Современные достижения в радиационном контроле (обзор)
Рассмотрен перспективный метод получения цифрового изображения результатов радиационного контроля без промежуточных носителей данных. Проанализированы преимущества флэш-радиографии: высокая производительность; низкая стоимость; возможность многоракурсного наблюдения в реальном времени внутренних деф...
Saved in:
| Published in: | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Date: | 2017 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2017
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/148912 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Современные достижения в радиационном контроле (Обзор) / В.А. Троицкий, С.Р. Михайлов, Р.О Пастовенский // Автоматическая сварка. — 2017. — № 8 (766). — С. 61-67. — Бібліогр.: 24 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-148912 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Троицкий, В.А. Михайлов, С.Р. Пастовенский, Р.О. 2019-02-19T09:17:02Z 2019-02-19T09:17:02Z 2017 Современные достижения в радиационном контроле (Обзор) / В.А. Троицкий, С.Р. Михайлов, Р.О Пастовенский // Автоматическая сварка. — 2017. — № 8 (766). — С. 61-67. — Бібліогр.: 24 назв. — рос. 0005-111X DOI: https://doi.org/10.15407/as2017.08.08 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/148912 621.19.30 Рассмотрен перспективный метод получения цифрового изображения результатов радиационного контроля без промежуточных носителей данных. Проанализированы преимущества флэш-радиографии: высокая производительность; низкая стоимость; возможность многоракурсного наблюдения в реальном времени внутренних дефектов сварных соединений; отсутствие промежуточных носителей информации. Выполнено сравнение основных методов получения цифрового изображения. Предложена новая технология радиационного контроля на основе малогабаритных полупроводниковых детекторов, которая получила название Х-rау mini технология. Розглянуто перспективний метод отримання цифрового зображення результатів радіаційного контролю без проміжних носіїв даних. Проаналізовано такі переваги флеш-радіографії: висока продуктивність; низька вартість; можливість спостереження з багатьох ракурсів в реальному часі внутрішніх дефектів зварних з’єднань; відсутність проміжних носіїв інформації. Виконано порівняння основних методів отримання цифрових зображень. Запропоновано нову технологію радіаційного контролю на основі малогабаритних напівпровідникових детекторів, яка отримала назву Х-rау mini технологія. A paper studies a prospective method for obtaining a digital image on results of radiation testing without intermediate data carriers. Advantages of flash-radiography were analyzed, namely high efficiency, low cost, possibility of on-line multiangle monitoring of welded joint internal defects; absence of intermediate data carriers. New radiation testing technology based on small size semi-conductor detectors, named X-ray mini technology, was proposed. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Производственный раздел Современные достижения в радиационном контроле (обзор) Сучасні досягнення в радіаційному контролі (огляд) Current achievements in radiation testing (review) Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Современные достижения в радиационном контроле (обзор) |
| spellingShingle |
Современные достижения в радиационном контроле (обзор) Троицкий, В.А. Михайлов, С.Р. Пастовенский, Р.О. Производственный раздел |
| title_short |
Современные достижения в радиационном контроле (обзор) |
| title_full |
Современные достижения в радиационном контроле (обзор) |
| title_fullStr |
Современные достижения в радиационном контроле (обзор) |
| title_full_unstemmed |
Современные достижения в радиационном контроле (обзор) |
| title_sort |
современные достижения в радиационном контроле (обзор) |
| author |
Троицкий, В.А. Михайлов, С.Р. Пастовенский, Р.О. |
| author_facet |
Троицкий, В.А. Михайлов, С.Р. Пастовенский, Р.О. |
| topic |
Производственный раздел |
| topic_facet |
Производственный раздел |
| publishDate |
2017 |
| language |
Russian |
| container_title |
Автоматическая сварка |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Сучасні досягнення в радіаційному контролі (огляд) Current achievements in radiation testing (review) |
| description |
Рассмотрен перспективный метод получения цифрового изображения результатов радиационного контроля без промежуточных носителей данных. Проанализированы преимущества флэш-радиографии: высокая производительность; низкая стоимость; возможность многоракурсного наблюдения в реальном времени внутренних дефектов сварных соединений; отсутствие промежуточных носителей информации. Выполнено сравнение основных методов получения цифрового изображения. Предложена новая технология радиационного контроля на основе малогабаритных полупроводниковых детекторов, которая получила название Х-rау mini технология.
