Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Результаты расчётов и экспериментов

Отчёт по лабораторной работе 1

РАДИАЦИОННАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ

1. Цель работы – ознакомление с физическими основами, аппаратурой и методикой рентгеновского контроля и электрорадиографии.

2. Краткое содержание работы, описание и схема рентгеновской трубки

Радиационная дефектоскопия является способом определения качества изделий при просвечивании их с помощью различных ионизирующих излучений. При контроле выявляются макроскопические нарушения сплошности или неоднородности материала контролируемых объектов, возникающие при их изготовлении (трещины, непровары, шлаковые и вольфрамовые включения, пористость, раковины и др.), а также дефекты, появившиеся в процессе эксплуатации оборудования.

Основными направлениями радиационной дефектоскопии, применяемыми в настоящее время в промышленности, являются рентгено- и гамма-дефектоскопия.

С уменьшением длины волны электромагнитного излучения увеличивается его энергия и растёт проникающая способность. Рентгеновские лучи, имеющие короткую длину волны (λ < 1,25·10^{-11 м), называются жёсткими, более длинную волну – мягкими.}

Рентгеновская трубка состоит из стеклянного вакуумного баллона 5 с двумя впаянными электродами: катодом 2 и анодом 1. Катод представляет собой спираль из вольфрамовой проволоки, укреплённой в фокусирующем экране, анод – вольфрамовую пластину.

Электроны, испускаемые раскалённым катодом, приобретают большие скорости под влиянием электрического поля, возникающего между анодом и катодом при подведении к ним высокого напряжения (U_a = 10-400 кВ). Достигнув анода, электроны резко тормозятся, кинетическая энергия электронов частично (наряду со значительным выделением тепла) преобразуется в энергию рентгеновского излучения.

Рисунок 1 – Схема рентгеновской трубки:

1 – анод; 2 – катод; 3 – поток быстрых электронов, испускаемых катодом; 4 – источник высокого напряжения U_a; 5 – вакуумный баллон трубки; 6 – рентгеновское излучение; 7 – источник питания для накала спирали катода.

Интенсивность пучка I₀ определяется количеством электронов, тормозящихся у анода за единицу времени, т.е. анодным током трубки i_a и ускоряющим напряжением U_a. На практике излучение различной жёсткости обычно получают путём изменения ускоряющего (анодного) напряжения.

Наиболее распространённым методом регистрации дефектов при R-просвечивании является фотометод. На плёнке под воздействием излучения образуется скрытое изображение, которое становится видимым только после фотообработки. Дефекты в контролируемом материале выявляются на плёнке благодаря разнице интенсивностей излучения, прошедшего через дефектную и бездефектную части материала. В результате плёнка чернеет больше в тех местах, где имеются дефекты.

Чувствительность контроля оценивается по изображениям на снимках эталонов чувствительности по ГОСТ 7512-75, которые изготавливаются из материала, аналогичного материалу контролируемого изделия. Эталоны устанавливаются на поверхности контролируемого изделия, обращённой к источнику излучения.

Физическая сущность электрорадиографии заключается в действии R-лучей на электростатически заряженную пластину с фотополупроводниковым селеновым покрытием, нанесённым на алюминиевую подложку. После просвечивания на пластине получается скрытое электростатическое изображение, которое затем проявляется, переносится на бумагу и закрепляется на ней. Чувствительность для фотографического и электрорадиографического методов примерно одинакова.

Электрографическая установка (ЭГУ) состоит из следующих узлов: блока электризации, блока проявления, блока переноса, блока закрепления, блока очистки и блока управления.

При просвечивании на пластине возникает скрытое электростатическое изображение, причём на каждом участке пластины величина остаточного заряда обратно пропорциональна интенсивности падающего излучения. Частицы порошка, получившие отрицательный заряд (одноимённый с зарядом пластины), осаждаются в большем количестве на тех участках селеновой полупроводниковой пластины, которые имеют меньший остаточный заряд.

Результаты расчётов и экспериментов

а) Определение минимальной длины волны рентгеновского излучения λ_min:

U_a, кВ
λ_min, А°	0,248	0,103	0,062

- длина волны рентгеновского излучения, где

U_a – ускоряющее (анодное) напряжение, В.

б) Определение мощности дозы рентгеновского излучения Р:

где

Р₀ – мощность дозы рентгеновского излучения, Р/с;

Р – мощность дозы рентгеновского излучения для данного рентгеновского аппарата;

R₀ – расстояние от анода рентгеновской трубки до объекта, равное 1 м;

R – расстояние от анода рентгеновской трубки до оператора, м;

i_a – анодный ток рентгеновской трубки данного аппарата, мА;

i_a₀ = 1 мА.

Для рентгеновского аппарата 5Д-1 U_a = 50 кВ; i_a = 7 мА. В зависимости от расстояния R от анода рентгеновской трубки до оператора получаем:

в) Определение кратности ослабления рентгеновского излучения К:

, где Р_доп – предельно допустимая мощность дозы рентгеновского излучения, Р_доп = 2,8 ·10^-3 Р/ч = 0,8 мкР/с;

г) Определение толщины защитного слоя свинца (по табл. 1 описания лабораторной работы) в зависимости от расстояния R от анода рентгеновской трубки до оператора.

R, м	К	Значение d_Pb, мм при U_a, кВ

0,5	9,756 · 10⁴	0,3	0,8	1,9
1,0	2,439· 10⁴	0,2	0,7	1,65
1,5	1,084· 10⁴	0,2	0,6	1,5
2,0	6,097· 10³	0,2	0,6	1,35
2,5	3,902· 10³	0,2	0,6	1,25
3,0	2,71· 10³	0,2	0,5	1,75

д) Графики зависимостей d_Pb = f (R) и d_Pb = f (U_a)

d_Pb, мм

R,м

d_Pb, мм

U_a, кВ

е) Определение относительной чувствительности электрографического метода фиксации изображения при просвечивании W:

Образец	Толщина δ, мм	Время просвечивания (время экспозиции) t_экс, сек	Толщина наименьшей видимой канавки эталона d_min, мм	W,%
	3,5	3,4	0,063	1,8
	3,5	3,5	0,10	2,86
	2,5	2,5	0,08	3,2
	2,5		0,063	2,52

Материал образцов – Al; эталоны – Fe1.

Относительная чувствительность:

1. Для канавочных и пластинчатых эталонов

2. Для проволочных эталонов

δ – толщина просвечиваемого металла, мм;

δ_эт – толщина эталона, мм;

δ_min и d_min – наименьшие глубина канавки и диаметр проволочки эталонов, явно видимые на снимке, мм.

Воспользуйтесь поиском по сайту: