Перечислим правила организации оптимальной схемы контроля:
1. Детектор чем ближе к изделию, тем лучше
На практике детектор в чехле крепится на сварное соединение магнитами, штативами или другими подручными средствами или устанавливается рядом с изделием на пол. Убедитесь в том, что детектор стоит действительно максимально вплотную к изделию. В особенных случаях имеет смысл вынуть детектор из чехла.
2. Минимальная радиационная толщина
В простых случаях это правило сводится к установке источника на тонкую сторону разнотолщинного кольцевого стыка или выбору минимального угла наклона пучка к нормали к поверхности изделия. Для сложных деталей выбрать наилучший ракурс съемки поможет конструктор и компьютерная модель изделия.
Особый и очень распространенный на практике случай – съемка толстостенной трубы через две стенки. На рисунке 1 (внизу статьи) видно, что оптимальным с точки зрения минимизации радиационной толщины является положение источника излучения прямо на внешней поверхности трубы, что на практике реализуемо только для гамма-изотопов. Для трубы с внутренним диаметром 160 мм и толщиной стенки 40 мм радиационная толщина в центре снимка всегда будет 80 мм. При этом радиационная толщина на краях снимка сектора 60 ° увеличивается с 84.4 мм до 90.2 мм при удалении источника излучения на 200 мм от стенки трубы. Лишних 6 мм стали ослабит и без того слабое излучение, проходящее сквозь трубу еще сильнее. Вывод – ставьте аппарат как можно ближе к стенке.
3. Минимальный перепад радиационной толщины на всей зоне контроля
Это очевидное требование противоречит стремлению повысить производительность и получить за одну экспозицию изображение как можно большего участка изделия. Выбирайте по месту экспериментируя и считая, что быстрее.
4. Аппарат настолько близко к детектору, насколько позволяет геометрическая нерезкость
Причина такого выбора очевидна – чем ближе аппарат к детектору, тем больше излучения, причем зависимость потока излучения от расстояния квадратичная.
Расстояние от источника излучения до изделия ограничиваются существующими требованиями к геометрической нерезкости изображения. Традиционно геометрической нерезкости уделяется много внимания в нормативных документах. В ГОСТ ИСО 17636-2 расстояние от источника излучения до трубы регламентируется формулами 1,2,3,4 и номограммой на рис. 21. Формулы там довольно сложны.
Постараемся привести здесь более простое и интуитивно понятное правило для выбора разумного расстояния от источника до объекта контроля.
Расположим источник излучения как можно ближе к трубе, показанной на рисунке выше. Поскольку с гамма-изотопами мы работаем редко, и поставить источник излучения прямо на трубу не сможем, возьмем расстояние от стенки до фокусного пятна равное 100 мм.
Заявленный производителем размер фокусного пятна большинства аппаратов равен 3 мм по EN12543. Этот стандарт предписывает измерять размер почти всего фокусного пятна, от края до края. На практике геометрическая нерезкость лучше рассчитывается исходя из размера фокусного пятна измеренного примерно на уровне 50% от максимума излучения. Этот размер несложно измерить самостоятельно получив изображение фокусного пятна с помощью излучения, прошедшего на детектор через свинцовый лист с маленьким отверстием. Для аппаратов Eresco фокусное пятно представляет из себя два вытянутых максимума, соответствующих двум витка спирали катодной нити. Размер фокусного пятна по уровню 50% от максимума составляет 1.5-2 мм. Такое же значение, 1.5 мм, заявлено производителем аппарата по стандарту измерения фокусного пятна IEC336.
Использовав значение 1.5 мм, как размер фокусного пятна, можно оценить геометрическую нерезкость изображения из простой пропорции: 1.5 мм х (40 мм/300 мм) = 0.2 мм
Здесь 300 мм – расстояние от фокуса до внутренней стенки трубы, 40 мм расстояние от внутренней стенки до детектора, при условии, что вы поставили детектор вплотную к стенке (см. выше).
Вывод – выбранное положение аппарата вплотную к трубе даст требуемое стандартом 17636-2 пространственное разрешение, оно близко к оптимальному. Ставьте аппарат вплотную.
Стоит отметить, что в последнее время на рынке появились портативные острофокусные аппараты с анодным напряжением до 200 кВ (отечественный 0,3 СБК 200 С РК F 0,8х0,8) или 300 кВ (ICM CP300DS). Проверки показала, что заявленные производителями размеры фокусных пятен (от 0.5 мм до 1.2 мм) реальны. Используя подобные аппараты, вы можете ставить их вплотную даже к маленьким трубам.
5. Заблокировать рассеянное излучение, попадающее на детектор в обход контролируемого изделия
При съемке резервуара или сварного шва трубы через одну единственный путь, которым излучение может попасть на детектор – через объект контроля.
Совсем другая ситуация если вы снимаете объект через две стенки. Излучение может попасть на детектор двумя нежелательными путями:
- Излучение, рассеянное ближней к аппарату стенкой изделия, приходит на детектор спереди.
- Излучение, рассеянное окружающими предметами, например стенками камеры или землей, приходит на детектор сзади.
- При съемке толстых изделий используйте два простых приема, которые позволят вам существенно улучшить изображение:
- Установите на аппарат свинцовый коллиматор толщиной 6-12 мм. Это снизит дозу излучения в месте контроля и одновременно уменьшит сигнал, связанный с рассеянным излучением. Уровень серого на изображении уменьшится, но качество изображения улучшится примерно на «половину проволоки» эталона.
- Поставьте на заднюю сторону детектора какой-либо предмет, блокирующий мягкое рассеянное излучение. Достаточно 1 мм свинца или 3-4 мм стали. Для проверки эффекта от последнего приема можно закрыть половину сзади половину детектора и посмотреть разницу между двумя половинами изображения. Как правило обратно рассеянное излучение накладывает на основное радиографическое изображение размытое изображение электроники самого детектора.
