2.3. Материалы и средства радиографии

Радиографическая пленка состоит из семи слоев (рис. 2.7). Слой, называемый подложкой, представляет собой тонкий прозрачный слой из нитроцеллюлозы или ацетатцеллюлозы, обычно окрашенный в голубой или сине-зеленый цвет. Подложка покрывается с обеих сторон специальным клеем (подслоем), на который наносятся светочувствительные эмульсионные слои.

Д ля предохранения от механических повреждений на эмульсионный слой наносится слой желатины (защитный слой).

При действии квантов излучения с энергией Е на эмульсию пленки происходит ионизация зерен бромистого серебра, вызывая так называемое скрытое изображение. При этом ион брома в кристаллической решетке бромистого серебра теряет свой электрон, превращаясь в нейтральный атом брома. Свободный электрон, взаимодействуя с положительно заряженным ионом серебра, нейтрализует его, превращая в нейтральный атом металлического серебра:

(2.4)

или

. (2.5)

Таким образом, под действием излучения в эмульсии пленки образуются частицы металлического серебра, так называемые центры кристаллизации. Чтобы вызвать почернение пленки, ее подвергают фотообработке, при которой процесс кристаллизации серебра из эмульсии пленки и появление изображения на рентгеновском снимке (негативе).

При этом, если дефектами являются несплошности поры, шлаковые включения, непровары и т.п., полости которых заполнены газами или материалами с меньшей плотностью, чем металл сварного соединения, то на рентгеновском снимке в местах дефектов образуются потемнения. Степень потемнения пленки пропорциональна глубине дефекта, поскольку в этом месте на пленку попадает излучение большей интенсивности. В случае дефектов в виде включений материалов большей плотности, чем основной металл, например, вольфрам, на пленке образуются светлые пятна.

Степень почернения пленки определяется величиной называемой оптической плотностью почернения. Согласно ГОСТ 7512, нормальная плотность рентгеновских снимков при дефектоскопии сварных соединений должна составлять 1,5…3 ед.

В общем случае на плотность негатива влияют экспозиционная доза, зависящая от продолжительности и интенсивности облучения, фотографические свойства пленки и режимы фотообработки. К основным фотографическим свойствам пленки относятся чувствительность и контрастность. Чувствительность рентгеновской пленки характеризуется размером экспозиции, необходимым для достижения после проявления определенной плотности потемнения.

Контрастность – это разница в почернении наиболее темного и светлого соседних участков снимка. Чем больше контрастность пленки, тем резче на ней выявляются изображения дефектов сварных соединений.

Зернистость пленок определяется зернистым строением фотоэмульсии, обуславливающим зернистость изображения на снимке. В процессе проявления микрокристаллы восстановленного серебра могут собираться в различимые глазом локальные образования – зерна, что приводит к ухудшению выявляемости дефектов на снимке. Зернистость изображения на снимке зависит от типа пленки (размеров зерен серебра в эмульсии), энергии излучения – растет с ростом энергии излучения, времени проявления – растет с увеличением времени проявления снимка.

Разрешающая способность пленок определяется числом раздельно воспринимаемых на снимке изображений линий на одном миллиметре. Пленки с более высокой разрешающей способностью обеспечивают лучшее раздельное восприятие изображений близлежащих дефектов.

Рентгеновские пленки, применяемые для контроля радиографическим методом, можно разбить на две группы – применяемые с флуоресцентными экранами – экранные пленки и используемые без флуоресцентных экранов – безэкранные пленки.

Усиливающие экраны применяют для сокращения времени просвечивания. Усиливающее действие экранов характеризуется коэффициентом усиления, определяемым отношением времени просвечивания без экрана и с экраном.

Усиливающее действие металлических экранов, используемых при контроле методом прямой экспозиции, определяется вторичными электронами, образующимися в экране при прохождении через него ионизирующего излучения. Экраны изготавливают из фольги тяжелых металлов (свинец, вольфрам, олово и т.д.). Для каждого источника ионизирующего излучения материал экрана следует выбирать в зависимости от его энергии. Толщина экрана должна быть равна максимальной длине пробега вторичных электронов в экране. При изменении толщины фольги либо уменьшается коэффициент преобразования энергии излучения в кинетическую энергию вторичных электронов, либо ослабляется интенсивность ионизирующего излучения и вследствие этого уменьшается усиливающее действие экрана.

Усиливающее действие флуоресцентных экранов определяется действием фотонов видимой, сине-фиолетовой, ультрафиолетовой и инфракрасной областей спектра, высвечиваемых из люминофоров при прохождении через них ионизирующего излучения. В качестве люминофоров используют ZnS, CdS, BaSO₄, PbSO₄, CaWO₄ и др.

Флуоресцентные экраны изготавливают в виде пластмассовых или картонных подложек, на которые наносят слой люминофора. Эти экраны рекомендуется использовать с экранными радиографическими пленками, поскольку спектральная чувствительность пленки и спектр свечения экранов хорошо согласуются.

