Оборудование для рентгенографии от компании Литас

Виды генераторов рентгеновских лучей для неразрушающего контроля

Основным признаком, по которому классифицируются промышленные аппараты для рентгенографии – это постоянная или импульсная генерация рентгеновского излучения.

Рентгеновские аппараты импульсного потенциала используются для контроля объектов малой толщины. Максимальная толщина, которую просвечивают отечественные радиографические дефектоскопы составляет 50 мм (модель «Памир-300», ООО «СпектроФлэш», Санкт-Петербург). Импульсные генераторы наиболее эффективны при контроле тонкостенных трубопроводов, емкостей, других небольших объектов. Приборы позволяют выполнять как направленные, так и панорамные снимки.

Управлять устройствами с таким принципом действия достаточно просто, поскольку сила тока и величина напряжения у них не регулируются. Кроме этого импульсные дефектоскопы:

• не позволяют получить снимки высокой резкости, что затрудняет расшифровку результатов контроля;
• недолговечны, что связано с высокой температурной нагрузкой и трудностями с охлаждением.

В то же время импульсные рентгенографические приборы недороги, легки и удобны для переноски (их вес редко превышает 10 кг).

Рентгеновские аппараты постоянного потенциала более долговечны и способны находить дефекты на большей глубине. Аппараты серии «Радон», производства компании «Литас» из Казани, просвечивают стальные изделия на глубину до 55 мм, приборы модели «ISOVOLT Titan E» от транснациональной компании «General Electric» - на глубину 100 мм. Однако вес их значительно больше, чем у импульсных и достигает 40 и более кг.

В то же время в рентген аппаратах постоянного потенциала предусмотрена регулировка силы тока и величины напряжения, что дает возможность настроить устройство на экспозицию объекта определенной толщины. Его управляемость позволяет обеспечить хорошее качество рентгеновских снимков, благодаря чему становится проще обнаружить дефект и определить его координаты.

Работа с радиографическим дефектоскопами постоянного потенциала позволяет выполнять частые и продолжительные экспозиции, что стало возможным благодаря наличию систем принудительного охлаждения. Кроме этого, много моделей такого типа имеют режимы автоматической тренировки трубки, калькуляторы экспозиции и другие опции, облегчающие работу оператора. Такие возможности появились за счет использования микропроцессорного управления.

Несмотря на более высокую, чем у импульсных, цену и сложность эксплуатации, рентгенографические дефектоскопы постоянного потенциала обладают более высокой производительностью, позволяя осуществлять контроль труб большего диаметра за меньшее время.

Существуют и другие признаки, по которым классифицируются промышленные рентгенографические приборы:

• стационарные или переносные: стационарные рентген аппараты предназначены для работы в условиях заводских лабораторий, исследовательских организаций или компаний, предлагающих услуги неразрушающего контроля. Переносные дефектоскопы используются в полевых условиях и в передвижных лабораториях, поэтому к этой группе относятся компактные и нетяжелые радиографические приборы. Для них разработаны приспособления (съемные кольца, ремни, цепи), позволяющие зафиксировать устройство под определенным углом, для обеспечения экспозиции необходимого участка;
• с направленной или панорамной съемкой. Направленная сьемка используется при контроле трубопроводов малого и среднего диаметра или продольных швов. Для просвечивания сварных стыков трубопроводов большого диаметра удобно использовать рулонную пленку и переносные радиографические дефектоскопы с панорамной геометрией излучения, что позволяет получить рентгенограмму всего кольцевого стыка за одну экспозицию. Импульсные радиографические дефектоскопы используются, как при направленной, так и при панорамной съемке, а постоянного потенциала – либо для направленного, либо для панорамного;
• по материалу трубки: со стеклянной или металлокерамической. Рентгенографические приборы со стеклянной трубкой имеют более низкую цену, а с металлокерамической - более длительный срок службы. Металлокерамические трубки способны воспринять более высокое напряжение, что позволяет контролировать изделия большей толщины;
• по виду заполнения: маслонаполненные или с использованием электротехнического SF6. В большинстве моделей радиографических дефектоскопов с металлокерамическими колбами в качестве изолирующей среды используется элегаз, что делает аппарат легче. Однако при работе в полевых условиях при температуре -20°С и ниже, газ конденсируется, останавливая работу. В то же время, хотя генераторы, в которых для терморегуляции и защиты используется масло, имеют больший вес. Одновременно с этим, охлаждающая способность и возможность восприятия большего тока делают маслонаполненные генераторы в определенных условиях более эффективными.

