Byultrarent

Badania radiograficzne złączy spawanych

Spawanie jest uznawane za najpowszechniejszy sposób trwałego łączenia materiałów metalowych. Jest to uzasadnione wieloma względami, których omówieniem zajmiemy się w osobnym artykule. Natomiast faktem jest, że nie sposób nie mieć styczności ze złączami spawanymi pracując w przemyśle ciężki. Występują one bowiem w wielu gałęziach przemysłu począwszy od urządzeń ciśnieniowych, zbiorników, rurociągów, konstrukcji stalowych, mostów po statki oraz przemysł lotniczy.

Niestety nie wszystkie połączenia spawane są wykonywane w sposób prawidłowy. Często zdarza się, że posiadają one nieciągłości i wady, których obecność znacząco przekłada się na wytrzymałość złącza.

W jaki sposób można więc zapewnić, że wykonane złącza spawane spełniają odpowiednie wymagania ?

Badania radiograficzne złączy spawanych znajdują bardzo powszechne zastosowanie w przemyśle. Są one bowiem jedną z najpopularniejszych metod badania złączy spawanych o bardzo dużej wykrywalności – szczególnie wśród elementów o grubości do 40 mm.

Ogromnym atutem jest oczywiście możliwość badania złączy bez konieczności ich niszczenia.

Jak wyglądają badania RT złączy spawanych ?

Jak już wcześniej wspomniałem – badania radiograficzne pozostawiają kontrolowany wyrób w stanie nienaruszonym.

Sam proces badania jest bardzo podobny do tego spotykanego w medycynie. W obu bowiem przypadkach wykorzystuje się promieniowanie jonizujące do wewnętrznej kontroli.

W dużym skrócie proces wykonywania badań radiograficznych połączeń spawanych wygląda w sposób następujący:

  • przygotowanie badanego elementu do testu
  • wykonanie ekspozycji – źródło promieniowania wytwarza promieniowanie rentgenowskie lub gamma,
  • promieniowanie jonizującego przechodzi przez badane złącze tworząc obraz na błonie radiograficznej,
  • obróbka fotochemiczna błon,
  • ocena otrzymanych błon przez wyszkolony do tego celu personel.

W jakim celu stosuje się badania radiograficzne złączy spawanych ?

Jak wiadomo wynikiem procesów spawania jest powstawanie złączy spawanych, które w bardzo wielu przypadkach posiadają niezgodności spawalnicze powstające w procesie produkcji.

Zalety badań radiograficznych połączeń spawanych

  • duża wykrywalność niezgodności takich jak: pęcherze gazowe, pęknięcia, braki przetopu, wtrącenia, itp.
  • możliwość wykrywania niezgodności podpowierzchniowych,
  • trwały zapis z inspekcji w postaci radiogramu w formie analogowej lub cyfrowej,
  • minimalne przygotowanie powierzchni,
  • możliwość zwymiarowania otrzymanych niezgodności,

Wady badań radiograficznych połączeń spawanych:

– konieczność uzyskania dostęp z obu stron badanego przedmiotu,

– niebezpieczeństwo związane z występowaniem promieniowania jonizującego,

Badania radiograficzne złączy spawanych według normy PN-EN ISO 17636-1

Według normy PN-EN ISO 17636-1 badania radiograficzne mogą być wykorzystywane do kontroli złączy spawanych ze spoinami czołowymi i pachwinowymi w elementach wykonanych z blach i rur. Określenie rura poza znaczeniem tradycyjnym obejmuje również inne walcowane elementu takie jak: rurki cienkościenne, kształtki rurociągowe, elementy kotłów czy zbiorniki ciśnieniowe.

Norma umożliwia kontrolę połączeń wykonanych z następujących materiałów:

  • stal (niestopowa i stopowa),
  • miedz oraz jej stopy,
  • nikiel oraz jej stopy,
  • tytan oraz jego stopy,
  • aluminium oraz jego stopy.

Stosowanie się do zaleceń podanych w normie PN-EN ISO 17636-1 pozwala na otrzymanie radiogramu o odpowiedniej jakości. Jeżeli jednak obie strony kontraktu ustalą łagodniejsze kryteria dotyczące wykonania badań radiograficznych połączeń spawanych uzyskana jakość może być niższa od wymaganej.

Klasy badań radiograficznych połączeń spawanych:

  • klasa A – techniki podstawowe,
  • klasa B – techniki ulepszone.

Klasa B znajduje zastosowanie w momencie, kiedy czułość techniki A jest niewystarczająca. Możliwe jest również zastosowanie wymagań wyższych niż podane w klasie B. Wybór klasy badania powinien zostać ustalony pomiędzy stronami kontraktu w zależności od rodzaju i wymagań jakościowych danego elementu. W  niektórych przypadkach wybór techniki narzucony jest obligatoryjnie przez normy wyrobu. W niektórych przypadkach wybór klasy badania podyktowany jest względami ekonomicznymi.

