WO2010151171A1 - Method for the radiographic defect inspection of circular weld seams on tubular members (embodiments) and a device for implementing same (embodiments) - Google Patents

Method for the radiographic defect inspection of circular weld seams on tubular members (embodiments) and a device for implementing same (embodiments) Download PDF

Info

Publication number
WO2010151171A1
WO2010151171A1 PCT/RU2010/000042 RU2010000042W WO2010151171A1 WO 2010151171 A1 WO2010151171 A1 WO 2010151171A1 RU 2010000042 W RU2010000042 W RU 2010000042W WO 2010151171 A1 WO2010151171 A1 WO 2010151171A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ray
radiation
anode
detector
weld
Prior art date
Application number
PCT/RU2010/000042
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Евгений Юрьевич УСАЧЕВ
Владимир Николаевич ТВЕРДОХЛУБОВ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Диaгhoctиka-M"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2009124082/28A external-priority patent/RU2493557C2/en
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Диaгhoctиka-M" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Диaгhoctиka-M"
Publication of WO2010151171A1 publication Critical patent/WO2010151171A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • G01N23/18—Investigating the presence of flaws defects or foreign matter
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • G01N23/083—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the radiation being X-rays

Definitions

  • the invention relates to measuring technique and can be used for non-destructive testing of circular welds of welded elements on pipes and cylindrical products, and can be used in mechanical engineering technology.
  • the invention relates to nuclear energy and may find application in the manufacture of shells for heat-releasing elements, mainly for nuclear power reactors.
  • a known method of non-destructive quality control of a ring joint (welded butt joint of pipes) (CA. Ivanov, NN Potrakhov, GA Shchukin Specialized X-ray machine for microdefectoscopy. Electronic technology)), series 4. Electrovacuum and gas-discharge devices, Bake 2 (125), 1989, p. 100).
  • the survey is carried out at the location of the x-ray source (remote anode of the x-ray tube) in the cavity of the pipe, and the radiation detector is on the outside of the seam.
  • the method allows to obtain an image of the seam without overlapping images of diametrically opposite sections of the annular connection. In this case, the anode must be inserted into the cavity of the pipe to a depth sufficient for the radiation field to “cover” the seam over its entire height.
  • an X-ray film may be used as a detector; for electronic analysis, X-ray television detectors, including digital ones, with image transmission to a monitor, can be used.
  • X-ray television detectors including digital ones, with image transmission to a monitor.
  • the method allows to obtain a complete image of the seam, including along its entire height in at least two projections. Scaled image and due to the high image sharpness, the measurement error of the main parameters of the seam does not exceed 0.05 mm.
  • the disadvantage of this solution is the formation and penetration of a significant amount of scattered radiation onto the detector, the contribution of which to the final image formation is comparable with a direct radiation beam. As a result, the sensitivity and reliability of the control deteriorate.
  • the x-ray apparatus is placed outside at some distance from the control object.
  • a strip of x-ray film in a flexible cassette is inserted into a controlled hole and the film is exposed.
  • this method is normatively limited by pipe diameters of at least 15 mm.
  • the second method uses a gamma source, which is introduced into the channel, the film is placed on the seam from above and a picture is taken.
  • a gamma source which is introduced into the channel, the film is placed on the seam from above and a picture is taken.
  • the energy of such sources is too high to obtain sufficiently contrasting images and, therefore, the images have insufficient defectoscopic sensitivity.
  • a known method of radiation defectoscopy of circular welds of tubular elements which consists in x-raying the annular weld of the tubular element, receiving an x-ray detector through the weld and converting the radiation image of the weld into a radiographic image (U. Zscheherl, O.A. P. Ieks Rost, V. The Sshid, K. Srartiotis A.
  • Warrikhoff "Apew fuDu s ⁇ gital sustesh for RT msresttop ° F shetai tibe t ⁇ t ⁇ be sheet jointspte ° F heat ehshapger.” 17 A World Sopferepse on Nopdestgastive Testshg, 25-28 Ost 2008 Shapghai, Shipa ) This decision was made as a prototype for methods and devices.
  • the present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in increasing the reliability of the control of welds of tubular welded shells and simplifying the operation to obtain radiographs (images) of the weld while eliminating the need to rotate a controlled shell around the emitter.
  • the invention also improves the safety of quality control of annular welds of tubular products while ensuring ease of control and a sufficiently high speed of control.
  • the specified technical result for the first method is achieved by the fact that in the method of radiation defectoscopy of circular welds of tubular elements, which consists in x-raying the annular weld of the tubular element, receiving an X-ray detector through the weld and converting the radiation image of the weld into a radiographic image, as the source of x-ray radiation use the anode of the rod-type x-ray apparatus, which is introduced into p
  • the smallness of the tubular member beyond the plane of the circular weld performed X-ray radiation, and located outside the tubular element X-ray detector carried reception passed through a circular weld zone X-rays through a rotating collimator slit, which slit made radially directed.
  • the specified technical result for the second method is achieved by the fact that in the method of radiation defectoscopy of circular welds of tubular elements, which consists in illuminating the formed weld of the annular weld of the tubular element, receiving a radiation detector transmitted through the annular weld and converting the radiation image of the specified weld into a radiographic image , as a source of x-ray radiation use a gamma radiation source located at the end of the rod th element and which is injected into the cavity of the tubular element and moved through this seam area of its plane, then the radiation is carried out in this position, a detector radiation receive radiation through a slotted collimator rotating around the longitudinal axis of the tubular element opposite the annular weld, the slots of which are radially directed.
  • the X-ray inspection device of the circular welds of the welded tubular elements is, for example, an anode of a rod-type X-ray apparatus for forming X-ray radiation, an X-ray reception detector and a collimator located in front of the detector in the form of a disk with radially directed slots wherein said dike is made with OPPORTUNITIES ⁇ rotation around the longitudinal axis of the anode for passing through the through slits of the X-ray and radiation toward the detector, Jari this disc mounted on the hub cone shape, mounted on the anode to overlap the inlet opening of the tubular element when entering the cavity of the anode element.
  • FIG. 1 shows a diagram of an x-ray control device
  • FIG. 2 design of a disk collimator
  • FIG. 3 design of the collimator
  • FIG. 4 - ring welds in the shell
  • FIG. 5 is an X-ray of an annular weld.
  • a non-destructive testing method for circular welds of welded tubular elements based on that is considered. that x-ray the weld of the welded tubular element is exposed, then the detector receives x-ray radiation transmitted through the weld and converts the radiation image of the weld into a radiographic image.
  • a feature of the present method is that an anode of a rod-type X-ray apparatus with a target-emitter is used as a source of X-ray radiation, which is introduced into the cavity of the tubular element with the target of the emitter moving through the zone of the circular weld. After passing the target emitter through the zone of the circular weld, this target is stopped (fixed) at a predetermined distance from this seam when the zone of the circular weld between the target and the detector is placed.
  • X-ray radiation is carried out in the area between the circular weld and the emitting target, and the X-ray detector receives X-ray radiation through a rotating slotted collimator, the slots of which are made radially directed.
  • a radiation source is introduced into the cavity of the tubular element until the conical surface of the sleeve (attachment-compensator) stops in the welded joint.
  • the radiation source is located behind the plane of the welded joint (circular weld) in the cavity of the tubular element.