Отечественный рынок рентгенографических приборов предлагает широкий выбор дефектоскопов производства российских и лучших западных компаний, многие из которых можно приобрести в ООО «Литас» (Казань) – одной из ведущих российских компаний, выпускающих и предлагающих оборудование для неразрушающего контроля радиографическими методами. ООО «Литас» выпускает моноблочные, высокочастотные, переносные рентгеновские аппараты серии «Радон», способные просветить объект толщиной до 95 мм при температуре окружающего воздуха до -40°С.

Помимо собственного производства, в каталог компании «Литас» вошли следующие модели:

• ООО «Благовест» совместно с НПП «Эридан сервис» (г. Уфа) – переносные, малогабаритные импульсные радиографические дефектоскопы моделей «Пион», «Пион-2М»;
• ООО «Спектрофлэш» (г. Санкт-Петербург) – переносные импульсные приборы «Памир» и «Арина», а также мобильные генераторы постоянного потенциала «Март»;
• ООО «Синтез НПФ» (г. Санкт-Петербург) – переносные, направленные и панорамные радиографические дефектоскопы СБК;
• ООО «Синтез НДТ» (г. Санкт-Петербург) – рентгеновские аппараты постоянного потенциала, предназначенные для работы в тяжелых полевых условиях, в том числе на Крайнем Севере серии РПД;
• многоотраслевая корпорация «General Electric» (США), изготавливающая рентгеновское оборудование постоянного потенциала серий «Isovolt Titan E» и «Eresco»;
• компания «Teledyne ICM SA» (Бельгия), выпускающая портативные и долговечные приборы марки «SITEX».

Эти приборы помогают обнаружить, локализовать и определять координаты дефектов различного вида и размера в сварных швах трубопроводов, а также в стальных отливках в стационарных и полевых условиях.

Конструктивные особенности и принцип работы

Основным рабочим элементом оборудования для неразрушающего контроля радиографическими методами является стеклянная или металлокерамическая рентгеновская трубка, препятствующая свободному току от катода к аноду. Из трубки откачан воздух и в вакууме происходит эмиссия электронов: взрывная у импульсных генераторов и термоэлектронная у генераторов постоянного потенциала.

Трубка радиографического прибора постоянного потенциала представляет собой герметичную колбу, у которой с одной стороны находится нить накаливания, а с другой размещена мишень – наклонная пластина или конус из вольфрама. Термоэлектронная эмиссия возникает по мере того, как электрический ток, проходя через нить накаливания, освобождает электроны, образующие облако. Повышение напряжения на катоде способствует ускорению движения электронов и соответственно повышению силы их ударов о мишень. Результатом резкого торможения электронов при достижении анода становится рентгеновское излучение, образование которого требует не более 10% кинетической энергии электронов, а остальная энергия преобразуется в тепловую. Поэтому генераторы постоянного потенциала всегда оснащаются системами водяного или воздушного охлаждения.

В полупериодных генераторах рентгеновская трубка выполнена в форме электровакуумного диода. Электрический ток идет только в одном направлении, но для питания аппарата используется лишь половина синусоиды высокого напряжения. Эта особенность приводит к тому, что КПД у полупериодных генераторов ниже чем у генераторов постоянного потенциала.

В импульсных генераторах используются рентгеновские трубки с взрывной электронной эмиссией. В первом случае в качестве катода применяется вольфрамовая фольга. Трансформатор и разрядник-обостритель выдают короткий импульс высокого напряжения, взрывающим кромку фольги, в результате чего возникает облако плазмы, служащее источником электронов. В трубках другого вида используется накальный катод из вольфрама – нить, закрепленная на стержнях из молибдена. Нить накаливается за счет подачи на нее тока низкого напряжения. В результате накаливания возникают свободные электроны, которые при помощи специально предусмотренного металлического колпака направляются на анод с расположенной по центру пластиной из вольфрама. При столкновении электронов с вольфрамовой пластиной они резко тормозят, высвобождая при этом большое количество кинетической энергии, которая генерирует рентгеновское излучение, выходящее через диафрагму аппарата.