При использовании флуоресцентных экранов разрешающая способность изображения на пленках существенно ухудшается из-за крупнозернистости экранов.

С помощью флуоресцентных экранов уменьшают время экспозиции, а при использовании металлических экранов – лучшую чувствительность.

Пленки и усиливающие экраны с поврежденными эмульсионными слоями и загрязненной поверхностью не могут быть использованы для работы. Во избежание повреждения и загрязнения поверхности пленок и экранов все работы по зарядке и разрядке кассет следует производить с особой осторожностью. Дефекты на поверхности флуоресцирующих экранов приводят к тому, что на снимках появляются белые пятна, на фоне которых могут быть не обнаружены дефекты сварных соединений. Работая с флуоресцентными экранами, следует помнить, что их эмульсионные слои являются очень хрупкими и легко разрушаются под воздействием механических нагрузок. Поэтому как при зарядке и разрядке кассет, так и при установке их на контролируемое сварное соединение не следует чрезмерно изгибать экраны. Следует изгибать трение пленки о поверхности, так как рентгенографические материалы являются электровозбудимыми и после их просвечивания и обработки на снимках часто возникают следы электростатических разрядов, которые затрудняют расшифровку результатов радиографического контроля.

На металлических экранах, после воздействия механических нагрузок образуются вмятины, царапины, гофры и т.д. Для придания жесткости таким экранам их наклеивают на картонные подложки.

Гибкие кассеты сделаны из светонепроницаемого материала (пластика, дерматина, бумаги и т.д.). Пленку с экранами или без них помещают во внутрь кассеты.

Маркировочные знаки (буквы, цифры, стрелки), предназначенные для нумерации и разметки радиографических снимков, изготавливают из свинца. Они поставляются наборами в комплекте с пинцетами и пеналами для составления маркировки.

Эталоны чувствительности. Для оценки качества снимков и чувствительности к дефектам применяют эталоны чувствительности. Согласно ГОСТ 7512 предусмотрены три вида эталонов чувствительности - канавочные, проволочные и пластинчатые. Эталоны чувствительности изготавливают из материала, основа которого по химическому составу аналогична основе контролируемого сварного соединения. Каждый эталон помещается в герметически закрытый полихлорвиниловый чехол.

Форма и размеры проволочных эталонов чувствительности приведены на рис. 2.9 и в табл. 1. Длина проволок в эталонах 20_-0,52 мм.

Рис. 2.9. Проволочный эталон. 1 – вкладыш; 2 - чехол

Таблица 2.1. Размеры проволочных эталонов, мм.

Номер эталона	d1	d2	d3	d4	d5	d6	d7	h
1	0,2	0,16	0,125	0,10	0,08	0,063	0,05	1,2
2	0,4	0,32	0,25	0,20	0,16	0,125	0,10	1,4
3	1,25	1,00	0,80	0,63	0,50	0,40	0,32	2,2
4	4,0	3,20	2,50	2,00	1,60	1,25	1,00	5,0

Ф орма и размеры канавочных эталонов чувствительности приведены на рис. 2.10. и в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Размеры канавочного эталона, мм.

Номер эталона	Глубина канавок						Предельные отклонения глубины канавок
	h1	h2	h3	h4	h5	h6
1	0,6	0,5	0,4	0,3	0,2	0,1	- 0,025
2	1,75	1,5	1,25	1,0	0,75	0,5	- 0,06
3	-	-	3,0	2,5	2,0	1,5	-0,1
	4,0	3,5	-	-	-	-	- 0,12

Форма и размеры пластинчатых эталонов чувствительности приведены на рис. 2.11. и в табл. 2.3.

Таблица 2.3. Размеры пластинчатого эталона.

Номер эталона	h		D		d
	Ном.	Пред. откл.	Ном.	Пред. откл.	Ном.	Пред. откл.
1	0,1	- 0,01	0,2	+ 0,01	0,1	+ 0,01
2	0,2	-0,025	0,4	+0,025	0,2	+0,025
3	0,3		0,6		0,3
4	0,4		0,8		0,4
5	0,5		1,0		0,5
6	0,6	- 0,06	1,2	+ 0,06	0,6	+ 0,06
7	0,75		1,5		0,75
8	1,0		2,0		1,0
9	1,25		2,5		1,25
10	1,5	-0,1	3,0	+ 0,1	1,5	+ 0,1
11	2,0		4,0	+ 0,12	2,0
12	2,5		5,0		2,5

Магнитные держатели обеспечивают усилие прижатия не менее 50 Н. С их помощью кассеты, заряженные пленкой с экранами или без них, устанавливают и фиксируют на сварных соединениях из ферромагнитных материалов.

Для расшифровки рентгенограмм служат негатоскопы, с плавной регулировкой яркости освещения.