Способ радиационного контроля изделий



Способ радиационного контроля изделий

 


Владельцы патента RU 2437082:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" (RU)

Использование: для радиационного контроля изделий. Сущность заключается в том, что из полученных негативных изображений просвеченных участков изделия выбирают изображения двух наиболее схожих по конфигурации близлежащих участков, вычитают одно изображение из другого и по полученному результирующему изображению, на котором дефекты первого участка изделия представлены в негативном изображении, а другого - в позитивном, делают расшифровку изображения сразу двух участков с учетом, что темные тени характеризуют понижение плотности дефектов первого участка и повышение плотности дефектов второго участка, а светлые тени - повышение плотности дефектов первого участка и понижение плотности дефектов второго участка, при этом определение координат дефектов делают по результирующему изображению двух изображений одного и того же участка, развернутых по отношению друг к другу на 90° по соответствующему математическому выражению, а уточнение характеристик плотности дефектных участков определяют по результирующему изображению двух изображений одного и того же участка изделия, сдвинутых на 5-10 мм относительно друг друга, при этом темные тени уменьшаемого изображения соответствуют понижению плотности дефектных участков, а светлые тени - повышению. Технический результат - повышение качества получаемых изображений при радиационном контроле. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области неразрушающего радиационного контроля изделий, например, цилиндрической формы, в том числе зарядов твердого ракетного топлива.

Известен способ рентгеноскопического контроля, основанный на просвечивании изделия рентгеновским излучением, преобразовании сцинтилляционным кристаллом рентгеновского излучения, прошедшего через изделие, в видимое светотеневое радиационное изображение; преобразовании с помощью телевизионной техники радиационного изображения в электронное изображение и передаче его для анализа и визуальной расшифровки результатов контроля на экран телевизионного приемника (В.А.Добромыслов, С.В.Румянцев «Радиационная интроскопия», М.: Атомиздат, 1972 г.) - аналог. Такой способ контроля, исключающий применение рентгеновской пленки, получил распространение в промышленности благодаря простой, недорогой и надежной в эксплуатации системе визуализации радиационной картины просвечивания контролируемого изделия на телевизионном экране. Основной недостаток аналога - низкая контрастная чувствительность при контроле материалов, таких как ракетное топливо, с малым коэффициентом линейного поглощения ионизирующего излучения (3-4% при толщине топлива 100 и 150 мм соответственно). Как известно, контрастная чувствительность определяется как выраженное в процентах отношение минимального ступенчатого приращения толщины просвечиваемого изделия, которое можно заметить на изображении, ко всей толщине контролируемого изделия.

Известен также взятый за прототип способ рентгенотелевизионного контроля изделий (патент РФ №2091775), при котором чувствительность контроля повышается до 2,5-3% за счет накопления телевизионного сигнала на слабоконтрастных изображениях дефектов и за счет уменьшения уровня шумов при сложении телевизионных кадров. Однако при таком способе контроля значительно увеличивается время просвечивания изделия и время обработки изображений.

У рассмотренных прототипа и аналога есть один общий недостаток, который заключается в том, что при обработке полученных изображений полностью не компенсируется ухудшение качества изображения, обусловленное наличием рассеянного излучения, образованного в толще материала контролируемого изделия, и внешней паразитной освещенности в камере преобразователя за счет света от преобразователя при неодинаковой форме и размерах изделия и окна преобразователя. На изображениях участков контролируемого изделия в определенной степени отрицательно сказывается также влияние артефактов, связанных с дефектами преобразователя и оптики, для интерпретации которых требуется дополнительное время расшифровки и проведение дополнительного просвечивания изделия. Все это приводит к снижению чувствительности и точности определения глубины залегания выявляемых дефектов в изделиях.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка способа радиационного контроля изделий, который устраняет влияние факторов, связанных с технологией просвечивания изделий, на качество получаемых изображений, а именно рассеянного рентгеновского излучения, паразитной внешней засветки в камере преобразования, артефактов на изображениях контролируемых участков изделия, что приводит к снижению чувствительность контроля и точности определения глубины залегания дефектов.