  • the circular ring of the slotted raster is brought into rotation and the beam of radiation is directed in the direction of the welded joint.
  • An annular radiation stream passing through a welded joint and consisting of direct (informative) and scattered radiation is directed towards a working slotted raster, through which only direct rays passing through the radial slots of the circular ring fall on the detector.
  • the present method is implemented using an X-ray inspection device for circular welds of welded tubular elements (Fig. 1. 2).
  • This device is an anode 1 of a rod type (made in the form of a hollow rod) of an X-ray apparatus 2, inside which there is a target emitter 3 to create a stream of X-ray radiation 4 directed back towards the controlled seam, an X-ray detector 5 ⁇ for example, as X-ray film was used), behind which there is a lead plate 6 - protection of backscattered radiation.
  • a collimator 7 is arranged in front of the detector in the form of a disk made of radiation-opaque material with radially directed slits S.
  • the disk is rotatable around the longitudinal axis 9 of the anode to pass X-rays through the slots towards the detector.
  • the drive rotation of the disk includes a drive wheel 10 (drive pulley), kinematically coupled to an electric motor and covered by a belt 11, which is laid in an annular groove on the disk (the disk acts as a driven wheel - pulley).
  • the through slots in the disk are sharp, radially directed and have the same width along the entire length.
  • the through slots in the disk can be made of variable width, increasing with distance from the center to the periphery in proportion to the square of the radius.
  • the disk is rotatably mounted on a cone-shaped sleeve 12 mounted on the anode to block the inlet of the test tubular element 13 when the anode is inserted into the cavity of this element.
  • this device for x-ray inspection of circular welds of welded tubular elements, in which the radiation source is a gamma radiation source located at the end of the rod element, while a rotating collimator with radially directed through slots is located in front of the detector, the collimator is rotatable around the longitudinal axis of the rod element for passing radiation through the slits towards the detector and is mounted on the rod element to block input Ia holes of the tubular element when entering the anode or rod element into the cavity of this element.
  • the radiation source is a gamma radiation source located at the end of the rod element
  • a rotating collimator with radially directed through slots is located in front of the detector
  • the collimator is rotatable around the longitudinal axis of the rod element for passing radiation through the slits towards the detector and is mounted on the rod element to block input Ia holes of the tubular element when entering the anode or rod element into the cavity of this element.
  • the device is positioned relative to the inlet of the tubular element 13, a circular weld seam 14 welded to the base surface 15, for example, to the shell for the teeming elements of a nuclear power reactor (Fig. 4). Then, by longitudinal movement of the anode, the emitter target is introduced into the cavity of the tubular element until the conical surface of the sleeve abuts in the annular weld. The emitter target is located behind the seam in the cavity of the tubular element (Fig. 1). The collimator disk is brought into rotation to solve the problem of reducing the contribution of the scattered image and carry out x-ray radiation in the direction of the emitter target.
  • the radiation from the target is directed towards the rotating collimator, through which only direct rays transmitted through the radial slots pass onto the x-ray film.
  • an X-ray image 16 of the annular weld is formed on the film, according to which the quality of welding, the presence of cracks, lack of penetration and other defects are visually determined (Fig. 5).
  • the image in the image is homogeneous in color and tone, and if there are cracks in the image, dark streaks are visible ⁇ if positive, light streaks are shown, as shown in FIG. 5).
  • a feature of such a device is that for one radiation pulse, the tester receives complete information about the state of the weld along its entire circumference.
  • the tester receives complete information about the state of the weld along its entire circumference.
  • the image can be transmitted directly to the monitor.
  • a feature of this method is that in such a process, only direct x-ray rays are projected onto the detector. Radiation fluxes reflected from the walls of the tubular element, which interfere with the image of the radiographic image, do not fall on the detector, which allows one to obtain “pure” transillumination of a circular weld.
  • a sleeve with a conical part makes it possible to securely install the anode in the cavity of the tubular element in a predetermined positional position approximately along the longitudinal axis of this element, which makes it possible to form radiation uniform in circumference when the target is equidistant.
  • the sleeve removes excess radiation, which otherwise would pass in the gap between the anode and the pipe walls.
  • Such an approach makes it possible to obtain a uniformly illuminated circular field (for a qualitatively welded seam) in a radiographic image and to reveal inhomogeneities in the weld structure that are not hidden by the influence of secondary radiation reflected from the tube walls.
  • a device for x-ray inspection of circular welds of welded tubular elements (Fig. 1, 2); it is a rod anode 1 (made in the form of a rod) of an X-ray apparatus 2, an X-ray reception detector 3 (for example, used as a detector X-ray film, behind which there is a lead plate 5 - protection).
  • a collimator 6 is arranged in front of the detector in the form of a disk with radially directed slots 7. The disk is made to rotate around the longitudinal axis 8 of the anode to pass X-rays through the slots towards the detector.
  • the drive of rotation of the disk includes a driving wheel 9 (driving pulley), kinematically coupled to an electric motor and covered by a belt 10, which is laid in an annular groove on the disk (the disk acts as a driven wheel - pulley).
  • the disk is rotatably mounted on a cone-shaped sleeve 11 mounted on the anode to block the inlet of the test tubular element 12 when the anode is inserted into the cavity of this element.
  • an X-ray film is used as an X-ray detector, on the back of which there is a lead plate.
  • a device for switching on the power of the X-ray emitter is mounted on the case of the X-ray emitter when the anode is inserted into the cavity of the tubular element until it stops in the conical sleeve.
  • a blocking microswitch (not shown) that allows you to turn on a high voltage, that is, x-ray radiation, only when the radiating end of the anode tube has entered the controlled tube, thereby absorbing radiation going not backward, but sideways with the mass of this whole tube board. Radiation (excess), traveling back along the anode tube, is absorbed by a layer of lead, dressed on the anode behind the film.
  • the device is equipped with guides elements 13 in the form of rods arranged on the sides of the anode intended for insertion into the cavity of tubular elements adjacent to the tubular element into the cavity of which the anode is inserted.
  • These rods (guides) are designed to position the anode in the cavity of the tested tubular element and the possibility of its movement from one cavity to another cavity (adjacent tubular element) while ensuring the same conditions for the position of the anode in the cavity.
  • the device is positioned relative to the inlet of the tubular element 12, a circular weld 14 welded to the base surface 15, for example, to the shell for the heat-absorbing elements of a nuclear power reactor (Fig. 4). Then the longitudinal movement of the anode is introduced into the cavity of the tubular element until it stops against the conical surface of the sleeve in the annular weld. The end is located behind the seam in the cavity of the tubular element (Fig. 1).
  • the collimator disk is rotated and X-ray radiation is carried out. The radiation is directed towards a rotating collimator, through which only direct rays transmitted through radial slots pass onto the x-ray film.
  • an X-ray image 16 of the annular weld is formed on the film, which visually determines the quality of welding, the presence of cracks, lack of penetration and other defects ⁇ Fig. 5).
  • an annular image is uniform in color and tone, and if there are cracks in the picture, light streaks are visible.
  • the present invention is highly applicable, tested in laboratory conditions and has shown high efficiency in obtaining reliable information about the structure of a circular weld in a single X-ray pulse.
  • due to the fixed positioning of the anode in the tubular element it is possible to compare the seams of adjacent welded tubes of the heat exchangers of nuclear reactors.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

The invention relates to inspection technology. A method for the non destructive testing of circular weld seams on welded tubular members involves X-raying the weld seam on a welded tubular member, detecting the X-ray radiation that passes through the weld seam with a detector, and converting the radiation image of the weld seam into a radiographic image. The source of X-ray radiation is a rod-type anode belonging to an X-ray machine with a target-emitter arrangement, which is introduced into the cavity of the tubular member with the target-emitter arrangement being moved through the circular weld seam region and the target then being fixed at a distance from the circular weld seam so that the circular weld seam region is situated between the target-emitter arrangement and the detector; in the area between the circular weld seam and the target-emitter arrangement, X-ray irradiation is carried out in the direction of the target, and the X-ray radiation reflected by the target-emitter arrangement is detected by the detector via a rotating slotted collimator with radially oriented slots.

Description

Способ радиационной дефектоскопии круговых сварных швов трубчатых элементов (варианты) и устройство для реализации епособа (варианты) The method of radiation defectoscopy of circular welds of tubular elements (options) and a device for the implementation of epozob (options)
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при неразрушающем контроле круговых сварных швов вварных элементов на трубах и цилиндрических изделиях, и может быть использована в технологии машиностроения. Изобретение относится к ядерной энергетике и может найти применение при изготовлении оболочек для тепловьщеляющих элементов, преимущественно для энергетических ядерных реакторов.The invention relates to measuring technique and can be used for non-destructive testing of circular welds of welded elements on pipes and cylindrical products, and can be used in mechanical engineering technology. The invention relates to nuclear energy and may find application in the manufacture of shells for heat-releasing elements, mainly for nuclear power reactors.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Известен способ неразрушающего контроля качества кольцевого соединения (сварное стыковое соединение труб) (CA. Иванов, Н.Н. Потрахов, Г.А. Щукин Специализированная рентгеновская установка для микродефектоскопии. Электронная техника)), серия 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы, Выпуек 2(125), 1989 г. стр. 100). В указанном способе съемка осуществляется при расположении источника рентгеновского излучения (вынесенный анод рентгеновской трубки) в полости трубы, а детектора излучения - с наружной стороны шва. Способ позволяет получить изображение шва без наложения изображения диаметрально противоположных участков кольцевого соединения. При этом анод должен быть введен в полость трубы на глубину, достаточную для того, чтобы поле облучения "накрыло" шов по всей его высоте.A known method of non-destructive quality control of a ring joint (welded butt joint of pipes) (CA. Ivanov, NN Potrakhov, GA Shchukin Specialized X-ray machine for microdefectoscopy. Electronic technology)), series 4. Electrovacuum and gas-discharge devices, Bake 2 (125), 1989, p. 100). In this method, the survey is carried out at the location of the x-ray source (remote anode of the x-ray tube) in the cavity of the pipe, and the radiation detector is on the outside of the seam. The method allows to obtain an image of the seam without overlapping images of diametrically opposite sections of the annular connection. In this case, the anode must be inserted into the cavity of the pipe to a depth sufficient for the radiation field to “cover” the seam over its entire height.
Применение указанного споеоба для просвечивания кольцевого соединения не дает желаемого результата ввиду того, что в непосредственной близости от шва находятся другие элементы конструкции. В силу этого анод не может быть установлен в положение, которое обеспечит съемку шва по всей его высоте.The use of this method for transillumination of the ring connection does not give the desired result due to the fact that in the immediate vicinity of the seam there are other structural elements. By virtue of this, the anode cannot be installed in a position that will ensure the filming of the seam along its entire height.
Таким образом, существует техническое противоречие: описанные выше методы рентгенографического контроля качества кольцевого шва, либо имеют недостаточно высокую контрастную чувствительность ввиду наложения изображения противоположной (задней по отношению к источнику излучения) стенки, либо не позволяют осуществить съемку шва по всей его высоте. Кроме того, все эти способы позволяют осуществлять съемку шва только в радиальном направлении. Однако для получения достоверной картины состояния шва необходимо производить дополнительную съемку по высоте шва.Thus, there is a technical contradiction: the methods of X-ray quality control of an annular seam described above, or have insufficiently high contrast sensitivity due to overlap images of the opposite (back with respect to the radiation source) wall, or do not allow shooting the seam along its entire height. In addition, all these methods allow you to shoot the seam only in the radial direction. However, to obtain a reliable picture of the state of the seam, it is necessary to perform additional shooting along the height of the seam.
Известен способ неразрушающего контроля качества кольцевого соединения, включающий его просвечивание рентгеновским излучением, при котором исследуемый участок располагают между источником рентгеновского излучения и детектором излучения при исключении возможности попадания в зону прохождения излучения диаметрально противоположного участка соединения, при этом плоскость, в которой располагают фокусное пятно источника излучения, удалена от поверхности в направлении от центра трубчатого изделия на расстояние, не превышающее величину радиуса кольцевого соединения, а "центральный луч" потока излучения источника ориентируют на исследуемый участок под углом, не превьппающим 45° к поверхности крышки, фокусное расстояние выбирают соизмеримым с диаметром кольцевого соединения, расстояние между фокусным пятном источника излучения и детектором излучения в 1,5-3 раза превышает расстояние между фокусным пятном и поверхностью исследуемого участка, при этом используют источник, у которого определяющий размер фокусного пятна в 1,5-3 раза меньше, чем абсолютная величина допуска изменения размеров элементов шва (RU Ks 2175126, GO1N23/18, опубл. 2001.10.20).A known method of non-destructive quality control of an annular connection, including its X-ray transmission, in which the studied area is placed between the x-ray source and the radiation detector, while excluding the possibility of getting into the radiation passage zone a diametrically opposite section of the connection, while the plane in which the focal spot of the radiation source is located is removed from the surface in the direction from the center of the tubular product to a distance not exceeding at the radius of the ring connection, and the "central beam" of the source radiation flux is oriented to the studied area at an angle not exceeding 45 ° to the surface of the cover, the focal length is chosen commensurate with the diameter of the ring connection, the distance between the focal spot of the radiation source and the radiation detector is 1.5 -3 times the distance between the focal spot and the surface of the investigated area, while using a source whose determining size of the focal spot is 1.5-3 times less than the absolute value of the tolerance and Menenius suture sizes of elements (RU Ks 2,175,126, GO1N23 / 18, publ. 2001.10.20).
В известном решении в качестве детектора может использоваться рентгеночуветвительная пленка, для экепреее-анализа могут иепользовать рентгенотелевизионные детекторы, в том числе цифровые с передачей изображения на монитор. Для получения полной картины качества шва при съемке необходимо осуществлять вращение изделия вокруг своей оси. Таким образом, как это видно из рентгенограмм, представленных на чертежах к описанию, способ позволяет получать полное изображение шва, в том числе по всей его высоте как минимум в двух проекциях. С учетом масштаба изображения и благодаря высокой резкости изображения погрешность измерений основных параметров шва не превышает 0,05 мм. Недостатком данного решения является образование и попадание на детектор значительного количества рассеянного излучения, вклад которого в конечное формирование изображения соизмерим с прямым пучком излучения. В результате ухудшается чувствительность и достоверность контроля.In the known solution, an X-ray film may be used as a detector; for electronic analysis, X-ray television detectors, including digital ones, with image transmission to a monitor, can be used. To obtain a complete picture of the quality of the seam when shooting, it is necessary to rotate the product around its axis. Thus, as can be seen from the x-rays presented in the drawings to the description, the method allows to obtain a complete image of the seam, including along its entire height in at least two projections. Scaled image and due to the high image sharpness, the measurement error of the main parameters of the seam does not exceed 0.05 mm. The disadvantage of this solution is the formation and penetration of a significant amount of scattered radiation onto the detector, the contribution of which to the final image formation is comparable with a direct radiation beam. As a result, the sensitivity and reliability of the control deteriorate.
Известен способ контроля ж разбраковка сварных швов оболочек с заглушками тепловыделяющих элементов («Paзpaбoткa, производство и эксплуатация тепловыделяющих элементов энергетических peaктopoв». Книга 2, Ф.Г.Решетников, Ю.K.Бибилaшвили, КСГоловнин и др., Под редакцией Ф.Г.Решетникова, M, Энергоатомиздат, 1975, стр. 268-271) включает операции выборочного контроля сварных швов оболочек с нижними заглушками путем рентгеновского просвечивания сварных швов с поворотом оболочек вокруг своей оси, преобразования радиационного изображения сварного шва в радиографический снимок с последующим преобразованием в световое изображение и разбраковкуThere is a control method and sorting of welded joints of shells with plugs of fuel elements (“Development, production and operation of fuel elements of energy reactors”. Book 2, F. G. Reshetnikov, Yu. K. Bibilashvili, KS Golovnin and others, Edited by F. G. .Reshetnikova, M, Energoatomizdat, 1975, pp. 268-271) includes operations of selective control of the welds of the shells with the bottom plugs by X-raying of the welds with the shells turning around its axis, converting the radiation image of the weld into radi graphic image with subsequent conversion to a light image and grading