Розглянуто перспективний метод отримання цифрового зображення результатів радіаційного контролю без проміжних носіїв даних. Проаналізовано такі переваги флеш-радіографії: висока продуктивність; низька вартість; можливість спостереження з багатьох ракурсів в реальному часі внутрішніх дефектів зварних з’єднань; відсутність проміжних носіїв інформації. Виконано порівняння основних методів отримання цифрових зображень. Запропоновано нову технологію радіаційного контролю на основі малогабаритних напівпровідникових детекторів, яка отримала назву Х-rау mini технологія.
A paper studies a prospective method for obtaining a digital image on results of radiation testing without intermediate data carriers. Advantages of flash-radiography were analyzed, namely high efficiency, low cost, possibility of on-line multiangle monitoring of welded joint internal defects; absence of intermediate data carriers. New radiation testing technology based on small size semi-conductor detectors, named X-ray mini technology, was proposed.
|
| issn |
0005-111X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/148912 |
| citation_txt |
Современные достижения в радиационном контроле (Обзор) / В.А. Троицкий, С.Р. Михайлов, Р.О Пастовенский // Автоматическая сварка. — 2017. — № 8 (766). — С. 61-67. — Бібліогр.: 24 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT troickiiva sovremennyedostiženiâvradiacionnomkontroleobzor AT mihailovsr sovremennyedostiženiâvradiacionnomkontroleobzor AT pastovenskiiro sovremennyedostiženiâvradiacionnomkontroleobzor AT troickiiva sučasnídosâgnennâvradíacíinomukontrolíoglâd AT mihailovsr sučasnídosâgnennâvradíacíinomukontrolíoglâd AT pastovenskiiro sučasnídosâgnennâvradíacíinomukontrolíoglâd AT troickiiva currentachievementsinradiationtestingreview AT mihailovsr currentachievementsinradiationtestingreview AT pastovenskiiro currentachievementsinradiationtestingreview |
| first_indexed |
2025-11-25T01:49:18Z |
| last_indexed |
2025-11-25T01:49:18Z |
| _version_ |
1850504075021385728 |
| fulltext |
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ РАЗДЕЛ
61ISSN 0005-111X АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА, №8 (766), 2017
doi.org/10.15407/as2017.08.08 УДК 621.19.30
современные Достижения
в раДиационном Контроле (оБзор)
В. А. ТРОИЦКИЙ1, С. Р. МИХАЙЛОВ2, Р. О ПАСТОВЕНСКИЙ1
1иэс им. е. о. патона нан Украины. 03680, г. Киев-150, ул. Казимира малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
2нтУУ «Кпи им. игоря сикорского». 03056, г. Киев-56, просп. победы, 37. E-mail: fel@kpi.ua
рассмотрен перспективный метод получения цифрового изображения результатов радиационного контроля без промежу-
точных носителей данных. проанализированы преимущества флэш-радиографии: высокая производительность; низкая
стоимость; возможность многоракурсного наблюдения в реальном времени внутренних дефектов сварных соединений;
отсутствие промежуточных носителей информации. выполнено сравнение основных методов получения цифрового
изображения. предложена новая технология радиационного контроля на основе малогабаритных полупроводниковых
детекторов, которая получила название х-rау mini технология. Библиогр. 24, рис. 4.
К л ю ч е в ы е с л о в а : неразрушающий контроль, флэш-радиография, цифровое изображение, рентгенотелевизионная
система, сцинтиллятор, твердотельный детектор, внутренние дефекты сварных соединений, Х-rау mini технология
наиболее распространенным видом неразрушаю-
щего контроля (нК) качества сварных соединений,
материалов и изделий является радиационный кон-
троль. радиационные методы нК применимы к из-
делиям из любых материалов и превосходят полно-
той информации о дефектах (тип, форма, размеры,
место расположения) другие виды нК (акустиче-
ский, магнитный, вихретоковый и др.) [1].
в последние годы произошли существенные ка-
чественные изменения в возможностях радиацион-
ного нК, прежде всего благодаря появлению новых
многоэлементных полупроводниковых детекторов
радиационных изображений, а также интенсивному
внедрению цифровых технологий получения, обра-
ботки и анализа изображений. при использовании
таких детекторов и цифровых технологий ионизи-
рующее излучение, прошедшее через контролируе-
мый объект и несущее информацию о внутренних
его дефектах, с помощью электронных средств пре-
образуется в массив электрических сигналов, кото-
рые оцифровываются, обрабатываются и исполь-
зуются для формирования цифрового изображения
(ци) контролируемого объекта. ци содержит инфор-
мацию о внутренней структуре объекта и может на-
блюдаться непосредственно во время просвечивания,
т. е. в реальном времени. такой метод радиационного
контроля, без расходных материалов и без промежу-
точных носителей информации, с получением ци в
реальном времени называется флэш-радиографией [2].
К важным достоинствам флэш-радиографии следует
отнести возможность компьютерной обработки и ана-
лиза ци, создания электронных архивов ци, их до-
кументирования и последующей передачи с исполь-
зованием компьютерных сетей.
отличительной особенностью флэш-радиогра-
фии является отсутствие промежуточных носи-
телей информации — радиографических пленок,
запоминающих пластин с фотостимулируемой па-
мятью. распространенные сейчас технологии с
промежуточными носителями информации тре-
буют для подбора режима неоднократных опера-
ций экспонирования, обработки и дорогих техни-
ческих устройств для считывания и оцифровки
информации. соответственно отсутствие проме-
жуточных носителей информации (пленок, запо-
минающих пластин) позволяет на порядок повы-
сить производительность и значительно снизить
стоимость контроля качества изделий.
Методы получения ЦИ. изучение внутрен-
них дефектов объекта с помощью портативной
рентгенотелевизионной техники с цифровой об-
работкой изображений в ближайшие годы должно
принципиально изменить технологию радиацион-
ного нК. в последнее время понятие «цифровое
изображение» (оптическое и радиационное) на-
ходит все более широкое распространение в де-
фектоскопии. аппаратно-программные комплек-
сы обработки, оцифровки рентгеновских пленок,
формирующие ци, находят все большее распро-
странение [3]. ци получают и с помощью запо-
минающих пластин, применяемых вместо рент-
геновских пленок [4–7]. приемы и алгоритмы
обработки ци для трех вариантов радиационного
контроля являются общими (рис. 1–3). это важное
направление в современной радиационной дефек-
тоскопии. сейчас чаще всего ци получают оциф-
ровкой рентгенограмм. реже оно получается при
обработке скрытого изображения, считываемого
© в. а. троицкий, с. р. михайлов, р. о пастовенский, 2017
НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ РАЗДЕЛ
62 ISSN 0005-111X АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА, №8 (766), 2017
с запоминающих пластин многоразового использо-
вания. точно такой результат может быть получен с
помощью цифровых детекторов флэш-радиографии
без дополнительных расходов, связанных с проме-
жуточными носителями информации [2, 8, 9].
на рис. 1 приведена классическая техноло-
гическая схема получения ци за счет оцифров-
ки пленочных рентгенограмм. эта традиционная
технология распространена во всем мире, во всех
отраслях промышленности. она требует подго-
товки кассеты с пленкой и экранами. после про-
свечивания следуют процедуры химической об-
работки, сушки пленки, считывание информации
на негатоскопе и оцифровывание результатов с
помощью соответствующего компьютерного ком-
плекса. этой технологией пользуются в основном
для компактного архивирования результатов нК в
электронном виде и для получения дополнитель-
ной информации, которую нельзя получить без
оцифровки.
на рис. 2 приведена схема более совершенной
технологии получения ци на основе запомина-
ющих пластин (компьютерная радиография). по
сравнению с предыдущей схемой получения ци
данная технология обеспечивает возможность
многократного использования промежуточного
носителя информации (запоминающей пластины).
здесь отсутствует мокрый процесс проявки и про-
чие обязательные процедуры.
на рис. 3 приведена схема технологии мгно-
венной (флэш) цифровой радиографии на основе
флюороскопических и твердотельных детекторов
[10, 11]. это самый быстрый и самый дешевый
способ получения ци в электронном виде, не тре-
бующий обрабатывающего и считывающего обо-
рудования и соответствующего вспомогательного
времени.
сравнение качества изображений, получаемых
с помощью различных детекторных систем, вы-
полнено в работе [12]. Для технологий без про-
межуточных носителей информации разработаны
методики калибровки и вычитания собственных
шумов преобразователей. таким образом улучша-
ют контрастную чувствительность настолько, что
удается отмечать изменения 1/1000 радиацион-
ной толщины, тогда как для лучших пленок клас-
са с1 по европейскому EN 584-1 и американскому
ASTM е 1815 стандартам может быть достигнут
лучший контраст 1/100.