Технический результат достигается тем, что способ радиационного контроля изделий включает просвечивание изделия рентгеновским излучением, преобразование прошедшего изделие рентгеновского излучения в видимое негативное или позитивное изображение, представление полученного изображения на экране монитора компьютера и визуальную расшифровку полученного изображения, причем из полученных изображений просвеченных участков изделия выбирают изображения двух наиболее схожих по конфигурации, например, близлежащих участков, вычитают одно изображение из другого и по полученному результирующему изображению, на котором дефекты первого участка изделия представлены в негативном изображении, а другого - в позитивном, делают расшифровку изображения сразу двух участков с учетом, что темные тени характеризуют понижения плотности дефектов первого участка и повышения плотности дефектов второго участка, а светлые тени - повышения плотности дефектов первого участка и понижения плотности дефектов второго участка, при этом определение координат дефектов делают по результирующему изображению двух изображений одного и того же участка, развернутых по отношению друг к другу на 90°, по формуле

где h - глубина залегания дефекта;

R - радиус контролируемого изделия;

r - радиус проекции изделия;

α - расстояние от центра темной тени до оси проекции изделия;

b - расстояние от центра светлой тени до оси проекции изделия,

а уточнение характеристик дефектов определяют по результирующему изображению двух изображений одного и того же участка, сдвинутых на 5-10 мм относительно друг друга, при этом темные тени уменьшаемого изображения соответствуют понижениям плотности дефектных участков, а светлые тени - повышениям, при использовании же позитивных изображений участков изделия учитывают, что полярность результирующих изображений меняется при этом на обратную.

На чертеже приведена принципиальная схема установки для практической реализации предлагаемого способа контроля изделий. Основными составляющими элементами данной схемы являются 1) рентгеновский аппарат, обеспечивающий одинаковый в пределах статистической и аппаратурной погрешностей предварительно выбранный оператором режим просвечивания (напряжение генерирования рентгеновского излучения, ток рентгеновской трубки, выдержка); 2) коллиматоры; 3) манипулятор, обеспечивающий продольное перемещение и поворот изделия вокруг своей оси, а также установку и закрепление контролируемого изделия; 4) изделие; 5) сцинтиллятор; 6) цифровая видеокамера; 7) компьютер; 8) монитор.

Реализация способа проводилась следующим образом. Излучение от рентгеновского аппарата 1, сформированное коллиматорами 2, проходит через участок установленного на манипуляторе 3 контролируемого изделия 4, преобразуется сцинтиллятором 5 на основе CsI(Tl) в видимое изображение, которое поступает на цифровую видеокамеру 6, с которой сформированное в цифровой форме изображение поступает на компьютер 7, где сохраняется в памяти компьютера, и монитор 8.

Затем с использованием системы ручного или автоматизированного управления при помощи манипулятора путем перемещения и при необходимости поворота на предварительно выбранный угол вводят в зону излучения следующий участок изделия и повторяют все описанные выше операции. Таким образом последовательно просвечивают все изделие.

После этого из сохраненных в компьютере негативных изображений выбирают изображения двух, например, близлежащих участков, вычитают одно изображение из другого и по полученному результирующему изображению на экране монитора 8, на котором дефекты первого участка изделия представлены в негативном изображении, а другого - в позитивном, делают расшифровку изображения сразу двух участков с учетом, что темные тени характеризуют понижения плотности дефектов первого участка и повышения плотности дефектов второго участка, а светлые тени - повышения плотности дефектов первого участка и понижения плотности дефектов второго участка. Так проводят расшифровку результатов контроля других участков изделия.

Определение координат дефектов делают по результирующему изображению двух изображений одного и того же участка, развернутых по отношению друг к другу на 90, по формуле

где h - глубина залегания дефекта;

R - радиус контролируемого изделия;

r - радиус проекции изделия;

α - расстояние от центра темной тени до оси проекции изделия;

b - расстояние от центра светлой тени до оси проекции изделия.

При необходимости уточнения характеристик выявленных дефектов на любом из участков изделия делают это с помощью результирующего изображения, полученного из двух изображений этого участка, сдвинутых на 5 - 10 мм относительно друг друга, При этом темные тени уменьшаемого изображения соответствуют понижениям плотности дефектных участков, а светлые тени - повышениям.

Необходимо отметить, что при использовании вместо негативных позитивных изображений учитывают, что полярность результирующего изображения при этом меняется на обратную.

Предлагаемый способ апробирован в условиях опытного производства на натурных изделиях различных типоразмеров. В качестве аппаратуры и оборудования использовались рентгеновский аппарат РАП 300-5, цифровой рентгеновский интроскоп РИН - 120, специально разработанный на предприятии манипулятор, компьютер. Экспериментальная проверка предложенного способа в опытном производстве на образцах и натурных изделиях подтвердила достаточно хорошую его эффективность по сравнению с прототипом (повышение контрастной чувствительности контроля до 1-1,5% при толщине контролируемого свода порядка 100-150 мм, сокращение времени на расшифровку и анализ изображений, повышение точности определения глубины залегания обнаруженных дефектов).

Опыт применения данного способа позволяет сделать вывод о том, что предложенный способ обеспечивает надежный и качественный рентгеновский контроль большой номенклатуры изделий различных конструкций и типоразмеров. Полученные положительные результаты позволяют сделать вывод о перспективности применения предложенного способа для радиационного контроля изделий и, в частности, зарядов твердого ракетного топлива.