В сварных швах на оболочках из сплавов циркония, вьшолненных электронно-лучевой сваркой, наиболее часто встречающимися дефектами являютея поры, нееплавления в корне стыка, газовые каналы в виде корневого вздутия в зоне сопряжения оболочки с заглушкой. Наибольшую трудность представляет выявление непроваров в корне шва с малым раскрытием и мелких пор. Конструкция герметизирующих сварных швов очень неблагоприятна для радиографии, так как толщина просвечиваемого материала изменяется от максимума (по диаметру) до нуля (по касательной). Поэтому радиографию сварных соединений по этому способу проводят в трех-шести положениях оболочки с поворотом вокруг оси на 120-60°. При этом полезная информация о качестве сварного соединения получается лишь на двух небольших диаметрально противоположных участках, что не полно характеризует сварной шов. Важное значение имеет и угол поворота оболочки вокруг своей оси, так как только четкий угол поворота может дать полную информацию о качестве сварного шва оболочки с заглушкой, а приблизительные повороты оболочки вокруг своей оси дадут приблизительную информацию о качестве сварного шва.In welds on shells made of zirconium alloys, completed by electron beam welding, the most common defects are pores, non-fusion at the root of the joint, gas channels in the form of root swelling in the interface between the shell and the plug. The greatest difficulty is the identification of lack of fusion at the root of the seam with a small opening and small pores. The design of the sealing welds is very unfavorable for radiography, since the thickness of the translucent material varies from a maximum (in diameter) to zero (tangent). Therefore, radiography of welded joints by this method is carried out in three to six positions of the shell with a rotation around the axis of 120-60 °. At the same time, useful information about the quality of the welded joint is obtained only in two small diametrically opposite sections, which does not fully characterize the weld. The angle of rotation of the shell around its axis is also important, since only a clear angle of rotation can give complete information about the quality of the weld of the shell with a plug, and approximate rotations of the shell around their axis will give approximate information about the quality of the weld.
В нормативной документации но контролю кольцевых сварных швов теплообменников (IШАЭ Г-7-017-89, п.п. 5.11-5.12) приняты два способа контроля.In the regulatory documentation on the control of ring welds of heat exchangers (ISAE G-7-017-89, items 5.11-5.12), two control methods are adopted.
По первому способу рентгеновский аппарат размещается снаружи на некотором удалении от объекта контроля. Полоска рентгеновской пленки в гибкой кассете вставляется в контролируемое отверстие и производится экспонирование пленки. В этом случае, принятом в документации, как основной, на каждый шов приходится делать 6 снимков и потом «cшивaть» полученное изображение. Кроме того, данный способ нормативно ограничен диаметрами труб не менее 15 мм.According to the first method, the x-ray apparatus is placed outside at some distance from the control object. A strip of x-ray film in a flexible cassette is inserted into a controlled hole and the film is exposed. In this case, accepted in the documentation as the main one, you have to take 6 pictures for each seam and then “stitch” the resulting image. In addition, this method is normatively limited by pipe diameters of at least 15 mm.
По второму способу используют гамма-источник, который вводят в канал, пленка укладывается на шов сверху и производят снимок. В этом случае за одну экспозицию можнσ получить снимок всего кольцевого шва, однако из-за малой удельной активности гамма-источников приходится применять источники с относительно большим фокусным пятно, что ухудшает разрешение снимка. Кроме того, энергия таких источников слишком велика, чтобы получать достаточно контрастные снимки и, следовательно, снимки имеют недостаточную дефектоскопическую чувствительность.The second method uses a gamma source, which is introduced into the channel, the film is placed on the seam from above and a picture is taken. In this case, it is possible to obtain a snapshot of the entire circumferential seam in one exposure, however, due to the low specific activity of gamma sources, it is necessary to use sources with a relatively large focal spot, which affects the resolution of the image. In addition, the energy of such sources is too high to obtain sufficiently contrasting images and, therefore, the images have insufficient defectoscopic sensitivity.
Известен способ радиационной дефектоскопии круговых сварных швов трубчатых элементов, заключающийся в просвечивании рентгеновским излучением кольцевого сварного шва трубчатого элемента, приеме детектором рентгеновского излучения, прошедшего через сварной шов и преобразовании радиационного изображения сварного шва в радиографический снимок (U. Zsсhеrреl, О.АIеksеусдuk, P. Rоst, V. Sсhid, К. Sраrtiоtis, А. Wаrrikhоff "Апеw fuDу сαgitаl sуstеш fоr RT msресttоп оf шеtаi tиbе tσ tαbе shееt jоiпte оf hеаt ехсhапgеr." 17Л Wоrld Сопfеrепсе on Nопdеstгасtivе Теstшg, 25-28 Осt 2008, Shапghаi, Сhiпа). Данное решение принято в качестве прототипа для способов и устройства.A known method of radiation defectoscopy of circular welds of tubular elements, which consists in x-raying the annular weld of the tubular element, receiving an x-ray detector through the weld and converting the radiation image of the weld into a radiographic image (U. Zscheherl, O.A. P. Ieks Rost, V. The Sshid, K. Srartiotis A. Warrikhoff "Apew fuDu sαgital sustesh for RT msresttop ° F shetai tibe tσ tαbe sheet joipte ° F heat ehshapger." 17 A World Sopferepse on Nopdestgastive Testshg, 25-28 Ost 2008 Shapghai, Shipa ) This decision was made as a prototype for methods and devices.
Раскрытое изобретения Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении достоверности контроля сварных швов трубчатых вварных оболочек и упрощения проведения операции по получению рентгенограмм (изображения) сварного шва при исключении необходимости вращения контролируемой оболочки вокруг излучателя. Также изобретение позволяет повысить безопасность контроля качества кольцевых сварных швов трубчатых изделий при обеспечении простоты управления и достаточно высокой скорости проведения контроля.Disclosed inventions The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in increasing the reliability of the control of welds of tubular welded shells and simplifying the operation to obtain radiographs (images) of the weld while eliminating the need to rotate a controlled shell around the emitter. The invention also improves the safety of quality control of annular welds of tubular products while ensuring ease of control and a sufficiently high speed of control.
Указанный технический результат для первого способа достигается тем, что в способе радиационной дефектоскопии круговых сварных швов трубчатых элементов, заключающемся в просвечивании рентгеновским излучением кольцевогог сварного шва трубчатого элемента, приеме детектором рентгеновского излучения, прошедшего через сварной шов и преобразовании радиационного изображения сварного шва в радиографический снимок, 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.The specified technical result for the first method is achieved by the fact that in the method of radiation defectoscopy of circular welds of tubular elements, which consists in x-raying the annular weld of the tubular element, receiving an X-ray detector through the weld and converting the radiation image of the weld into a radiographic image, as the source of x-ray radiation use the anode of the rod-type x-ray apparatus, which is introduced into p The smallness of the tubular member beyond the plane of the circular weld performed X-ray radiation, and located outside the tubular element X-ray detector carried reception passed through a circular weld zone X-rays through a rotating collimator slit, which slit made radially directed.
Указанный технический результат для второго способа достигается тем, что в способе радиационной дефектоскопии круговых сварных швов трубчатых элементов, заключающемся в просвечивании сформированным источником излучения кольцевого сварного шва трубчатого элемента, приеме детектором излучения, прошедшего через кольцевой сварной шов и преобразовании радиационного изображения указанного шва в радиографический снимок, в качестве источника рентгеновского излучения используют источник гамма- излучения, расположенный на конце стержневого элемента и который вводят в полость трубчатого элемента и перемещают через зону этого шва за его плоскость, затем осуществляют излучение в этом положении, а детектором излучения осуществляют прием излучения через щелевой коллиматор, вращающийся вокруг продольной оси трубчатого элемента напротив кольцевого сварного шва, щели которого вьиюлненьr радиально направленными. Указанный технический результат так же достигается тем, что устройство рентгеновского контроля круговых сварных швов вварных трубчатых элементов, представляет собой, например, анод рентгеновского аппарата стержневого вида для формирования рентгеновского излучения, детектор приема рентгеновского излучения и расположенный перед детектором коллиматор в виде диска с радиально направленными щелями, при этом указанный даек выполнен с ВОЗМОЖЙОСТЫ© вращения вокруг продольной оси анода для пропускания через сквозные щели рентгеновского излучения в направлении к детектору, яри этом диск смонтирован на втулке конусной формы, закрепленной на аноде для перекрытия входного отверстия трубчатого элемента при вводе анода в полость этого элемента.The specified technical result for the second method is achieved by the fact that in the method of radiation defectoscopy of circular welds of tubular elements, which consists in illuminating the formed weld of the annular weld of the tubular element, receiving a radiation detector transmitted through the annular weld and converting the radiation image of the specified weld into a radiographic image , as a source of x-ray radiation use a gamma radiation source located at the end of the rod th element and which is injected into the cavity of the tubular element and moved through this seam area of its plane, then the radiation is carried out in this position, a detector radiation receive radiation through a slotted collimator rotating around the longitudinal axis of the tubular element opposite the annular weld, the slots of which are radially directed. The indicated technical result is also achieved by the fact that the X-ray inspection device of the circular welds of the welded tubular elements is, for example, an anode of a rod-type X-ray apparatus for forming X-ray radiation, an X-ray reception detector and a collimator located in front of the detector in the form of a disk with radially directed slots wherein said dike is made with OPPORTUNITIES © rotation around the longitudinal axis of the anode for passing through the through slits of the X-ray and radiation toward the detector, Jari this disc mounted on the hub cone shape, mounted on the anode to overlap the inlet opening of the tubular element when entering the cavity of the anode element.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are significant and are interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.
Описание фигур чертежей Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата. На фиг.1 показана схема устройства рентгеновского контроля; фиг. 2 - конструкция дискового коллиматора; фиг. 3 — вариант исполнения коллиматора; фиг. 4 - кольцевые сварные швы в оболочке; фиг. 5 - рентгеновский снимок кольцевого сварного шва.Description of the figures of the drawings The present invention is illustrated by a specific example of execution, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving the desired technical result. Figure 1 shows a diagram of an x-ray control device; FIG. 2 - design of a disk collimator; FIG. 3 - embodiment of the collimator; FIG. 4 - ring welds in the shell; FIG. 5 is an X-ray of an annular weld.
