МНОГОСЛОЙНЫЕ СВАРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ И ТРУБЫ

КОНТРОЛЬ КОЛЬЦЕВЫХ ШВОВ МНОГОСЛОЙНЫХ ТРУБ РЕНТГЕНТЕЛЕВИЗИОННЫМ ИНТРОСКОПОМ

Особенностью многослойной трубы является обилие сварных сое­динений. Поэтому, учитывая большую протяженность стыковых коль­цевых швов многослойных труб (27 м) и поточное производство,- принято решение контролировать их рентгентелевизионным
методом с использованием интроско - па РИ-60 ТЭ.

При контроле кольцевых сварных соединений труб необходимо установить не только значение порога обнаруже­ния (чувствительность интроскопа) и его пределы, но пригодность изображе­ния для оценки качества сварного сое­динения. Нами экспериментально опре­делена зависимость порога обнаружения

,от толщины трубы и подобранного оп - Зависимость порога обнаруже - г пх/тт

ния дефектов от толщины конт - тимального режима аппарата РУП ролируемой стали. 150/300. Определялся порог обнаруже­

ния по изображению канавки дефекто - метра (ГОСТ 7512—75) наименьшей глубины, видимой на экране ви - деоконтрольного устройства, и вычислялся по формуле

К - тТТ 100 %- (1>

где L — толщина металла сварного соединения в зоне контроля и установки дефектометра; hL— наименьшая глубина канавки дефекто - метра, видимой на экране видеоконтрольного устройства, мм; h — толщина дефектометра, мм.

Результаты экспериментальных исследований показаны на рисун­ке. Порог обнаружения составляет 3,8 % от толщины контролируе­мого материала. Как видно, минимальный порог обнаружения на­ходится в пределах толщины 12—36 мм по стали, т. е. для них выяв­ляются наиболее мелкие дефекты. При толщине свыше 36 мм порог обнаружения увеличивается и становится больше 4 %. С целью уменьшения порога обнаружения для стали толщиной свяше 36 мм необходимо использовать источник ионизирующего излучения с более высокими параметрами.

Время просмотра всех участков сварного соединения зависит от скорости перемещения сварного соединения перед экраном преобра­зователя. Эта скорость ограничивается инерцией зрения оператора и устройств преобразования излучения в видимый свет.

Инерционность зрения характеризуется временем, за которое ощущение яркости S убывает в е раз, причем оно через время t после исчезновения светящегося источника подчиняется соотношению

S = S0e~W.

Порог обнаружения, определяемый для движущихся объектов4 называется динамическим [1, 2] и записывается в виде

(т),-(т),(їттег ттг - (3>

(1-е

где — статический порог обнаружения; I—ширина дефекта,

6

Т

см; v — скорость перемещения контролируемого кольцевого сварно­
го соединения перед экраном преобразователя, см/с; 0 — время инерции радиационно-интроскопической системы.

Из (3) следует, что при движении контролируемого сварного соеди­нения перед экраном преобразователя динамический порог обнару­жения изменяется по сравнению со статистическим, благодаря двум конкурирующим процессам. С одной стороны, происходит удлинение изображения, что снижает пороговый контраст зрения и улучшает чувствительность метода, с другой — пороговый контраст увеличи­вается благодаря размытию изображения дефекта, что ухудшает чув­ствительность и увеличивает порог обнаружения. Последнее является превалирующим, и чувствительность метода, как правило, ухуд­шается при движении контролируемого сварного соединения, причем тем больше, чем выше скорость объекта и инерционность радиацион­ного интроскопа.

Используя выражение (3), можно оценить скорость перемещения дефекта, при которой порог обнаружения увеличивается в заданное число раз. Полагая для простоты, что уширение изображения дефекта не происходит, т. е. I + v 0 — I, из (3) найдем

(4)

порога обнаружения. Принимая

во внимание только инерционность экрана видеоконтрольного устрой­ства, оценим скорость перемещения контролируемого сварного со­единения v, при которой Р<;1,5, т. е. порог обнаружения увели­чится (чувствительность ухудшится) не более чем в 1,5 раза и будет составлять 6 % от толщины контролируемого сварного соединения.

Для стандартных экранов ВКУ [3] через t = 0,05 с после прекра­щения возбуждения яркость составит 7 % от яркости в период воз­буждения.

Так как затухание происходит по экспоненциальному закону,

то

-4- = 0,07 = е-»'05'0, * ^0

откуда 0 = 0,019 с.

Дефект, видимый глазом на экране ВКУ, равен 0,5 мм. Из выраже­ния (4) получаем, что v ^ 1,45 м/мин. С учетом инерционности дру­гих звеньев радиационного интроскопа скорость перемещения конт­ролируемой трубы при том же увеличении порога обнаружения долж­на быть еще меньше. Поэтому скорость контроля выбирается в зави­симости от минимального обнаруживаемого дефекта.

Согласно техническим условиям минимальный допустимый размер поры многослойных труб составляет 3,2 мм. Анализ результатов рент­генографического контроля опытных образцов труб показывает*

что приблизительно 90 % дефектов — поры. Выявляя такие дефекты,, из аналогичных расчетов можно получить, что скорость рентгенте - левизионного контроля с помощью установки РИ 60 ТЭ не должна превышать 9 м/мин. При скорости контроля 2 м/мин можно выявить отдельные поры кольцевых сварных соединений с размерами более 3,2 мм и порогом обнаружения 6 %. При обнаружении указанных выше дефектов с порогом 4 % скорость контроля может достигать 2 м/мин.

Таким образом, учитывая большую скорость контроля и возмож­ность получения достоверной информации, рентгенотелевизионные системы нашли широкое применение в трубосварочном производстве. В настоящее время подобные системы обеспечивают контроль при скорости 2 м/мин.