Основные правила выбора

При выборе оборудования для неразрушающего контроля, фактор цены определяющим не является. В этом случае в первую очередь необходимо учитывать характеристики проверяемых объектов, с целью определения способности конкретной модели аппарата решать поставленные задачи:

• максимальная толщина просвечиваемых изделий. В описании любого рентгеновского дефектоскопа указана максимальная глубина просвечивания, рассчитанная с учетом вида материала, фокусного расстояния, вида пленки, времени экспонирования, оптической плотности потемнения. Глубина просвечивания – один из основных факторов выбора;
• ожидаемое количество экспозиций в смену. Производительность дефектоскопа не может быть меньше этой величины;
• специфика условий работы, в первую очередь климатических особенностей. Это требование особенно актуально при контроле объектов, эксплуатируемых в условиях Севера. В этом случае необходимо выбирать модели, адаптированные к низким температурам. В полевых условиях предпочтительнее аппараты с герметичным блоком управления и питания;
• интервал и шаг настройки силы тока и величины напряжения. В зависимости от модели сила тока может варьироваться от 0,5 до 8,0 мА, а величина напряжения достигать 600 кВ. При этом величина шага настройки прямо сказывается на качестве подготовки аппарата к работе;
• регламент тренировки трубки, предназначенный для обретения рентгеновским аппаратом рабочей кондиции после длительного перерыва. Современные генераторы поставляются с уже установленной программой автоматической тренировки, что освобождает дефектоскописта от ручной настройки;
• величина фокусного пятна, напрямую влияющая на качество изображения на рентгенограмме – чем оно меньше, тем выше резкость экспозиции. У импульсных аппаратов диаметр фокусного пятна составляет от 2,5 до 3,0 мм, а у рентгеноскопов постоянного потенциала от 0,8 до 3,6 мм, при этом необходимо учитывать геометрическое увеличение, зависящее от расстояния между объектом и источником ионизирующего излучения;
• продолжительность непрерывной работы при максимальной мощности. Этот показатель варьируется в широких пределах – от нескольких минут до круглосуточной эксплуатации;
• тип охладительной системы. Импульсные генераторы обладают простой охладительной системой – масло внутри высоковольтного блока, которое охлаждается за счет естественной конвекции воздуха. Аппараты постоянного потенциала оборудуются системами принудительного воздушного, либо водяного охлаждения. Для этого используются радиаторы, вентиляторы, а в отдельных случаях – замкнутым контуром, по которому циркулирует теплоноситель. Системами водяного охлаждения комплектуются преимущественно стационарные рентген аппараты высокой мощности;
• удобство, простота и надежность управления. Много моделей рентгеновских дефектоскопов оснащены программами автоматического контроля рабочего цикла трубки и запоминания параметров последних экспозиций;
• масса – важный фактор для компактных радиографических дефектоскопов, причем кроме веса самого прибора, к носимому рентгенографистом грузу, добавляется вес пульта управления и присоединяющих кабелей;
• свойства аксессуаров, входящих в комплект поставки, в первую очередь разъемов и кабелей, которые должны сохранять свои качества и на морозе;
• характеристики питающего напряжения. Емкость аккумуляторов и мощность мобильных электростанций должны соответствовать требуемому рабочему напряжению, необходимому для нормальной работы оборудования;
• простота эксплуатации и доступность гарантийного ремонта и постгарантийного обслуживания оборудования.

Учет всего комплекса параметров, которым должен соответствовать рентгеновский аппарат, позволит выбрать прибор, способный произвести проверку качества сварных швов и металлических отливок и выдать заключение о наличии дефектов.

Специалисты компании «Литас» из Казани готовы дать профессиональные консультации по характеристикам аппаратов, входящих в каталог компании и оказать помощь в подборе наиболее эффективного для конкретных условий оборудования.