Лучший вариант осуществления изобретенияThe best embodiment of the invention
Согласно настоящему изобретению рассматривается способ неразрушающего контроля круговых сварных швов вварных трубчатых элементов, основанный на том. что просвечивании рентгеновским излучением просвечивают сварной шов вварного трубчатого элемента, затем принимают детектором рентгеновское излучение, прошедшее через сварной шов и преобразуют радиационное изображение сварного шва в радиографический снимок. Особенностью настоящего способа является то, что в качестве источника рентгеновского излучения используют анод рентгеновского аппарата стержневого типа с мйшенью-излучателем, который вводят в полость трубчатого элемента с перемещением мишени-излучателя через зону кругового сварного шва. После прохождения мишени-излучателя через зону кругового сварного шва осуществляют остановку этой мишени (фиксацию) ее на заданном расстоянии от этого шва при размещении зоны кругового сварного шва между мишенью и детектором.According to the present invention, a non-destructive testing method for circular welds of welded tubular elements based on that is considered. that x-ray the weld of the welded tubular element is exposed, then the detector receives x-ray radiation transmitted through the weld and converts the radiation image of the weld into a radiographic image. A feature of the present method is that an anode of a rod-type X-ray apparatus with a target-emitter is used as a source of X-ray radiation, which is introduced into the cavity of the tubular element with the target of the emitter moving through the zone of the circular weld. After passing the target emitter through the zone of the circular weld, this target is stopped (fixed) at a predetermined distance from this seam when the zone of the circular weld between the target and the detector is placed.
На участке между круговым сварным швом и мишенью-излучателем осуществляют рентгеновское излучение, а детектором рентгеновского излучения осуществляют прием рентгеновского излучения через вращающийся щелевой коллиматор, щели которого выполнены радиально направленными.X-ray radiation is carried out in the area between the circular weld and the emitting target, and the X-ray detector receives X-ray radiation through a rotating slotted collimator, the slots of which are made radially directed.
Для получения изображения структуры сварного шва продольным перемещением вводят источник излучения в полость трубчатого элемента до упора конусной поверхности втулки (приставки-компенсатора) в сварное соединение. Источник излучения при этом находится за плоскостью сварного соединения (кругового сварного шва) в полости трубчатого элемента. Приводят во вращение круговое кольцо щелевого растра и направляют пучок радиационного излучения в направлении сварного соединения. Кольцевой поток излучения, прошедший через сварное соединение и состоящий из прямого (информативного) и рассеянного излучений, направляется в сторону работающего щелевого растра, через который на детектор попадают только прямые лучи, прошедшие через радиальные щели кругового кольца. В итоге, влияние рассеянного излучения сводится к минимуму, и на детекторе формируется неискажённое радиационное изображение сварного соединения. Настоящий способ реализуется при помощи устройства рентгеновского контроля круговых сварных швов вварных трубчатых элементов (фиг. 1. 2). Это устройство представляет собой анод 1 стержневого вида (выполнен в виде полого стержня) рентгеновского аппарата 2, внутри которого находится мишень-излучатель 3 для создания потока рентгеновского излучения 4, направленного назад в сторону контролируемого шва, детектор 5 приема рентгеновского излучения {например, в качестве детектора использована рентгеновская пленка), за которой расположена свинцовая пластина 6 - защита обратно рассеянного излучения. Перед детектором расположен коллиматор 7 в виде диска, изготовленного из радиационнонепрозрачного материала, с радиально направленными щелями S. Диск выполнен с возможностью вращения вокруг продольной оси 9 анода для пропускания через щели рентгеновского излучения в направлении к детектору. Привод вращения диска включает в себя ведущее колесо 10 (ведущий шкив), связанное кинематически с электродвигателем и охваченное пассиком 11, который уложен в кольцевую канавку на диске (диск выполняет функцию ведомого колеса - шкива). Сквозные щели в диске выполнены резкой, радиально направлены и имеют одинаковую ширину по всей длине. Сквозные щели в диске могут быть выполнены переменной ширины, увеличивающейся по мере удаления от центра к периферии пропорционально квадрату радиуса. Или сквозные щели диска выполнены по форме круговых секторов (фиг. 3). Диск с возможностью вращения смонтирован на втулке 12 конусной формы, закрепленной на аноде для перекрытия входного отверстия проверяемого трубчатого элемента 13 при вводе анода в полость этого элемента.To obtain an image of the structure of the weld by longitudinal movement, a radiation source is introduced into the cavity of the tubular element until the conical surface of the sleeve (attachment-compensator) stops in the welded joint. The radiation source is located behind the plane of the welded joint (circular weld) in the cavity of the tubular element. The circular ring of the slotted raster is brought into rotation and the beam of radiation is directed in the direction of the welded joint. An annular radiation stream passing through a welded joint and consisting of direct (informative) and scattered radiation is directed towards a working slotted raster, through which only direct rays passing through the radial slots of the circular ring fall on the detector. As a result, the influence of scattered radiation is minimized, and an undistorted radiation image of the welded joint is formed on the detector. The present method is implemented using an X-ray inspection device for circular welds of welded tubular elements (Fig. 1. 2). This device is an anode 1 of a rod type (made in the form of a hollow rod) of an X-ray apparatus 2, inside which there is a target emitter 3 to create a stream of X-ray radiation 4 directed back towards the controlled seam, an X-ray detector 5 {for example, as X-ray film was used), behind which there is a lead plate 6 - protection of backscattered radiation. A collimator 7 is arranged in front of the detector in the form of a disk made of radiation-opaque material with radially directed slits S. The disk is rotatable around the longitudinal axis 9 of the anode to pass X-rays through the slots towards the detector. The drive rotation of the disk includes a drive wheel 10 (drive pulley), kinematically coupled to an electric motor and covered by a belt 11, which is laid in an annular groove on the disk (the disk acts as a driven wheel - pulley). The through slots in the disk are sharp, radially directed and have the same width along the entire length. The through slots in the disk can be made of variable width, increasing with distance from the center to the periphery in proportion to the square of the radius. Or through the slots of the disk are made in the form of circular sectors (Fig. 3). The disk is rotatably mounted on a cone-shaped sleeve 12 mounted on the anode to block the inlet of the test tubular element 13 when the anode is inserted into the cavity of this element.
Возможно исполнение данного устройства рентгеновского контроля круговых сварных швов вварных трубчатых элементов, в котором источник излучения представляет собой источник гамма-излучения, расположенный на конце стержневого элемента, при этом перед детектором расположен вращающийся коллиматор с радиально направленными сквозными щелями, коллиматор выполнен с возможностью вращения вокруг продольной оси стержневого элемента для пропускания через щели излучения в направлении к детектору и закреплен на стержневом элементе для перекрытия входного отверстия трубчатого элемента при вводе анода или стержневого элемента в полость этого элемента.It is possible to implement this device for x-ray inspection of circular welds of welded tubular elements, in which the radiation source is a gamma radiation source located at the end of the rod element, while a rotating collimator with radially directed through slots is located in front of the detector, the collimator is rotatable around the longitudinal axis of the rod element for passing radiation through the slits towards the detector and is mounted on the rod element to block input Ia holes of the tubular element when entering the anode or rod element into the cavity of this element.
Устройство позиционируют относительно входного отверстия трубчатого элемента 13, круговым сварным швом 14 приваренного к базовой поверхности 15, например, к оболочке для теimовьщеляющих элементов энергетического ядерного реактора (фиг. 4). Затем продольным перемещением анода вводят мишень-излучатель в полость трубчатого элемента до упора конусной поверхности втулки в кольцевой сварной шов. Мишень-излучатель при этом находится за швом в полости трубчатого элемента (фиг. 1). Приводят во вращение диск коллиматора для решения задачи снижения вклада рассеянного изображения и осуществляют рентгеновское излучение в направлении мишени-излучателя. Излучение от мишени направляется в сторону вращающегося коллиматора, через который на рентгеновскую пленку проходят только прямые лучи, попущенные через радиальные щели. В итоге, на пленке формируется рентгенографическое изображение 16 кольцевого сварного шва, по которому визуально определяют качество сварки, наличие трещин, непровара и других дефектов (фиг. 5). При качественно проваренном шве на изображении наблюдается однородная по цвету и тону кольцевая картинка, а при наличии трещин на снимке видны темные полосы {при позитивном проявлении — светлые полосы, как это показано на фиг. 5).The device is positioned relative to the inlet of the tubular element 13, a circular weld seam 14 welded to the base surface 15, for example, to the shell for the teeming elements of a nuclear power reactor (Fig. 4). Then, by longitudinal movement of the anode, the emitter target is introduced into the cavity of the tubular element until the conical surface of the sleeve abuts in the annular weld. The emitter target is located behind the seam in the cavity of the tubular element (Fig. 1). The collimator disk is brought into rotation to solve the problem of reducing the contribution of the scattered image and carry out x-ray radiation in the direction of the emitter target. The radiation from the target is directed towards the rotating collimator, through which only direct rays transmitted through the radial slots pass onto the x-ray film. As a result, an X-ray image 16 of the annular weld is formed on the film, according to which the quality of welding, the presence of cracks, lack of penetration and other defects are visually determined (Fig. 5). With a well-welded seam, the image in the image is homogeneous in color and tone, and if there are cracks in the image, dark streaks are visible {if positive, light streaks are shown, as shown in FIG. 5).
