина ( D/ _D)_эт.д. будет соответствовать высоте кривой D/ _D=f(b) при b=b_р.д.=b_эт.д.;

6) используют для радиографических пленок, имеющих в рабочем диапазоне оптической плотности D коэффициент контрастности _D kD, где k=const, вместо величины D/ _D непосредственно замеряют величину

D/D_ф=(D_д-D_ф)/D_ф,

где D_д – оптическая плотность изображения дефекта,

D_ф – оптическая плотность фона в районе изображения дефекта (причем оценку по радиографическим снимкам величины d_р.д. проводят при ширине изображения реального дефекта b_р.д. К).

Сущность изобретения поясняется графиками.

На фиг.1 показана схема оценки размеров в направлении просвечивания выявленных при радиографическом контроле дефектов по данным фотометрирования снимка. Контролируемое изделие – образец из стали толщиной d=30 мм, просвечиваемый рентгеновским излучением при напряжении на рентгеновской трубке U_р.т.=300 кВ на радиографическую пленку типа “Структурикс”-В4:

1 – зависимость D/D_ф=f(b) для эталонных прямоугольных канавок глубиной d_эт.д.=3 мм,

2 – величина ( D/D_ф)_р.д. для имитированного протяженного дефекта глубиной d_р.д.=2 мм и шириной b_р.д.=3 мм,

3 – величина ( D/D_ф)_{р д.} для дефекта d_р.д.=4 мм и b_р.д.=0,5 мм.

На фиг.2 представлены зависимости коэффициента контрастности – (а) и контраста изображения дефекта (цилиндрическое отверстие диаметром 5 мм и глубиной d=2 мм) – (б) от оптической плотности снимка (фона) для радиографических пленок типа D4 и D7.

Примеры конкретного выполнения.

Заявляемым способом проводилась оценка размеров в направлении просвечивания дефектов типа имитированных непроваров, расположенных на поверхности стального образца толщиной 30 мм. Просвечивание проводилось рентгеновским аппаратом МГ-420 при напряжении на ретгеновской трубке U_p.т.=300 кB с фокусного расстояния 800 мм на радиографическую пленку типа D4. На просвечиваемый образец со стороны имитированных дефектов устанавливался эталон-имитатор с канавками глубиной 3 мм, соответствующей предельно допустимому значению глубины непровара ( d=10%d), и шириной b=0,5; 1; 2; 3; 5 мм. Полученные снимки фотометрировались с помощью электронно-цифрового денситометра “Хеллинг-301”. По данным фотометрирования изображения эталона-имитатора строился график зависимости D/D_ф=f(b) – см. фиг.1. Затем с помощью денситометра определялись величины ( D/D_ф)_р.д. имитированных непроваров, мерительной линейкой замерялась ширина непроваров b_р.д. (полагалось, что ширина дефекта соответствует ширине его изображения на снимке), после чего на график D/D_ф=f(b) при значениях b=b_р.д. наносились (в виде отрезков) замеренные значения ( D/D_ф)_р.д.. Как видно из графика фиг.1, величина ( D/D_ф)р.д. для непровара глубиной d_р.д.=2 мм (отрезок 2) находится ниже, а для непровара d_р.д.=4 мм (отрезок 3) выше кривой “1” D/D_ф=f(b), соответствующей предельно допустимому размеру d=3 мм, что свидетельствует о правильно проведенной альтернативной оценке размеров в направлении просвечивания выявленных дефектов изделия. В тоже время, если оценивать величину d_р.д. простым сравнением значений D/D_ф выявленных дефектов и эталонных канавок глубиной 3 мм, но шириной b>3 мм, то недопустимый непровар с d_р.д.=4 мм и b=0,5 мм будет оценен как допустимый, так как величина его приведенного контраста ( D/D_ф)_р.д. будет меньше величины ( D/D_ф)_эт..д. указанных канавок, что соответственно приведет к недобраковке контролируемого изделия.

Наряду с альтернативной можно, используя график фиг.1, провести и количественную оценку глубины d_р.д. выявленных непроваров по соотношению величины отрезков ( D/D_ф)_p.д. и высоты кривой D/D_ф=f(b) при b=b_р.д.=b_эт.д. (расстояние по оси ординат до точки пересечения кривой и отрезка или его продолжения). Величина отрезка 2 – 0,070, отрезка 3 – 0,110, соответствующая высота кривой 1 – 0,112 и 0,074. Расчетная глубина непровара 2 будет равна: (0,070/0,112)(3=1,9 мм, непровара 3 : (0,110/0,074)· 3=4,5 мм при их фактической глубине соответственно 2,0 мм и 4,0 мм (погрешность оценки 5% и 12% от фактической глубины непроваров).