Wybór klasy techniki radiograficznej wpływa miedzy innymi na :

  • dobór źródła promieniowania w zależności od grubości badanego elementu,
  • minimalność odległość ogniskowej,
  • ilość wykonanych ekspozycji podczas badania odcinkowego  spoin obwodowych,
  • wymaganej czułości błony radiograficznej,
  • wymaganej jakości obrazu na radiogramie,
  • minimalną wartość gęstości optycznej (zaczernienia radiogramu).

Przygotowanie powierzchni do badania radiograficznego:

W przypadku badań radiograficznych połączeń spawanych specjalne przygotowanie powierzchni do badań nie jest wymagane. Należy jednak usunąć z badanej powierzchni wszelkie nieprawidłowości które mogą powodować powstawanie na radiogramie obrazu, który mógłby zostać pomylony z wadami spawalniczymi. Oczywiście obligatoryjnie należy z obszaru badania usunąć wszelkiego rodzaju niezgodności powierzchniowe. W przypadku badań radiograficznych należy również usunąć wszelkie powłoki ochronne, które pochłaniają promieniowania jonizujące – np. farba ołowiana oraz zanieczyszczeń w postaci smarów, olejów oraz emulsji. Tłuste środki mogą bowiem powodować zatłuszczenie błony radiograficznej.

Identyfikacja i oznaczanie radiogramów i badanych obiektów

Każdy z otrzymanych radiogramów powinien zostać oznakowany za pomocą znaczników ołowianych, znajdujących się możliwie poza badanym obszarem. Obrazy powstałe w skutek stosowania znaczników powinny zapewniać jednoznaczną identyfikację badanego odcinka.

Dodatkowo na badanym obiekcie umieścić należy trwałe oznaczenie, którego cleme jest ustalenie dokładnego położenia każdego radiogramu. W przypadku gdy rodzaj  badanego materiału uniemożliwia stosowanie trwałego oznaczenia bez jego uszkodzenia identyfikację można zapewnić poprzez stosowanie odpowiednich szkiców.

W przypadku spoin obwodowych na rurociągach bądź zbiornika bardzo praktycznym zastosowaniem jest użycie miarki ołowianej. W takim przypadku należy precyzyjnie oznaczyć punkt zero oraz kierunek rozwijania taśmy. W przypadku rurociągów zaleca się ustawienie punktu zerowego w położeniu godziny dwunastej oraz rozwijania miarki ołowianek w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara.

Nakładanie się błon.

Podczas wykonywania badań radiograficznych złączy spawanych w wielu przypadkach zachodzi konieczność zastosowania kilku oddzielnych błon do zbadania całego odcinka. Sytuacja taka ma miejsce na przykład podczas prześwietlania spoin obwodowych rur o średnicach przekraczających 100 mm. Aby wyeliminować możliwość pominięcia nawet niewielkiego odcinka spoiny błony radiograficzne powinny na siebie zachodzić.  W normie PN-EN ISO 17636-1 nie określono dokładnie wielkości wymaganej zakładki. W prakte najczęściej przyjmuje się, że zakładka powinna wynosić minimum 10 mm na stronę.

Wskaźniki jakości obrazu

Podstawą do weryfikacji jakości uzyskanego obrazu radiograficznego jest liczba widocznych pręcików na wskaźniku typu pręcikowego oraz liczba widocznych otworów na wzorcu typu schodkowo –otworkowego.

Na jakości obrazu otrzymanego obrazu radiograficznego wpływa wiele czynników. Trzy główne parametry związane z badaniami radiograficznymi to: kontrast, nieostrość oraz ziarnistość błon radiograficznych.

Każdy z wymienionych zależy od następujących parametrów:

  1. Kontrast:
  • energia promieniowania
  • promieniowanie rozproszone
  • gęstość optyczna (zaczernienie)

Im mniejsza wielkość energii promieniowania tym lepsza jakość otrzymanego zdjęcia. Dodatkowo w celu uzyskania zadowalającego kontrastu należy możliwie zredukować promieniowanie rozproszone oraz utrzymać gęstość optyczną radiogramu na wymaganym poziomie.

  1. Nieostrość
  • wielkość ogniska
  • odległość źródło- obiekt
  • odległość obiekt błona
  • energia promieniowania

W radiografii panuje zasada, że im mniejszy wymiar ogniska źródła promieniowania tych nieostrość geometryczna jest mniej zauważalna. Dodatkowo w celu wyeliminowania skutków nieostrości należy zachować minimalną odległość od źródła promieniowania do badanego obiektu. Błona radiograficzna powinna natomiast możliwie najlepiej przylegać do badanego elementu.

  1. Ziarnistość
  • czułość błony
  • obróbka fotochemiczna błon

Utrzymanie małej ziarnistości błon można uzyskać poprzez stosowanie błon o niskiej czułości, natomiast ich obróbka fotochemiczna powinna być wykonywana zgodnie z zaleceniami producenta. Podczas wywoływania błon rentgenowskich należy stosować „świeże” odczynniki oraz przestrzegać podanych przez producenta temperatur.

W celu kontrolowania wymienionych powyżej czynników stosuje się właśnie wskaźniki jakości obrazu, które umożliwiają obiektywną weryfikację obrazu powstałego na radiogramie i porównanie otrzymanego wyniki z wymaganiami normy PN-EN ISO 17636-1.

About the Author

ultrarent administrator