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Verfahren zur Untersuchung von Hohlkörpern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung von Hohlkörpern, insbesondere von Rohren, auf das Ausmass und die Tiefe von Korrosionen bzw. die Güte von Schweissnahtverbindungen, bei wel- chem in den Hohlraum des Hohlkörpers ein radioaktives Präparat eingebracht und die von diesem Prä- parat ausgehende Strahlung aufgefangen und gemessen wird, wobei aus der Änderung des Messwertes auf die durch die Korrosion bedingte Änderung der Wandstärke bzw. Schweissverbindung zurückgeschlossen wird.
Es ist bereits ein Prüfungsverfahren für durchgehende Löcher und Risse bekannt ; dabei werden in den
Rissen radioaktive Substanzen eingelagert. Das Werkstück wird zu diesem Zweck in einer radioaktiven
Lösung gebadet, dann getrocknet, einer Oberflächenbehandlung unterzogen und dann die durch die in den Rissen eingelagerten Substanzen hervorgerufene Radioaktivität gemessen. Die Messung erfolgt an der
Seite des Werkstückes, in der sich die Risse befinden. Es können hier allerdings nur Werkstücke mit ein- fachen geometrischen Formen untersucht werden.
Ferner ist es bekannt, Gamma-Strahlen zur Untersuchung von Werkstücken zu verwenden, als Strah" lenempfänger werden hiebei Zählkammern verwendet.
Erfindungsgemäss wird nun vorgeschlagen, dass ein flüssiges oder gasförmiges radioaktives Medium unmittelbar in den Hohlraum des zu untersuchenden Körpers eingefüllt wird. Mit Hilfe der Erfindung können Werkstücke auch komplizierterer geometrischer Formen untersucht werden. Durch die Verwendung der durch die Wand hindurchtretenden Strahlung kann die Prüfung wesentlich einfacher erfolgen.
An Hand der Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise beschrieben. Die Fig. l und 2 zeigen je einen zu untersuchenden Hohlkörper. Fig. 3 zeigt den Querschnitt eines Wandteiles mit einer Korrosionsstelle. Fig. 4 gibt ein zur Fig. 3 gehöriges Diagramm wieder. Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen einen Vergleichskörper sowie eine dazugehörige Vergleichsaufnahme.
In der Fig. l ist ein U-förmig gebogenes Rohr 1 dargestellt, wobei z. B. untersucht werden soll, ob in der Wandung 2 - des Rohres 1 Korrosionsstellen vorhanden sind oder nicht. Zu diesem Zweck wird ein radioaktives Medium 3, dem zweckmässigerweise ein Korrosionsschutzmittel zugesetzt ist, in das Rohr 1 eingefüllt. Die durch die Wandung hindurchtretende Strahlung wird z. B. gemäss Fig. l von einem um das Rohr gewickelten Film 4 aufgefangen. Aus Schwärzungsunterschieden des Filmes kann dann geschlossen werden, ob Korrosionsstellen in den betreffenden Wandungsteilen vorhanden sind oder nicht. Die Untersuchung kann auch mit andern Strahlungsdetektoren z. B. Szintillationszählern durchgeführt werden.
In der Fig. 2 wird die Wandung 2 des Rohres 1 mittels eines Fühlers 5 abgetastet, wobei die aufgefangene Strahlung einer Impulszähleinrichtung 6 zugeführt wird. Die Fig. 3 zeigt einen Querschnitt eines Wandabschnittes 2 in dessen Innerem sich eine Korrosionsstelle 7 befindet. In der Fig. 4 ist das entsprechende Schwärzungsdiagramm dargestellt. Hiebei ist auf der Ordinate der Schwärzungsgrad S und auf der Abszisse die Länge 1 des Körpers dargestellt. Man sieht deutlich, dass dieKorrosionsstelle durch eine grosseschwärzung 8 abgebildet wird. Es ist selbstverständlich möglich, den Kontrast verstärkende Mittel zu verwenden. Mit dem vorliegenden Verfahren kann nicht nur
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das Vorhandensein von Korrosionsstellen festgestellt werden, sondern es können auch Schweissstellen an Hohlkörpern untersucht werden, z.
B. ob in ihnen Risse enthalten sind. Eine andere Verwendung des vorliegenden Verfahrens ist die Feststellung von Körpern und/oder Materien in Hohlkörpern, z. B. die Nadein in einem Nadelventil. Auch ist es möglich, mit Hilfe dieses Verfahrens wie weiter unten beschrieben werden wird, quantitative Dickenmessungen an Hohlkörpern vorzunehmen, oder im Inneren des Hohlkörpers befindliche Körper bzw. Materie festzustellen.