1. Способ радиационного контроля изделий, включающий просвечивание изделия рентгеновским излучением, преобразование прошедшего изделие рентгеновского излучения в видимое негативное или позитивное изображение, представление полученного изображения на экране монитора компьютера и визуальную расшифровку полученного изображения, отличающийся тем, что из полученных негативных изображений просвеченных участков изделия выбирают изображения двух наиболее схожих по конфигурации, например, близлежащих участков, вычитают одно изображение из другого и по полученному результирующему изображению, на котором дефекты первого участка изделия представлены в негативном изображении, а другого - в позитивном, делают расшифровку изображения сразу двух участков с учетом, что темные тени характеризуют понижения плотности дефектов первого участка и повышения плотности дефектов второго участка, а светлые тени повышения плотности дефектов первого участка и понижения плотности дефектов второго участка, при этом определение координат дефектов делают по результирующему изображению двух изображений одного и того же участка, развернутых по отношению друг к другу на 90°, по формуле
,
где h - глубина залегания дефекта;
R - радиус контролируемого изделия;
r - радиус проекции изделия;
а - расстояние от центра темной тени до оси проекции изделия;
b - расстояние от центра светлой тени до оси проекции изделия,
а уточнение характеристик плотности дефектных участков определяют по результирующему изображению двух изображений одного и того же участка изделия, сдвинутых на 5-10 мм относительно друг друга, при этом темные тени уменьшаемого изображения соответствуют понижениям плотности дефектных участков, а светлые тени - повышениям.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании позитивных изображений участков изделия учитывают, что полярность результирующих изображений меняется при этом на обратную по сравнению с негативными изображениями.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области дефектоскопии и может быть использовано при радиографическом контроле сварных соединений. .

Изобретение относится к области дефектоскопии и может быть использовано при радиографическом контроле сварных соединений. .

Изобретение относится к области дефектоскопии и может быть использовано при радиографическом контроле сварных соединений. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля качества цементирования и технического состояния обсадной колоны скважины. .

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

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

Изобретение относится к области дефектоскопии и может быть использовано при радиографическом контроле сварных соединений. .

Изобретение относится к области радиационных неразрушающих методов контроля, основанных на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения, и может быть применено для дефектоскопии сварных и паяных швов, отливок, проката и т.д.

Изобретение относится к области исследования материалов без их разрушения, а именно к радиационной дефектоскопии, точнее к гамма - дефектоскопии. .

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

Изобретение относится к области дефектоскопии и может быть использовано при радиографическом контроле сварных соединений

Изобретение относится к способу изготовления контрольного образца лопатки из композитного материала для эталонирования процесса рентгеновского контроля схожих лопаток

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к автономным самодвижущимся рентгеновским агрегатам, предназначенным для контроля качества кольцевых сварных швов магистральных газо- и нефтепроводов методом просвечивания проникающим излучением, и может быть использовано в энергетической, газодобывающей, нефтедобывающей промышленности, при строительстве газо- и нефтепроводов или их ремонте

Изобретение относится к области радиационных неразрушающих методов контроля, основанных на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения, и может быть применено для дефектоскопии сварных и паяных швов, отливок и т.д

