Эффективность применения бетатронов в дефектоскопии Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА Том 213 _ 1972

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БЕТАТРОНОВ В ДЕФЕКТОСКОПИИ

В. А. БЕРДОНОСОВ, В. А. ВОРОБЬЕВ, В. И. ГОРБУНОВ, А. В. ПОКРОВСКИИ

Использование бетатронов как источников излучения в практике радиационной дефектоскопии [1, 2, 7] требует рационального выбора типов бетатронов для различных диапазонов толщин контролируемых материалов, что может быть сделано только на основе комплексного исследования эффективности использования установок этого типа для целей просвечивания.

В основу оценки эффективности нами положены следующие основные показатели: чувствительность, производительность контроля и затраты «а просвечивание. Кроме того, учитываются: степень механизации и автоматизации процесса контроля, вес, габариты, конструкция бетатронов ,и дефектоскопов, надежность работы и простота обслуживания, специфика контроля.

Данные по чувствительности просвечивания стали излучением от бетатронов 9,15 и 25 Мэв при искусственных дефектах и виде прямоугольных канавок, обращенных в пленке, взятые за основу при выборе диапазонов толщин, »сходя из заданного уровня чувствительности, приведены в табл. 1.

Таблица 1

Тип бетатронов

Толщина стали, мм Б-9 Б-15 Б-25

50 1,1 1,25 1,4

100 0,89 0.95 1,12

150 0,9 0,85 0,92

200 1,08 0,93 0,83

Производительность контроля определяется отношением проконтролированной площади к полному времени просвечивания:

О)

Т

Т

пр

пр

(2)

где ¿э — время экспозиции, а вспомогательное время является суммой-

t ='s?t■ ''ВСП. ¿д Ь р

«=1

где ¿1 — время установки и съема изделия,

¿2 — время, необходимое для подготовки реактивов,

—время, необходимое для обработки одного снимка, /4 — время установки и съема рентгенокассет и дефектометров,

(3)

4. Заказ 5059.

49

ts — время, необходимое для оценки снимка,

¿6 — время, необходимое для перемещения изделия (источ-ника излучения) для производства нового снимка,

/7 — время подготовки бетатрона для просвечивания.

Если на контроль изделия требуется п экспозиций, то выражение (2) можно записать в виде:

Тпр ~7\ + [*э + (/< + гб).* + г„].я, (4)

где к — число снимков на экспозицию.

Учитывая, что не все слагамые формулы (3) зависят от процесса контроля и некоторые операции проводятся параллельно, можно записать:

Tl = tl + t2 + 2t3 + t4. (5)

Согласно опыту просвечивания на одном из котельных заводов Tj = 26 -н 28 мин-, ¿4 + ¿5 + ¿0 при к = 1 составляет 10 -н 12 мин. Тогда выражение для производительности контроля можно записать:

W =---; (6)

Р (26-*-28)+ [¿, + (10-*-12]]-я

при п = 1:

Гр ----. (7)

(26 н- 28) + [¿э + (10 -и 12) J

Для определения производительности по формуле (7) рассчитаны фокусные расстояния, обеспечивающие максимум производительности радиографического контроля для плоских изделий, когда контроль ведется по площади (производительность пропорциональна квадрату фокусного расстояния), и для случая, когда изделия контролируются в одном направлении (швы сварных соединений), при этом производительность пропорциональна фокусному расстоянию.

Результаты расчета приведены на рис. 1 (контроль плоских изделий) и рис. 2 (контроль сварных швов). Как видно на рис. 1, для всех бетатронов на малых толщинах наблюдается быстрый рост производительности, объясняющийся незначительным на этих толщинах временем экспозиции, t BQn — const и ростом поля облучения пропорционально квадрату фокусного расстояния. С увеличением фокусного расстояния наблюдается стремление производительности к насыщению, причем, чем выше энергия излучения, тем при больших фокусных расстояниях наблюдается максимум производительности.

Представленные на рис. 2 зависимости производительности контроля от фокусного расстояния Wp = f (F) для бетатронов 9,15 и 25 Мэв имеют явно выраженный максимум, определяющий для данной толщины стали и энергии бетатрона оптимальное фокусное расстояние. В табл. 2 приведены для двух указанных случаев просвечивания оптимальные фокусы.