Als radioaktives Medium zur Einfüllung in die Hohlkörper eignen sich sowohl Gase (Kr - 85 oder Xe - 133) als auch Flüssigkeiten. Als Flüssigkeiten verwendet man in geeigneterweise radioaktive Lösungen, wobei die Durchdringungsfähigkeit der Strahlung durch entsprechende Auswahl des oder der verwendetenRadionuklide der Dicke und der Materialeigenschaft des durchstrahlten Körpers angepasst werden kann.
Hiebei zeigte sich eine Ho-166 enthaltende wässerige Lösung oder andere aktivierte seltene Erden als sehr gut geeignet. Diese Ho-Lösung bietet folgende Vorteile :
1. Kontrastreiche Abbildung der physikalischen Unterschiede der Wandungsteile infolge derWeich- heit der Strahlung und des komplexen Spektrums der Quelle,
2. hohe Aktivierbarkeit,
3. billiges Ausgangsmaterial,
4. ausreichend kurze Halbwertzeit, so dass nach Beendigung der Untersuchung keine Verseuchung der Fabrikseinrichtung zurückbleibt.
5. einfacher Strahlenschutz infolge der leichten Abschirmbarkeit (3 mm Fe absorbieren bereits 80goo der Strahlungsintensität).
Die wässerige Lösung des Ho-166 bietet auch die Möglichkeit Wandstärken innerhalb eines ziemlich grossen Dickenbereiches quantitativ zu messen, sofern y-spektroskopische Messungen überhaupt möglich sind. Man bestimmt dabei die Veränderung der relativen Peakhöhe der einzelnen y-Linien des strahlen- den Mediums. Das Ho hat mehrere niederenergetische y-Linien und das Mass der Absorption der einzel- nen Linien gibt dann ein Mass für dieWandstärke. Als Strahlungsdetektor kann z. B. auch ein photograplii- scher Film verwendet werden. Da der Film aus physikalischen Gründen für weichere Linien empfindlicher ist als für härtere Linien, werden die weicheren Linien eine stärkere Schwärzung hervorrufen.
Bei einem dünnen Wandmaterial des Hohlkörpers werden die weichen Linien neben den harten Linien durch die Wand hindurchtreten. Aus der Stärke der Schwärzung der weichen Linien kann dann auf die Dicke rückgeschlossen werden. Bei einer dicken Wand werden nur die harten Linien durch die Wand hindurchgehen, wobei dann hier auf Grund dieser Linien auf dieDicke desWandungsteiles zurückgeschlossen werden kann.
Es ist aber auch möglich, die Dickenmessung nur auf Grund der normalen Schwärzung eines Filmes festzustellen. Zu diesem Zweck werden in einen Normkörper 10 Ausnehmungen 11-14 bestimmter verschiedener Tiefe angeordnet und der Schwärzungsgrad der durchtretenden Strahlung durch den Körper 10, der im allgemeinen eineWandstärke 9 aufw eist, für die einzelnen Ausnehmungen bestimmt.
An der Stelle der Ausnehmungen liegen verschiedene bestimmte mittlere Wandstärken vor, die kleiner sind als die Wandstärke 9. Die Schwärzungen 15-18 dienen dann als Vergleichswert für die zu bestimmende Wandstärke eines Prüflings. An Stelle des photographischen Filmes können auch andere energieauflösende Strahlungsdetektoren verwendet werden.
Das vorliegende Verfahren eignet sich insbesondere zur Feststellung von Korrosionsstellen in Rohrschlangen (Überhitzerpakete), zur Schweissnahtprüfung, zur Dickenbestimmung von Hohlkörpern, Rissprüfungen, Untersuchungen von Sedimentierungen. Es können damit auch Rostablagerungen, chemische Ablagerungen u. dgl. festgestellt werden. Statt gasförmigen oder flüssigen Medien können auch sich wie diese Medien verhaltende pulverförmige Medien verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Untersuchung von Hohlkörpern, insbesondere von Rohren, auf das Ausmass und die Tiefe von Korrosionen bzw. die Güte von Schweissnahtverbindungen, bei welchem in den Hohlraum des Hohlkörpers ein radioaktives Präparat eingebracht und die von diesem Präparat ausgehende Strahlung aufgefangen und gemessen wird, wobei aus der Änderung des Messwertes auf die durch die Korrosion bedingte Änderung derWandstärke bzw. Schweissverbindung zurückgeschlossen wird, dadurch gekennzeich- n et, dass ein flüssiges oder gasförmiges radioaktives Medium unmittelbar in den Hohlraum des zu untersuchenden Körpers eingefüllt wird.