Особенностью такого устройства является то, что за один импульс излучения проверяющий получает полную информацию о состоянии сварного шва по всей его окружности. При использовании в качестве детектора, например, рентгенотелевизионной установки, в том числе цифровой, передача изображения может осуществляться непосредственно на монитор.A feature of such a device is that for one radiation pulse, the tester receives complete information about the state of the weld along its entire circumference. When used as a detector, for example, an X-ray television installation, including digital, the image can be transmitted directly to the monitor.
Данное явление пропуска только прямого излучения было использовано ранее «Peнтгeнoтexникa», справочник под ред. В.В.Клюева, M. Машиностроение, том 1, стр. 422, 423, рис. И, в котором описан растр (отсеивающая решетка), вьшолненный из тонких узких прямолинейных пластин материала, значительно поглощающего рентгеновское излучение, разделенных рентгенопрозрачным материалом. Пластины расположены параллельно потоку прямого рентгеновского излучения. Растр устанавливается между объектом контроля и пленкой, Рассеянное излучение поглощается в стенках пластин, и на пленку попадает преимущественно поток прямого излучения. Для того, чтобы изображение пластин не возникало на пленке, растру на время экспозиции придается возвратно-поступательное движение. Но в настоящем изобретении данный растр используется в новой форме движения - вращении.This phenomenon of skipping direct radiation only was used previously by the X-ray technician, reference book under the editorship of V.V. Klyueva, M. Mechanical Engineering, Volume 1, p. 422, 423, Fig. And, in which a raster (screening grid) is described, made of thin narrow rectilinear plates of a material that significantly absorbs X-ray radiation, separated by an X-ray transparent material. The plates are parallel direct x-ray flux. The raster is installed between the control object and the film, the scattered radiation is absorbed in the walls of the plates, and the direct radiation flux mainly hits the film. In order to prevent the image of the plates from appearing on the film, a raster is provided with a reciprocating motion for the duration of the exposure. But in the present invention, this raster is used in a new form of motion - rotation.
С использованием такого устройства появляется возможность реализации нового способа неразрушающего контроля круговых сварных швов вварных трубчатых элементов. Этот способ основан на том, что стержневой формы анод рентгеновского аппарата вводят в полость трубчатого элемента, перемещают через зону кругового сварного шва за плоскость этого шва. Затем осуществляют рентгеновское излучение. Детектором рентгеновского излучения {например, на рентгеновскую пленку) осуществляют прием рентгеновского излучения, которое проходит через сквозные щели вращающегося щелевого коллиматора, щели которого выполнены радиально направленными.Using such a device, it becomes possible to implement a new method of non-destructive testing of circular welds of welded tubular elements. This method is based on the fact that the rod-shaped anode of the X-ray apparatus is introduced into the cavity of the tubular element, moved through the zone of the circular weld for the plane of this seam. Then carry out x-ray radiation. An X-ray detector (for example, on an X-ray film) receives X-ray radiation, which passes through the through slits of a rotating slotted collimator, the slots of which are made radially directed.
Особенностью данного способа является то, что при таком процессе на детекторе проецируются только прямые лучи рентгеновского излучения. Потоки излучения, отраженные от стенок трубчатого элемента, которые вносят помехи в изображение радиографического снимка, не попадают на детектор, что позволяет получить «чиcтoε» просвечивание кругового сварного шва.A feature of this method is that in such a process, only direct x-ray rays are projected onto the detector. Radiation fluxes reflected from the walls of the tubular element, which interfere with the image of the radiographic image, do not fall on the detector, which allows one to obtain “pure” transillumination of a circular weld.
Наличие втулки с конусной частью позволяет гарантированно установить анод в полости трубчатого элемента в заданном позиционном положении примерно по продольной оси этого элемента, что позволяет при равноудаленном положении мишени сформировать однородное по окружности излучение. При этом втулка убирает излишек излучения, который иначе прошел бы в щели между анодом и стенками трубы. Такой подход позволяет получать на радиографическом снимке равномерно засвеченное круговое поле (для качественно проваренного шва) и выявить неоднородности структуры сварного шва, не скрытые влиянием на снимок вторичного отраженного от стенок трубки излучения. Ниже рассматривается другой пример исполнения устройства рентгеновского контроля круговых сварных швов вварных трубчатых элементов (фиг. 1, 2) представляет собой анод 1 стержневой формы (выполнен в виде стержня) рентгеновского аппарата 2, детектор 3 приема рентгеновского излучения 4 (например, в качестве детектора использована рентгеновская пленка, за которой расположена свинцовая пластина 5 - защита). Перед детектором расположен коллиматор 6 в виде диска с радиально направленными щелями 7. Диск выполнен с возможностью вращения вокруг продольной оси 8 анода для пропускания через щели рентгеновского излучения в направлении к детектору. Привод вращения диска включает в себя ведущее колесо 9 (ведущий шкив), связанное кинематически с электродвигателем и охваченное пассиком 10, который уложен в кольцевую канавку на диске (диск выполняет функцию ведомого колеса - шкива).The presence of a sleeve with a conical part makes it possible to securely install the anode in the cavity of the tubular element in a predetermined positional position approximately along the longitudinal axis of this element, which makes it possible to form radiation uniform in circumference when the target is equidistant. In this case, the sleeve removes excess radiation, which otherwise would pass in the gap between the anode and the pipe walls. Such an approach makes it possible to obtain a uniformly illuminated circular field (for a qualitatively welded seam) in a radiographic image and to reveal inhomogeneities in the weld structure that are not hidden by the influence of secondary radiation reflected from the tube walls. Below we consider another example of a device for x-ray inspection of circular welds of welded tubular elements (Fig. 1, 2); it is a rod anode 1 (made in the form of a rod) of an X-ray apparatus 2, an X-ray reception detector 3 (for example, used as a detector X-ray film, behind which there is a lead plate 5 - protection). A collimator 6 is arranged in front of the detector in the form of a disk with radially directed slots 7. The disk is made to rotate around the longitudinal axis 8 of the anode to pass X-rays through the slots towards the detector. The drive of rotation of the disk includes a driving wheel 9 (driving pulley), kinematically coupled to an electric motor and covered by a belt 10, which is laid in an annular groove on the disk (the disk acts as a driven wheel - pulley).
Диск с возможностью вращения смонтирован на втулке 11 конусной формы, закрепленной на аноде для перекрытия входного отверстия проверяемого трубчатого элемента 12 при вводе анода в полость этого элемента.The disk is rotatably mounted on a cone-shaped sleeve 11 mounted on the anode to block the inlet of the test tubular element 12 when the anode is inserted into the cavity of this element.
Например, в представленном примере в качестве детектора рентгеновского излучения использована рентгеновская пленка, с тыльной стороны которой расположена свинцовая пластина.For example, in the presented example, an X-ray film is used as an X-ray detector, on the back of which there is a lead plate.
На корпусе рентгеновского излучателя смонтировано устройство включения питания рентгеновского излучателя при вводе анода в полость трубчатого элемента до упора в конусную втулку. Например, на корпусе излучателя (он справа и из него выходит трубка анода) есть блокировочный микровыключатель (не показан), который разрешает включать высокое напряжение, то есть рентгеновское излучение, только когда излучающий конец анодной трубки вошел в контролируемую трубу, тем самым обеспечивая поглощение излучения, идущего не назад, а вбок массой всей этой трубной доски. Излучение (лишнее), идущее назад вдоль анодной трубки, поглощается слоем свинца, одетого на анод сзади пленки. Все это для обеспечения радиационной безопасности. Устройство снабжено направляющими элементами 13 в виде распложенными по сторонам от анода стержней, предназначенных для ввода в полости трубчатых элементов, смежно расположенных с трубчатым элементом, в полость которого вводится анод. Данные стержни (направляющие) предназначены для позиционирования анода в полости проверяемого трубчатого элемента и возможности его перемещения из одной полость в другую полость (смежно расположенного трубчатого элемента) при обеспечении одинаковых условий по положении, анода в полости.A device for switching on the power of the X-ray emitter is mounted on the case of the X-ray emitter when the anode is inserted into the cavity of the tubular element until it stops in the conical sleeve. For example, on the case of the emitter (it is on the right and the anode tube exits) there is a blocking microswitch (not shown) that allows you to turn on a high voltage, that is, x-ray radiation, only when the radiating end of the anode tube has entered the controlled tube, thereby absorbing radiation going not backward, but sideways with the mass of this whole tube board. Radiation (excess), traveling back along the anode tube, is absorbed by a layer of lead, dressed on the anode behind the film. All this to ensure radiation safety. The device is equipped with guides elements 13 in the form of rods arranged on the sides of the anode intended for insertion into the cavity of tubular elements adjacent to the tubular element into the cavity of which the anode is inserted. These rods (guides) are designed to position the anode in the cavity of the tested tubular element and the possibility of its movement from one cavity to another cavity (adjacent tubular element) while ensuring the same conditions for the position of the anode in the cavity.
