Badania radiograficzne odlewów

Byultrarent

Badania radiograficzne odlewów

Badania radiograficzne odlewów to jedna z bardzo skutecznych metod kontroli pozwalająca na wykrycie i zlokalizowanie niezgodności i wad wewnętrznych. Technologia kontroli radiograficznej jest stosowana w inspekcjach przemysłowych od dziesięcioleci. Bardzo szerokie zastosowanie znalazła miedzy innymi w kontroli elementów o znaczeniu krytycznym w branży energetycznej, w przemyślę naftowym oraz wojskowym. Wzrost zastosowania badań radiograficznych pozwalał na obniżenie lub całkowite wyeliminowanie ryzyka związanego z awarią produktu  w trakcie eksploatacji.

Jak wygląda badanie radiograficzne odlewów ?

W metodzie radiograficznej odlew zostaje wystawiony na działanie promieniowania jonizującego – gamma lub X. Podczas prześwietlania badany element pochłania część promieniowania – pozostała część wiązki trafia na nieosłoniętą część filmy. Z tego powodu pole za badanym elementem jest jaśniejsze od tła a jego kształt odpowiada badanemu obiektowi. Wszystkie natomiast ubytki wewnętrznej struktury ze względu na mniejszy przekrój prześwietlanego materiału pojawią się na obrazie w postaci ciemniejszych obszarów.

W badaniach radiograficznych odlewów źródło promieniowania umieszcza się po jednej stronie badanego obiektu, natomiast film lub panel cyfrowy po drugiej. Promieniowanie rentgenowskie lub gamma przechodzi przez badany obiekt naświetlając film. Dodatkowo stosuje się znaczki ołowiane z oznaczenie, umożliwiającym późniejszą interpretację oraz wskaźniki ostrości, pozwalające na sprawdzenie jakości otrzymanego obrazu.

Otrzymany radiogram w formie analogowej lub cyfrowej jest następnie poddawany ocenie. Wszelkie wewnętrzne wady są interpretowane i oceniane zgodnie z wymaganiami odpowiednich standardów lub indywidualnymi wytycznymi klienta.

Jak już wspominałem wcześniej wszelkie pustki ze względu na mniejszy przekrój prześwietlanej grubości będą widoczne na radiogramach jako ciemniejsze pola. Ponieważ ołów jest gęstszy niż stal – absorbuje on również większą ilość promieniowania jonizującego.  Z tego powodu wszelkie obszary w których znajdowały się ołowiane znaczki będą jaśniejsze na otrzymanym obrazie.

Jeżeli natomiast badany materiał zawierał będzie niemetaliczne wtrącenia takie jak piasek, żużel, pustki gazowe lub jamy skurczowe, czyli obszary o zdecydowanie mniejszej gęstości niż badany materiał, wtedy będą one widoczne na radiogramie również jako obszary o większej gęstości (ciemniejsze).

Metodę radiograficzną stosowana do badania odlewów cechuje bardzo dobra wykrywalność, identyfikowalność defektów znajdujących się w odlewie oraz trwały zapis wyników badań w postaci radiogramów. Oczywiście metoda ta jak każda inna posiada również swoje ograniczenia. Pomimo tego jest ona w dalszym ciągu z powodzeniem stosowana w przemyśle odlewniczym.

Jakie wyniki otrzymamy ?

Głównym celem badań radiograficznych odlewów jest wykrycie oraz zlokalizowanie wad, które mogą w znaczący sposób obniżać wytrzymałość produktu. Odlewy są bardzo często poddawane badaniom radiograficznym ponieważ wiele niezgodności powstających w procesie odlewania ma charakter objętościowy, dzięki czemu mogą one zostać łatwo wykryte za pomocą tej metody. Powstałe niezgodności są oczywiście następstwem niedociągnięć związanych z samym procesem odlewania, jednak ich prawidłowe wykrycie i sklasyfikowanie może prowadzić do trafnych decyzji akceptacji wyrobu lub do podjęcia odpowiednich działań naprawczych. Ponieważ różne rodzaje oraz wymiary niezgodności mają różny wpływ na późniejszą eksploatację odlewu bardzo istotne jest aby kontroler badań nie nieniszczących w sposób prawidłowy był w stanie zidentyfikować rodzaj oraz rozmiar defektów.

Ile trwa badania odlewu ?

Trudno odpowiedzieć na to pytanie jednoznacznie.

Pierwszym czynnikiem mających wypływ na sam czas badania jest czas ekspozycji – czyli czas prześwietlania badanego odlewu. Czas ekspozycji zależy przede wszystkim od grubości badanego elementu i materiału z jakiego został wykonany. Materiały o większej gęstości pochłaniają więcej promieniowania i wymagają dłuższych czasów ekspozycji lub mocniejszego źródła promieniowania. W przypadku grubości wygląda to podobnie. Grubsze elementy wymagają silniejszego źródła promieniowania do osiągnięcia takiej samej gęstości optycznej błony (wymaganego zaczernienia). Istotna również dla określenia potrzebnego czasu badania jest zastosowana technika badawcza. Czas ekspozycji będzie inny w zależności od zastosowanego detektora, czyli czułości błony lub przypadku nowszych technik cyfrowych paneli. Zastosowania radiografii komputerowej DR lub cyfrowej CR pozwala na skrócenie czasów naświetlania.