Наряду с производительностью контроля при анализе эффективности нами проведен расчет стоимости контроля 1 м2 для радиографии при использовании указанных бетатронов [8].

Из зависимости чувствительности (табл. 1) и производительности контроля (рис. 1, 2), [8], а также затрат на просвечивание, учитывая габариты и вес бетатронов, надежность и простоту обслуживания, можно рекомендовать при радиографировании следующие бетатроны в диапазонах толщин по стали: 9 Мэв (70 -н 160 мм), 15 Мэв (100 -г- 130 мм), 25 Мэв (120 220 мм).

В заключение следует указать, что вопросы эффективности, рассмотренные в данной статье, позволяют выработать рекомендации

по комплексному выбору типов бетатронов, методов и средств радиационного контроля в различных отраслях промышленности, хотя еще

Таблица 2

Эффективность применения бетатронов в дефектоскопии

Максимальная энергия тормозного излучения, Мэв Толщина стали, мм Примечание

50 100 150 200 250 300 350

9 15 25 3.4 3,7 6.5 2,9 3,7 6,5 2,1 3,2 6,5 1.5 2,8 5,5 0,9 2,3 4,5 1,3 2,8 1,7 Контроль ведется по площади

9 1,6 1,1 0,6 0,6 0,9 Контроль

15 2,9 2,4 1,6 1,3 0,9 сварных

25 5,5 5,5 3,7 2,8 2,2 1,5 1,0 швов

12 3 4 5 8 7 & 3 Ю .

Фокусное расстояние , м

Рис. 1. Зависимость производительности радиографического контроля от фокусного расстояния для бетатронов 9,15 и 25 Мэв (контроль плоских

изделий)

не учитывают эффективность от ликвидации последствий аварий при эксплуатации продукции. Эта задача в настоящее время решается нами применительно к продукции энергомашиностроения.

4*. 51

§

\

Г

*

С} 1С

о £

$

о

я

'<0 о

о £

10 3

е

10

£ е

4

10" в 6 4

Ю

----

- г -

-л«*

/ — -- -100 мм "гоо мм »53 мм

и_____,/

^----

»" №

__Л _

7/ •»г4

....../-...Ч |

■ -ун—

1 1

. V 1 .....

.. 1 _ — _ _

* 300 мм

. ЙЙ*.

1- -ч

* \

Еч

!

1 р5^

■ ... ' 1 -^^ц. 1

|..........

! • 300мм

-н - -250 мм

1

(

.... ., 1

------1--

I Сгпаль

г

I

- 9 мэ8 — 15 М.эЯ

—

----25мэ8

Г

Фо*у сио е

Рис. 2. Зависимость производительности фокусного расстояния для

а

м

1С

расстояние

радиографического контроля от бетатронов 9,15 и 25 Мэв (контроль сварных швов)

ЛИТЕРАТУРА

1. Электронные усилители. Труды V межвузовской конференции, М., 1966.

2. А. А. Воробьев, В. И. Горбунов, В. А. Воробьев, Г. В. Титов. Бе-татронная дефектоскопия материалов и изделий, Атомиздат, М., 1965.

3. В. С. Соколов. Дефектоскопия материалов. Госэпергоиздат, М., 1961.

4. В. А. Бердо носов, В. А. Воробьев, А. В. Покровский. Сварочное производство, 1968, № 11, 32.

5. Промышленная радиография под ред. Уайтшайра, Атомиздат, М., 1960.

6. Неразрушающие испытания (справочник) под ред. Р. Мак-Мастера, М,—«П., 1965.

7. Неразрушающие методы контроля материалов и изделий, ОНТИПРИБОР, М„ 1964.

8. В. А. Воробьев, В. И. Горбунов, А. В. Покровский. Дефектоскопия, 1967, № 1, 93.

9. В. И. Постников. Методика определения эффективности применения радиоактивных изотопов, М., Атомиздат, 1964.

10. В. А. Б ер до но со в, О. Ф. Б у л а е в, В. И. Горбунов, Г. В. Титов. Труды 1-й межвузовской конференции по радиационным методам контроля, ■ОНТИПРИБОР (в печати).