Устройство позиционируют относительно входного отверстия трубчатого элемента 12, круговым сварным швом 14 приваренного к базовой поверхности 15, например, к оболочке для тепловьщеляющих элементов энергетического ядерного реактора (фиг. 4). Затем продольным перемещением анод вводят в полость трубчатого элемента до упора конусной поверхности втулки в кольцевой сварной шов. Конец при этом находится за швом в полости трубчатого элемента (фиг. 1). Приводят во вращение диск коллиматора и осуществляют рентгеновское излучение. Излучение направляется в сторону вращающегося коллиматора, через который на рентгеновскую пленку проходят только прямые лучи, попущенные через радиальные щели. В итоге, на пленке формируется рентгенографическое изображение 16 кольцевого сварного шва, по которому визуально определяют качество сварки, наличие трещин, непровара и других дефектов {фиг. 5). При качественно проваренном шве на изображении наблюдается однородная по цвету и тону кольцевая картинка, а при наличии трещин на картинке видны светлые полосы.The device is positioned relative to the inlet of the tubular element 12, a circular weld 14 welded to the base surface 15, for example, to the shell for the heat-absorbing elements of a nuclear power reactor (Fig. 4). Then the longitudinal movement of the anode is introduced into the cavity of the tubular element until it stops against the conical surface of the sleeve in the annular weld. The end is located behind the seam in the cavity of the tubular element (Fig. 1). The collimator disk is rotated and X-ray radiation is carried out. The radiation is directed towards a rotating collimator, through which only direct rays transmitted through radial slots pass onto the x-ray film. As a result, an X-ray image 16 of the annular weld is formed on the film, which visually determines the quality of welding, the presence of cracks, lack of penetration and other defects {Fig. 5). With a quality-welded seam in the image, an annular image is uniform in color and tone, and if there are cracks in the picture, light streaks are visible.
Промышленная применимость Настоящее изобретение mюмьшгаенно применимо, проверено в лабораторных условиях и показало высокую эффективность в получении достоверной информации о структуре кругового сварного шва за один импульс рентгеновского излучения. При этом за счет фиксируемого позиционирования анода в трубчатом элементе обеспечивается возможность сравнения швов смежно расположенных вварных трубок теплообменных аппаратов ядерных реакторов. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is highly applicable, tested in laboratory conditions and has shown high efficiency in obtaining reliable information about the structure of a circular weld in a single X-ray pulse. In this case, due to the fixed positioning of the anode in the tubular element, it is possible to compare the seams of adjacent welded tubes of the heat exchangers of nuclear reactors.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ радиационной дефектоскопии круговых сварных швов трубчатых элементов, заключающийся в просвечивании рентгеновским излучением кольцевого сварного шва трубчатого элемента, приеме детектором рентгеновского излучения, прошедшего через сварной шов и преобразовании радиационного изображения сварного шва в радиографический снимок, отличающийся тем, что 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. 1. The method of radiation defectoscopy of circular welds of tubular elements, which consists in x-raying the annular weld of the tubular element, receiving an X-ray detector through the weld and converting the radiation image of the weld into a radiographic image, characterized in that it is an X-ray source use the anode of the rod-type x-ray apparatus, which is inserted into the cavity of the tubular element beyond the plane of the circular seam Nogo seam is performed X-ray radiation, and located outside the tubular element X-ray detector carried reception passed through a circular weld zone through the rotating X-ray collimator slit, which slit made radially directed.
2. Способ радиационной дефектоскопии круговых сварных швов трубчатых элементов, заключающийся в просвечивании сформированным источником излучения кольцевого сварного шва трубчатого элемента, приеме детектором излучения, прошедшего через кольцевой сварной шов и преобразовании радиационного изображения указанного шва в радиографический снимок, отличающийся тем, что в качестве источника рентгеновского излучения используют источник гамма-излучения, расположенный на конце стержневого элемента и который вводят в полость трубчатого элемента и перемещают через зону этого шва за его плоскость, затем осуществляют излучение в этом положении, а детектором излучения осуществляют прием излучения через щелевой коллиматор, вращающийся вокруг продольной оси трубчатого элемента напротив кольцевого сварного шва, щели которого выполнены радиально направленными.2. The method of radiation defectoscopy of circular welds of tubular elements, which consists in exposing the formed source of radiation to the annular weld of the tubular element, receiving a radiation detector through the annular weld and converting the radiation image of the seam into a radiographic image, characterized in that it is an X-ray source radiation use a gamma radiation source located at the end of the rod element and which is introduced into the cavity of the tubular ele ment and move through the zone of this seam beyond its plane, then radiation is carried out in this position, and the radiation detector receives radiation through a slotted collimator rotating around the longitudinal axis of the tubular element opposite the ring weld, the slits of which are made radially directed.
3. Устройство рентгеновского контроля круговых сварных швов вварных трубчатых элементов, представляющее собой анод рентгеновского аппарата стержневого вида или источник гамма-излучения, расположенный на конце стержневого элемента, детектор приема излучения и расположенный перед детектором коллиматор в виде диска с радиально направленными сквозными щелями, при этом указанный диск выполнен с возможностью вращения вокруг продольной оси анода или стержневого элемента для пропускания через щели излучения в направлении к детектору, и диск смонтирован на втулке конусной формы, закрепленной на аноде или стержневом элементе для перекрытия входного отверстия трубчатого элемента при вводе анода или стержневого элемента в полость этого элемента.3. An X-ray inspection device for circular welds of welded tubular elements, which is an anode of a rod-type X-ray apparatus or a gamma radiation source located at the end of a rod element, a radiation reception detector and located in front of the detector is a collimator in the form of a disk with radially directed through slits, wherein said disk is rotatable around the longitudinal axis of the anode or the rod element to pass radiation through the slots towards the detector, and the disk is mounted on a cone-shaped sleeve fixed to the anode or rod element to overlap the inlet of the tubular element when entering the anode or rod element into the cavity of this element.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что сквозные щели в диске коллиматора выполнены резкой и имеют одинаковую ширину по всей длине. 4. The device according to p. 3, characterized in that the through holes in the collimator disk are sharp and have the same width along the entire length.
5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что сквозные щели в диске коллиматора выполнены переменной ширины, увеличивающейся от центра к периферии пропорционально квадрату радиуса.5. The device according to p. 3, characterized in that the through slits in the collimator disk are made of variable width, increasing from the center to the periphery in proportion to the square of the radius.
6. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что сквозные щели в диске коллиматора имеют форму круговых секторов. 6. The device according to p. 3, characterized in that the through slits in the collimator disk are in the form of circular sectors.
7. Устройство рентгеновского контроля сварных кольцевых швов трубчатых элементов, содержащее рентгеновский излучатель, коллиматор, систему перемещения, детектор рентгеновского излучения, прошедшего через сварной шов, и индикаторный блок для преобразовании радиационного изображения сварного шва в радиографический снимок, отличающееся тем, что рентгеновский излучатель представляет собой стержневой формы анод рентгеновского аппарата, предназначенный для введения в полость трубчатого элемента и осуществления рентгеновского излучения, коллиматор расположен перед детектором рентгеновского излучения и выполнен в виде диска с радиально направленными щелями, при этом указанный диск выполнен с возможностью вращения вокруг продольной оеи анода для пропускания через щели рентгеновского излучения в направлении к детектору рентгеновского излучения, диск смонтирован на втулке конусной формы, закрепленной на аноде для перекрытия входного отверстия трубчатого элемента при вводе анода в полость этого элемента, а система перемещения выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения анода в горизонтальном и в вертикальном направлениях. 7. An X-ray inspection device for welded annular seams of tubular elements, comprising an X-ray emitter, a collimator, a movement system, an X-ray detector passing through the weld, and an indicator unit for converting the radiation image of the weld into a radiographic image, characterized in that the X-ray emitter is rod-shaped anode of the x-ray apparatus, designed to introduce into the cavity of the tubular element and the implementation of x-ray radiation , the collimator is located in front of the x-ray detector and is made in the form of a disk with radially directed slots, while the specified disk is made to rotate around the longitudinal anode of the anode to pass through the x-ray slots in the direction of the x-ray detector, the disk is mounted on a conical shaped sleeve fixed on the anode to block the inlet of the tubular element when the anode is inserted into the cavity of this element, and the movement system is configured to reciprocate atelnogo anode move in horizontal and vertical directions.
8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что в качестве детектора рентгеновского излучения использована рентгеновская пленка, с тыльной стороны которой расположена свинцовая пластина.8. The device according to claim 7, characterized in that an X-ray film is used as an X-ray detector, on the back of which there is a lead plate.
9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что оно снабжено направляющими элементами в виде распложенных по сторонам от анода стержней, предназначенных для ввода в полости трубчатых элементов, смежно расположенных с трубчатым элементом, в полость которого вводится анод.9. The device according to p. 8, characterized in that it is provided with guide elements in the form of rods arranged on the sides of the anode intended for insertion into the cavity of tubular elements adjacent to the tubular element into the cavity of which the anode is inserted.
10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что на корпусе рентгеновского излучателя смонтировано устройство включения питания рентгеновского излучателя при вводе анода в полость трубчатого элемента до упора в конусную втулку. 10. The device according to p. 9, characterized in that on the housing of the x-ray emitter mounted device for powering the x-ray emitter when you enter the anode into the cavity of the tubular element until it stops in the conical sleeve.
PCT/RU2010/000042 2009-06-25 2010-02-04 Method for the radiographic defect inspection of circular weld seams on tubular members (embodiments) and a device for implementing same (embodiments) WO2010151171A1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009124082 2009-06-25
RU2009124080 2009-06-25
RU2009124082/28A RU2493557C2 (en) 2009-06-25 2009-06-25 Method for radiation flaw detection of circular weld seams of tubular elements (versions) and apparatus for realising said method
RU2009124080 2009-06-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010151171A1 true WO2010151171A1 (en) 2010-12-29

