RU2392610C1 - Method for radiation control of object status - Google Patents
Method for radiation control of object status Download PDFInfo
- Publication number
- RU2392610C1 RU2392610C1 RU2009120128/28A RU2009120128A RU2392610C1 RU 2392610 C1 RU2392610 C1 RU 2392610C1 RU 2009120128/28 A RU2009120128/28 A RU 2009120128/28A RU 2009120128 A RU2009120128 A RU 2009120128A RU 2392610 C1 RU2392610 C1 RU 2392610C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- intensity
- transmission
- detector
- ray
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, а именно к области радиационной дефектоскопии с использованием рентгеновского или гамма-излучения.The invention relates to non-destructive testing methods, namely to the field of radiation defectoscopy using x-ray or gamma radiation.
Известен способ рентгеновской дефектоскопии, включающий просвечивание объекта, в том числе и сложной формы, рентгеновскими лучами и регистрацию результата на рентгеновской фотопленке с ее последующим проявлением (Румянцев С.В. «Радиационная дефектоскопия». - М.: АТОМИЗДАТ, 1974 г., с.510) - аналог.A known method of X-ray flaw detection, including the transmission of an object, including complex shape, X-rays and recording the result on an X-ray film with its subsequent manifestation (Rumyantsev SV "Radiation defectoscopy." - M .: ATOMIZDAT, 1974, p. .510) - an analogue.
В соответствии с известным способом-признаком дефекта является наличие на пленке участков («пятен») с повышенной или пониженной оптической плотностью по сравнению с оптической плотностью изображения бездефектной части объекта. При этом считается, что участки с повышенной оптической плотностью (более темные на пленке) соответствуют порам, трещинам и другим дефектам. Недостатком известного решения является то, что данный способ не учитывает возможности появления темных пятен по причине, не связанной с металлургическими дефектами, а именно благодаря явлению дифракции при проведении просвечивания.In accordance with the known method, a sign of a defect is the presence on the film of areas ("spots") with increased or decreased optical density compared with the optical density of the image of the defect-free part of the object. In this case, it is believed that areas with increased optical density (darker on the film) correspond to pores, cracks, and other defects. A disadvantage of the known solution is that this method does not take into account the possibility of dark spots for a reason not related to metallurgical defects, namely, due to the diffraction phenomenon during transmission.
Известен способ неразрушающего контроля состояния объекта, который включает повторную рентгеновскую съемку объекта, в процессе которого детектор, в частности кассету с рентгеновской пленкой, приводят в непосредственный контакт с объектом контроля. Заключение о наличии или отсутствии дефектов делают после сопоставления двух снимков. При повторном просвечивании положение объекта относительно источника излучения неизменно, а кассету с пленкой перемещают до непосредственного контакта ее с участком объекта, где выявлены пятна с повышенной оптической плотностью (патент РФ №2304766, G01N 23/18, публикация 2007.08.20) - прототип.A known method of non-destructive monitoring of the state of an object, which includes repeated x-ray photography of the object, during which the detector, in particular the cassette with the x-ray film, is brought into direct contact with the control object. The conclusion about the presence or absence of defects is made after comparing two images. When re-illuminated, the position of the object relative to the radiation source is unchanged, and the cassette with the film is moved until it is in direct contact with the site of the object where spots with high optical density are detected (RF patent No. 2304766, G01N 23/18, publication 2007.08.20) - prototype.
Недостатком известного способа является его ограниченная сфера применения, например известное решение не может быть с необходимой достоверностью использовано в случае, если объект имеет сложную геометрическую форму, исключающую контакт кассеты с контролируемым участком изделия.A disadvantage of the known method is its limited scope, for example, the known solution cannot be used with the necessary reliability if the object has a complex geometric shape that excludes the contact of the cartridge with a controlled section of the product.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение достоверности результатов радиационного контроля для объектов, в том числе и сложной формы.The technical result, to which the claimed invention is directed, is to increase the reliability of the results of radiation monitoring for objects, including complex shapes.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе радиационного контроля состояния объекта, включающем его просвечивание рентгеновским или гамма-излучением, регистрацию распределения интенсивности прошедшего сквозь объект излучения с помощью детектора, обработку результатов просвечивания и оценку наличия дефектов в объекте контроля и повторное просвечивание, для повышения достоверности контроля осуществляют повторное просвечивание объекта контроля при измененном на величину от 0,5 до 10° угле падения на него пучка излучения, регистрируют интенсивность при повторном просвечивании, сопоставляют распределение по поверхности детектора интенсивности прошедшего излучения при обеих съемках, по которому и оценивают наличие или отсутствие дефектов в объекте, на основе соответственно совпадения или несовпадения расположения участков повышенной интенсивности.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of radiation monitoring the state of the object, including its transmission by X-ray or gamma radiation, registration of the distribution of the intensity of the radiation transmitted through the object using a detector, processing of the transmission results and assessment of the presence of defects in the monitoring object and repeated transmission, to increase the reliability of the control is repeated transmission of the test object at a change in the angle of incidence of the beam of radiation on it from 0.5 to 10 ° values, record the intensity during repeated transmission, compare the distribution of the transmitted radiation intensity over the surface of the detector during both surveys, by which the presence or absence of defects in the object is estimated based on the coincidence or mismatch of the location of the areas of increased intensity.
В заявляемом способе изменение угла падения пучка излучения на объект контроля на величину до 10° могут осуществлять перемещением объекта контроля на 1-30 мм от первоначального положения, а в качестве детектора может быть использована, в частности, кассета с рентгеновской пленкой или пленка с рентгеночуствительным «фосфорным» покрытием.In the inventive method, a change in the angle of incidence of the radiation beam on the test object by up to 10 ° can be carried out by moving the test object by 1-30 mm from its original position, and, in particular, a cassette with an x-ray film or a film with an x-ray sensitive can be used as a detector " phosphoric coating.
В способе оценку наличия дефектов в объекте контроля могут осуществлять на основании совпадения относительного расположения участков повышенной интенсивности по результатам обоих просвечиваний.In the method, the assessment of the presence of defects in the control object can be carried out based on the coincidence of the relative location of the areas of high intensity according to the results of both transmissions.
Способ основан на следующем. При напряжении на рентгеновской трубке в пределах U=40-400 кВ, используемом обычно для целей дефектоскопии, длина волны, соответствующая максимальной интенсивности излучения, составляет λ~1,24×1,5/U нм, или λ~0,05-0,005 нм, а с учетом дисперсии спектра λ~0,1-0,003 нм. При обычных для большинства материалов периодах кристаллической решетки а=0,25-0,5 нм наиболее интенсивные дифракционные отражения рентгеновских волн происходят от кристаллографических плоскостей с расстояниями между ними d/n~0,15-0,25 нм.The method is based on the following. When the voltage on the x-ray tube in the range U = 40-400 kV, usually used for flaw detection purposes, the wavelength corresponding to the maximum radiation intensity is λ ~ 1.24 × 1.5 / U nm, or λ ~ 0.05-0.005 nm, and taking into account the dispersion of the spectrum λ ~ 0.1-0.003 nm. For crystalline lattice periods a = 0.25-0.5 nm, which are usual for most materials, the most intense diffraction reflections of X-ray waves come from crystallographic planes with distances between them d / n ~ 0.15-0.25 nm.
Отклонение дифрагированных (отраженных) лучей 20 от первичного пучка описывается уравнением Вульфа-Брэггов θ=(arcsin(λ/2/(d/n)), или при малых углах 2θ=λ/(d/n). При указанных выше значениях λ и d/n эти углы составляют в большинстве случаев от 1 до 20°, причем самые интенсивные отражения имеют место при интервале 1-5°. Одновременно должно выполняться и другое геометрическое условие дифракции: углы первичного и отраженного лучей к отражающей плоскости должны быть равны и лежать в одной плоскости с нормалью к отражающей плоскости. Дифракционная ширина отражения определяется совершенством кристаллической решетки и обычно не превышает 1-1,5°.The deviation of the diffracted (reflected) rays 20 from the primary beam is described by the Wulf-Bragg equation θ = (arcsin (λ / 2 / (d / n)), or at small angles 2θ = λ / (d / n). For the above values of λ and d / n, these angles are in most cases from 1 to 20 °, and the most intense reflections occur in the range of 1-5 °. At the same time, another geometric diffraction condition must be fulfilled: the angles of the primary and reflected rays to the reflecting plane must be equal and lie in the same plane as the normal to the reflecting plane. Phenomenon is determined by the perfection of the crystal lattice and usually does not exceed 1-1.5 °.