Для радиографических пленок типа D2, D3, D4, D5, D7, РТ-1, РТ-5 и др., обычно применяемых совместно с металлическими усиливающими экранами для радиографического контроля изделий ответственного назначения, коэффициент контрастности _D и соответственно контраст D в диапазоне рабочих оптических плотностей снимка D=1÷ 4 практически прямо пропорционален величине D (см. фиг.2). Это позволяет при сравнительной оценке размера дефекта в направлении просвечивания использовать вместо величины D/ _D величину D/D_ф, определяемую непосредственно по данным фотометрирования снимка (применение, вместо зависящей от D величины D, не зависящей от D величины D/ _D или, при _D=kD, где k=const, величины D/D_ф позволяет отстроиться от необходимости учета различий в оптической плотности фона в районе расположения изображений сравниваемых эталонных и реальных дефектов). При работе с радиографическими пленками, для которых _D kD приходится использовать величину D/ _D. При этом значения коэффициента _D для замеряемых значений D=D_ф определяются по графикам зависимости _D=f(D) – см. фиг.2а, приводимой в проспектах или технических условиях на данный тип радиографической пленки или построенной по предварительно экспериментально полученной характеристической кривой пленки (общеизвестная в практической радиографии стандартная процедура).

Таким образом, заявляемый способ позволяет предотвратить пропуск недопустимых дефектов малого раскрытия (непроваров, несплошностей), что может иметь место при существующей в настоящее время в практике радиографического контроля оценке размеров дефектов в направлениии просвечивания, основанной на использовании стандартных эталонов, имеющих относительно большую ширину эталонных канавок и не учитывающей влияние поперечного размера дефекта на величину контраста его изображения. Способ более надежен и прост при применении в производственных условиях, чем расчетно-фотометрический способ, основанный на предварительном определении поправочных коэффициентов и использовании аналитических выражений.

Формула изобретения

Способ оценки размеров дефектов в направлении просвечивания, заключающийся в радиографировании на один снимок эталонных и реальных дефектов и фотометрировании полученных изображений, отличающийся тем, что на контролируемое изделие устанавливают эталон-имитатор с эталонными дефектами различной ширины, но одинаковой глубины, соответствующей заданному допустимому размеру дефекта в направлении просвечивания, строят по данным фотометрирования изображения эталонных дефектов (в диапазоне поперечных размеров изображений дефектов, при условии, что поперечный размер эталонного дефекта b_п К, где К – чувствительность радиографического контроля), кривую распределения D/ _D=f(b), где D – контраст изображения дефекта, _D – коэффициент контрастности радиографической пленки в районе изображения дефекта, определяют величину ( D/ _D)_р.д. реального дефекта (р.д.) и замеряют ширину его изображения b_р.д., накладывают на график D/ _D=f(b) величину ( D/ _D)_р.д. при известной ширине изображения реального дефекта, затем оценивают размер реального дефекта в направлении просвечивания реального дефекта d_р.д. по тому, находится ли значение ( D/ _D)_р.д. при известном b=b_р.д. выше или ниже кривой распределения D/ _D=f(b) или количественно по относительной величине ( D/ _D)_р.д., где ( D/ _D)_р.д. оценивается относительно величины ( D/ _D)_эт.д. эталонного дефекта (эт.д.) такой же ширины, как и реальный дефект, а величина ( D/ _D)_эт.д. будет соответствовать высоте кривой D/ _D=f(b) при b=b_р.д.=b_эт.д., при этом используют для радиографических пленок, имеющих в рабочем диапазоне оптической плотности D коэффициент контрастности _D k· D, где k=const, вместо величины D/ _D непосредственно замеряемую величину D/D_ф=(D_д-D_ф)/D_ф, где D_д – оптическая плотность изображения дефекта, D_ф – оптическая плотность фона в районе изображения дефекта (причем оценку по радиографическим снимкам величины d_р.д. проводят при ширине изображения реального дефекта b_р.д. К).

РИСУНКИ