Family

ID=43386747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2010/000042 WO2010151171A1 (en) 2009-06-25 2010-02-04 Method for the radiographic defect inspection of circular weld seams on tubular members (embodiments) and a device for implementing same (embodiments)

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2010151171A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109490341A (en) * 2018-12-25 2019-03-19 四川中核艾瑞特工程检测有限公司 A kind of ray detecting apparatus of nuclear island Leak-tight liner and the butt weld of penetration piece flange
CN111426708A (en) * 2020-05-13 2020-07-17 中车长江车辆有限公司 Real-time imaging detection device of shell ring welding seam X ray
CN112326695A (en) * 2020-10-30 2021-02-05 上海航天设备制造总厂有限公司 Circumferential X-ray instrument centering device for detecting annular welding seam
EP4067884A1 (en) * 2021-03-30 2022-10-05 Digiray Corp. Tube weld x-ray inspection device
US11874236B2 (en) 2021-03-30 2024-01-16 Digiray Corp. Tube weld x-ray inspection device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4283628A (en) * 1978-05-23 1981-08-11 DSO "Montaji"--Kontrolno Zavarachno Upravlenie Apparatus for the control of self-propelled gamma-flaw detector
RU17378U1 (en) * 2000-09-25 2001-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" X-ray tube
RU2284512C1 (en) * 2005-05-13 2006-09-27 Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский институт интроскопии Московского научно-производственного объединения "Спектр" Mobile device for testing welded joints of main pipelines
RU2285252C1 (en) * 2005-05-30 2006-10-10 Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский институт интроскопии Московского научно-производственного объединения "Спектр" In-tube mole for inspecting quality of edge welds
RU2318203C1 (en) * 2006-06-07 2008-02-27 Евгений Александрович Шиканов Method for diagnosing condition of main pipeline

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4283628A (en) * 1978-05-23 1981-08-11 DSO "Montaji"--Kontrolno Zavarachno Upravlenie Apparatus for the control of self-propelled gamma-flaw detector
RU17378U1 (en) * 2000-09-25 2001-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" X-ray tube
RU2284512C1 (en) * 2005-05-13 2006-09-27 Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский институт интроскопии Московского научно-производственного объединения "Спектр" Mobile device for testing welded joints of main pipelines
RU2285252C1 (en) * 2005-05-30 2006-10-10 Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский институт интроскопии Московского научно-производственного объединения "Спектр" In-tube mole for inspecting quality of edge welds
RU2318203C1 (en) * 2006-06-07 2008-02-27 Евгений Александрович Шиканов Method for diagnosing condition of main pipeline

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109490341A (en) * 2018-12-25 2019-03-19 四川中核艾瑞特工程检测有限公司 A kind of ray detecting apparatus of nuclear island Leak-tight liner and the butt weld of penetration piece flange
CN109490341B (en) * 2018-12-25 2024-04-16 四川中核艾瑞特工程检测有限公司 Radial detection device for butt welding seam between nuclear island steel lining and penetrating piece flange
CN111426708A (en) * 2020-05-13 2020-07-17 中车长江车辆有限公司 Real-time imaging detection device of shell ring welding seam X ray
CN112326695A (en) * 2020-10-30 2021-02-05 上海航天设备制造总厂有限公司 Circumferential X-ray instrument centering device for detecting annular welding seam
EP4067884A1 (en) * 2021-03-30 2022-10-05 Digiray Corp. Tube weld x-ray inspection device
US11860113B2 (en) 2021-03-30 2024-01-02 Digiray Corp. Tube weld X-ray inspection device comprising an X-ray source, an X-ray source support, and an image plate fixing part for fixing an image plate
US11874236B2 (en) 2021-03-30 2024-01-16 Digiray Corp. Tube weld x-ray inspection device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8923478B2 (en) X-ray inspection apparatus for pipeline girth weld inspection
RU2598396C2 (en) Method and system of combined radiation nondestructive control
WO2010151171A1 (en) Method for the radiographic defect inspection of circular weld seams on tubular members (embodiments) and a device for implementing same (embodiments)
US7912174B2 (en) Computed tomography system and method
US20180286624A1 (en) X-Ray Source for 2D Scanning Beam Imaging
RU2493557C2 (en) Method for radiation flaw detection of circular weld seams of tubular elements (versions) and apparatus for realising said method
JP3847134B2 (en) Radiation detector
US4347624A (en) X-ray diagnostic apparatus for producing transverse layer images
JPS63173941A (en) Nondestructive inspection method and device by radiation
JP3850711B2 (en) Radiation utilization inspection device
JP2012122737A (en) X-ray diffraction device
JP2011149936A (en) Nuclear fuel pellet inspection
US3873837A (en) Tire inspection apparatus
JP2009128112A (en) Neutron diffracting device
RU87021U1 (en) DEVICE OF NON-DESTRUCTIVE X-RAY CONTROL OF WELDED RING SEAMS OF TUBULAR ELEMENTS
EP3236255A1 (en) Apparatus and method for observing a butt-welded portion of a tube
KR20180039843A (en) Radiographic Testing Apparatus using Radiation Inspection
JP3902048B2 (en) Radiation inspection equipment
JP6697518B2 (en) X-ray circular tube and X-ray device including the X-ray circular tube
RU2530452C1 (en) Method and apparatus for radioisotope flaw detection of annular weld joints
JP4987321B2 (en) X-ray inspection apparatus and X-ray inspection method
JP2008256587A (en) X-ray inspection device and method
JPS62106352A (en) Scanning type x-ray microscope
RU2683997C1 (en) Radioisotope flaw detection method and arrangement of the welded in tubular elements annular welded joints metal supra-molecular structure dynamic slot radiography device
RU2700364C1 (en) Method and diagram of device for radiographic control of macrostructure of axially symmetric annular welded joints of welded tubular elements

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10792396

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 04/04/2012)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10792396

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1