Дифракционные пятна на рентгеновском снимке формируются отражениями от кристаллографических плоскостей каждого отдельного зерна и имеют размеры порядка размеров зерен. Это и служит причиной ошибок, так как дефекты (поры и др.) часто имеют те же размеры ~0,1-1 мм. Поскольку в облучаемом объеме объекта содержится множество зерен, дифракционные пятна от достаточно крупнозернистого объекта (особенно при рентгеноконтроле литых деталей) образуют хаотическую картину, причем каждому из них соответствует свои длина волны и угол отражения.X-ray diffraction spots are formed by reflections from the crystallographic planes of each individual grain and have sizes on the order of grain sizes. This is the cause of errors, since defects (pores, etc.) often have the same dimensions of ~ 0.1-1 mm. Since the irradiated volume of the object contains many grains, diffraction spots from a sufficiently coarse-grained object (especially during X-ray inspection of molten parts) form a chaotic picture, each of which has its own wavelength and angle of reflection.
Если, как предлагается в заявляемом решении, изменить направление первичного рентгеновского пучка относительно объекта на некоторый угол, условия дифракции изменятся, при этом полученные ранее дифракционные пятна исчезнут (погаснут) и возникнут новые - под другими углами, в общем сформированные компонентами первичного пучка с другими длинами волн и отраженные от других кристаллографических плоскостей. Соответственно кардинально поменяется взаимное расположение пятен, а также их положение относительно геометрических элементов контролируемого изделия.If, as proposed in the claimed solution, the direction of the primary X-ray beam relative to the object is changed by a certain angle, the diffraction conditions change, while the previously obtained diffraction spots disappear (go out) and new ones appear at different angles, generally formed by the components of the primary beam with different lengths waves and reflected from other crystallographic planes. Accordingly, the mutual arrangement of spots, as well as their position relative to the geometric elements of the controlled product, will radically change.
Заявленный диапазон изменения угла падения пучка излучения на объект обусловлен, с одной стороны, дифракционной шириной отражения: угол должен быть достаточно большим (не менее 1°), чтобы вывести из отражающего положения одни зерна и(или) одни кристаллографические плоскости этих зерен и ввести в отражающее положение другие зерна и плоскости. С другой стороны, угол не должен быть слишком большим, чтобы не вызвать геометрических искажений объекта на снимке. Граница диапазона зависит от геометрии контролируемого объекта и, как правило, не превышает 10°, причем в заявляемом способе расположение детектора (кассеты с пленкой) относительно объекта остается неизменным, в отличие от решения, принятого за прототип.The claimed range of variation of the angle of incidence of the radiation beam on the object is due, on the one hand, to the diffraction width of the reflection: the angle must be large enough (at least 1 °) to remove only grains and (or) some crystallographic planes of these grains from the reflecting position and introduce reflective position of other grains and planes. On the other hand, the angle should not be too large so as not to cause geometric distortions of the object in the picture. The range boundary depends on the geometry of the controlled object and, as a rule, does not exceed 10 °, and in the claimed method, the location of the detector (film cassette) relative to the object remains unchanged, in contrast to the decision adopted for the prototype.