Drugim z najważniejszych czynników jest rozmiar oraz kształt badanego elementu. Elementy o większych rozmiarach wymagają większej ilości wykonanych zdjęć. Tak samo to wygląda w przypadku odlewów o skomplikowanym kształcie. Bywają również takie przypadku, kiedy ze względu na bardzo skomplikowaną geometrię elementu nie ma możliwości zbadania całej objętości odlewu za pomocą badań radiograficznych. W takich przypadkach badania RT należy uzupełniać

Czym najlepiej wykonać badanie radiograficzne

Do badań radiograficznych odlewów możemy wykorzystać zarówno promieniowanie X jak i Gamma. Odlewy jednak ze względu na elementy o znacznych grubościach wymagają stosowania promieniowania o znacznie większej energii i zdolności przenikania przez materię. Dodatkowo materiały z których wykonuje się odlewy takie jak żeliwo to materiały silniej tłumiące promieniowanie jonizujące niż stal.  Z tego powodu źródła promieniowania gamma takie jak Selen (SE-75), Iterb (Yb-169) czy lampy rentgenowskie o napięciu do 250 kV nie zawsze znajdą zastosowanie w tym sektorze badawczym.

W przypadku odlewów o grubszych ściankach doskonale sprawdzają się natomiast aparaty rentgenowskie o napięciu powyżej 250 kV oraz Iryd (Ir-192). W przypadku ekstremalnych grubości zasadne jest zastosowanie Kobaltu (Co-60 ) oraz źródeł promieniowania rentgenowskiego akceleratory i betatrony o napięciu rzędu kilku do kilkunastu MeV.

Należy jednak pamiętać, że wraz ze wzrostem grubości badanego odlewu, radiografia staje się coraz mniej opłacalna i dokładna. Podczas wyboru odpowiedniej metody badawczej należy brać pod uwagę wszystkie czynniki mające wpływ na wybór odpowiedniego rodzaju inspekcji. W przypadku braku pewności, doświadczenia oraz odpowiedniej wiedzy warto skorzystać z pomocy specjalistów.

Radiografia komputerowa, cyfrowa czy analogowa ?

Podczas radiograficznego badania odlewów można zetknąć się ze wszystkimi wariantami. W przypadku odlewów o bardzo dużych grubościach nadal wykorzystuje się radiografię analogową. Niezmiernie bowiem trudno jest uzyskać akceptowalne obrazy cyfrowe przy użyciu akceleratorów o bardzo wysokiej energii.  Mamy jednak nadzieje, że ze względu na ciągły rozwój systemów do radiografii cyfrowej problem te w przyszłości zostanie wyeliminowany. Stosowanie radiografii cyfrowej i komputerowej jest bowiem dużo bardziej wygodniejsze. Możliwość regulacji zaczernienia to bardzo użyteczna funkcja, pozwalająca na wyeliminowanie konieczności stosowania technik wielu błon. Ponadto chemikalia wykorzystywane w procesie obróbki fotochemicznej są bardzo niebezpieczne dla środowiska a przechowywanie nowych filmów i archiwizowanie radiogramów wymaga dodatkowej przestrzeni i monitorowania warunków środowiskowych.

Ponadto podczas kontroli wyrobów odlewanych można zastosować systemy umożliwiające badanie odlewów w czasie rzeczywistym. Rozwiązania takie pozwalają na uzyskanie bardzo dobrych efektów ze względu na możliwość obracania badanego przedmiotu.  Niestety wielkość kabin ogranicza możliwość przeprowadzenia kontroli na odlewach o niewielkich gabarytach.

Podsumowanie

Badania radiograficzne w diagnostyce odlewów stosowane są od dziesięcioleci. Metoda daje bardzo satysfakcjonujące efekty w przypadku kontroli z powodu częstego występowania w odlewach niezgodności objętościowych typu pęcherze gazowe i wtrącenia. Dodatkowo metoda badawcza może być wykorzystywana zarówno do kontroli materiałów żelaznych i nieżelaznych. Wykrywalność badań radiograficznych zależy od wielu czynników, min. prześwietlanej grubości, typu oraz natężenia promieniowania oraz przede wszystkim wielkości i usytuowania wykrywanych niezgodności. Niestety ze względu na znaczące grubości prześwietlanych obszarów do badania odlewów niezbędne są źródła promieniowanie o dużych mocach. Rozwój technologii pozwala na coraz częstsze stosowanie radiografii cyfrowej oraz analogowej w odlewnictwie.

About the Author

ultrarent administrator