Использование: для радиационной дефектоскопии круговых сварных швов трубчатых элементов. Сущность: заключается в том, что просвечивают рентгеновским излучением кольцевой сварной шов трубчатого элемента, принимают детектором рентгеновское излучение, прошедшее через сварной шов, и преобразуют радиационное изображение сварного шва в радиографический снимок, при этом в качестве источника рентгеновского излучения используют анод рентгеновского аппарата стержневого типа, который вводят в полость трубчатого элемента за плоскость кругового сварного шва, осуществляют рентгеновское излучение, а расположенным снаружи трубчатого элемента детектором рентгеновского излучения осуществляют прием прошедшего через зону кругового сварного шва рентгеновского излучения через вращающийся щелевой коллиматор, щели которого выполнены радиально направленными. Технический результат: повышение достоверности контроля сварных швов трубчатых вварных оболочек, упрощение проведения операции по получению рентгенограмм сварного шва, а также исключение необходимости вращения контролируемой оболочки вокруг излучателя. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: для неразрушающего рентгеновского контроля трубопроводов. Сущность: заключается в том, что выполняют вращение системы позиционирования и перемещения вокруг трубопровода, его просвечивание с помощью установленных на диаметрально-противоположных сторонах системы позиционирования и перемещения рентгеновского источника излучения и приемника излучения, при этом рентгеновский источник излучения устанавливают под углом не более 15 градусов относительно поверхности трубопровода, и при обнаружении дефекта осуществляют изменение угла поворота приемника излучения, относительно поверхности трубопровода, производят повторное просвечивание трубопровода до получения объемного изображения дефекта, и по результатам просвечиваний устанавливают вид, форму и глубину залегания дефекта. Технический результат: повышение качества изображения исследуемого трубопровода, достоверности и точности его контроля. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу изготовления вала для турбины и/или генератора посредством сварного соединения и к валу, изготовленному упомянутым способом. Осуществляют удаление по меньшей мере с одной стороны основной ограничивающей круговой поверхности соответственно одной центральной части соответствующего элемента (5) вала относительно оси вращения (2) для получения соответственно одной открытой полости (11) по меньшей мере в одном цилиндре (3) в пределах оставшегося трубообразного ребра (13). Размещают два элемента (5) вала вдоль оси вращения (2) коаксиально друг другу с образованием полого пространства (15). Получают первый трубчатый кольцевой шов (17) посредством электродуговой сварки в узкий зазор. В одном из двух элементов (5) вала выполняют сквозное отверстие (18) снаружи в полое пространство (15). Осуществляют оценку качества первого трубчатого кольцевого шва (17) изнутри полого пространства (15) во время и/или после сварки посредством введенного через сквозное отверстие (18) в полое пространство (15) воспринимающего устройства (19) или источника (19а) излучения. Таким образом, можно непосредственно регулировать процесс сварки. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для рентгеновского контроля сварных швов цилиндрических изделий. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для рентгеновского контроля сварных швов цилиндрических изделий содержит источник рентгеновского излучения, контролируемое изделие, рентгеновскую пленку, цилиндрическую штангу, закрепленную на торце контролируемого изделия при помощи фланца, два приводных валика, кассету, выполненную в виде двух секторов, причем один из приводных валиков установлен внутри другого валика, при этом устройство снабжено пластиной, жестко закрепленной на внутреннем валике, на противоположном конце которой расположены сектора кассеты, связанные с наружным валиком через шестерни редуктора. Технический результат: обеспечение возможности качественного контроля сварных швов, размещенных в труднодоступных местах. 7 ил.

Использование: для радиоизотопной дефектоскопии кольцевых сварных соединений. Сущность изобретения заключается в том, что просвечивание кольцевого сварного стыка изнутри источником ионизирующего излучения и регистрацию макроструктуры стыка кольцеобразной рентгеновской пленкой, размещенной с внешней стороны объекта в соответствующем ей объеме светозащитного пенала со съемной крышкой, оснащенного центрирующей втулкой компенсатора, сквозное отверстие которой соответствует диаметру перемещаемого в зону контроля излучателя, при этом регистрацию потока излучения, несущего информацию о макроструктуре объекта, осуществляют сканированием через прилегающий к глухому торцу пенала и выполненный из радиационно-непрозрачного материала толщиной до 3 мм с возможностью крутильных колебаний с амплитудой не менее 30° либо вращения относительно оси светозащитного пенала с угловой скоростью от 1 до 2 с-1 решетчатый диск, концентрично и регулярно относительно его геометрической оси перфорированный по торцу сквозными шестигранными отверстиями, оси которых пересекаются с геометрической осью диска в фокальной точке, удаленной на 40 мм от его внешнего торца во внутренней полости объекта контроля, а разделительные перемычки между отверстиями не превышают 0,5 мм при минимальном размере шестигранного отверстия до 2 мм по вписанному внутреннему диаметру. Технический результат: повышение качества получаемых снимков в условиях генерации потока рассеянного излучения конструктивными элементами сложной системы контроля. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Использование: для радиографического контроля сварных соединений. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют просвечивание ионизирующим излучением сварных соединений с установленными на них образцами-имитаторами дефектов и определяют по снимкам тип и размер выявляемых дефектов сварных швов, при этом фиксируют при угловом просвечивании угол α между направлением просвечивания и плоскостью сварного соединения, замеряют на снимке длину проекции Lпр. дефектов типа вытянутых по сечению шва пор и проводят расчет размера этих дефектов по сечению шва Δdсеч. для условия их вертикальной ориентации в плоскости шва, а при нормальном - в направлении плоскости шва просвечивании при невозможности или сложности сравнительных, с использованием образцов-имитаторов дефектов, оценок размера Δdсеч. вертикальных пор осуществляют дополнительное просвечивание сварного соединения под углом к плоскости соединения и проводят аналогичный применяемому при угловом просвечивании расчет размера Δdсеч. на основании фиксируемого значения угла просвечивания α и замеряемого размера проекции Lпр. вертикальной поры на дополнительном снимке. Технический результат: повышение информативности и надежности радиографического контроля сварных соединений. 1 ил.
Наверх