Пример конкретного выполненияConcrete example
Рентгеноконтролю подвергается блок сопловых лопаток турбины, отлитый из жаропрочного сплава ЧС104, участок - зацеп большой полки блока при расстоянии между поверхностью отливки и кассетой ~25 мм. Снимки сделаны дважды со смещением отливки относительно первичного рентгеновского пучка на расстояние 30 мм при фокусном расстоянии 1300 мм, что соответствует изменению угла 30×57,4/1300=1,3°. На изображении отливки (условно показано двумя жирными линиями) наблюдается множество темных пятен на обоих снимках, однако расположение пятен на этих снимках не совпадает, что свидетельствует об отсутствии реальных дефектов. Дифракционные пятна от одного зерна расположены вдоль эллипсов, каждый из которых соответствует определенной зоне кристаллографических плоскостей. В целом дифракция от множества зерен образует хаотическую картину. Схема эксперимента приведена на фиг.1 и 2, где вертикальная длинная стрелка схематично изображает рентгеновский пучок, а короткие наклонные стрелки указывают направления дифрагированных пучков. Полученный результат был проверен с использованием метода разрушающего контроля, а именно металлографического исследования, по результатам которого сделано заключение, что в исследуемом объекте реальные дефекты отсутствуют.The block of turbine nozzle blades, cast from the heat-resistant alloy ChS104, undergoes X-ray control; the section is the hook of the large block shelf at a distance between the casting surface and the cartridge of ~ 25 mm. Pictures were taken twice with the casting displaced relative to the primary x-ray beam by a distance of 30 mm at a focal length of 1300 mm, which corresponds to a change in the angle of 30 × 57.4 / 1300 = 1.3 °. In the image of the casting (conventionally shown by two bold lines), there are many dark spots in both images, however, the location of the spots in these images does not coincide, which indicates the absence of real defects. Diffraction spots from one grain are located along ellipses, each of which corresponds to a certain zone of crystallographic planes. In general, diffraction from many grains forms a chaotic picture. The experimental design is shown in FIGS. 1 and 2, where the vertical long arrow schematically depicts an X-ray beam, and the short inclined arrows indicate the directions of the diffracted beams. The result was verified using the method of destructive testing, namely, a metallographic study, based on which it was concluded that there were no real defects in the object under study.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009120128/28A RU2392610C1 (en) | 2009-05-28 | 2009-05-28 | Method for radiation control of object status |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009120128/28A RU2392610C1 (en) | 2009-05-28 | 2009-05-28 | Method for radiation control of object status |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2392610C1 true RU2392610C1 (en) | 2010-06-20 |
Family
ID=42682871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009120128/28A RU2392610C1 (en) | 2009-05-28 | 2009-05-28 | Method for radiation control of object status |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2392610C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2718406C1 (en) * | 2019-08-26 | 2020-04-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method for x-ray inspection of article internal structure |
RU2815195C1 (en) * | 2023-08-11 | 2024-03-12 | Олег Николаевич Будадин | Method for automated x-ray inspection of products of complex shape and device for its implementation |
-
2009
- 2009-05-28 RU RU2009120128/28A patent/RU2392610C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2718406C1 (en) * | 2019-08-26 | 2020-04-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method for x-ray inspection of article internal structure |
RU2815195C1 (en) * | 2023-08-11 | 2024-03-12 | Олег Николаевич Будадин | Method for automated x-ray inspection of products of complex shape and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7511293B2 (en) | Scatterometer having a computer system that reads data from selected pixels of the sensor array | |
KR102152487B1 (en) | Methods and apparatus for measuring semiconductor device overlay using x-ray metrology | |
WO2016194939A1 (en) | Apparatus for inspecting shape of metal body, and method for inspecting shape of metal body | |
US6873680B2 (en) | Method and apparatus for detecting defects using digital radiography | |
JP2010071722A (en) | Method and device for inspecting unevenness flaws | |
JP6230618B2 (en) | Apparatus and method for surface mapping using in-plane oblique incidence diffraction | |
JP4486320B2 (en) | Sensor alignment method in three-dimensional measurement system | |
JP5279280B2 (en) | Shape measuring device | |
JP4692754B2 (en) | Light scattering observation device | |
RU2392610C1 (en) | Method for radiation control of object status | |
JP4707506B2 (en) | Method for detecting cracks in structural members | |
JP3746433B2 (en) | Glass product manufacturing method and manufacturing apparatus | |
JP2019158820A (en) | Base processing inspection device and method for inspecting base processing | |
KR100781393B1 (en) | Radiographic control of an object having a crystal lattice | |
JP6973324B2 (en) | Anomaly detection method | |
Tornari et al. | Photomechanical effects of laser cleaning: a long-term non-destructive holographic interferometric investigation on painted artworks | |
US20130088707A1 (en) | Method and system for crack detection | |
JP7313682B2 (en) | Evaluation method of optical properties | |
RU2304766C1 (en) | Method of non-destructing inspection of object's condition | |
JPS58204356A (en) | Method for detecting flaw on surface of metallic object | |
JPH0545314A (en) | Method for detecting defective part of concrete structure | |
KR102110936B1 (en) | Appartus and method for insfecting diffraction of coaxial reflection type | |
JPWO2019003329A1 (en) | X-ray in-line inspection method and device | |
JP2009281922A (en) | Substrate tester and test condition setting method | |
JP2008082926A (en) | Device for observing light scattering |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20151102 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190801 |