Качество рентгеновского изображения опре-
деляется по эталонам чувствительности (гост
7512–82). Классификация сварных соединений
по результатам радиографического контроля осу-
ществляется по гост 23055–78. известно, что
чем больше плотность почернения, чем больше
экспозиция, тем больше информации содержит
экспонированная пленка. поэтому для оцифров-
ки плотных пленок, получения более информа-
тивных их ци нужен хороший сканер. распро-
страненные считывающие устройства, недорогие
сканеры, не могут обеспечить высокого качества
оцифровки рентгеновских снимков, если их относи-
рис. 1. традиционная схема радиографического контроля с использованием пленки и оцифровки рентгенограмм: зарядка кас-
сет (1); просвечивание на рентгеновскую пленку (2); процедура обработки пленки (3); сканирование пленки (4); ци (5)
рис. 2. схема технологии просвечивания с использованием запоминающей пластины: подготовка кассеты с запоминающей
пластиной (1); просвечивание на запоминающую пластину (2); считывание пластин (3); ци (4)
рис. 3. схема просвечивания без промежуточных носителей
информации:просвечивание на твердотельный детектор (1);
ци (2)
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ РАЗДЕЛ
63ISSN 0005-111X АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА, №8 (766), 2017
тельная плотность почернения выше, чем 3 ед.
все попытки получения удовлетворительных ци
от более плотных пленок не увенчались успехом.
поэтому, в пленочном варианте (рис. 1), удов-
летворительное ци возможно, если оптическая
плотность пленок находится только в диапазоне
1,5...2,5 ед. при таких значениях шумы оцифров-
щика не вносят непоправимых искажений в ци.
опыт оцифровки пленочных снимков с плотно-
стью порядка 3...3,2 ед. уже показывает неудов-
летворительные результаты, трудно воспроизво-
дится тонкая информация. например, теряются
изображения мелких пор диаметром менее 0,2 мм,
трещины с малым раскрытием. таким образом,
оцифровка пленок имеет существенные ограни-
чения. часть дефектов, обнаруживаемых с помо-
щью негатоскопа, не обнаруживается на ци. это
существенный недостаток традиционной пленоч-
ной радиографии, практически непреодолимый в
реальном производстве.
Беспленочные технологии по схемам рис. 2, 3
не имеют этого недостатка, они отличаются боль-
шим динамическим диапазоном, что расширяет
возможности нК.
особый интерес представляют технологии на
основе небольших, в несколько квадратных сан-
тиметров, твердотельных цифровых электронных
преобразователей. они не имеют ограничений,
связанных с размерами кассет, экранов, запомина-
ющих пластин. мобильные преобразователи мо-
гут свободно перемещаться по поверхности объ-
екта. такие возможности заложены в диагностику
широко применяемых на практике больших та-
моженных объектов, которые могут быть значи-
тельных размеров [13]. Контролировать подобные
объекты с помощью промежуточных носителей
информации (пленок, запоминающих пластин)
практически невозможно. миниатюрные твер-
дотельные преобразователи могут облегать кон-
струкции различной формы. изображения от от-
дельных небольших преобразователей сшиваются
в общее изображение объекта сложной формы.
в сШа, японии и других странах ведутся ин-
тенсивные работы по совершенствованию твер-
дотельных электронных преобразователей, мо-
бильных рентгентелевизионных дефектоскопов,
которые вытесняют ультразвуковую технику бла-
годаря лучшим дефектоскопическим возможно-
стям [14]. эта тенденция со временем получит
распространение и в других странах.
в сШа, японии и европе уже десятки фирм
производят твердотельные цифровые преобразо-
ватели практически для любых задач радиацион-
ного контроля [15–17].
при сравнении возможностей отдельных мето-
дов радиационного контроля надо учитывать ди-
намический диапазон. это толщины объекта, до-
ступные удовлетворительному анализу на одном
изображении. Большой динамический диапазон
дает существенные преимущества технологиям
по схеме рис. 2, 3 в сравнении с пленочной радио-
графией. обычно большой динамический диапа-
зон достигается за счет экспозиционной дозы, что
в пленочных системах ограниченно относительной
плотностью почернения 3...4 ед. Далее при боль-
ших плотностях пленки делаются нечитаемыми. в
случае цифровых детекторных систем (без проме-
жуточных носителей) за счет компьютерных техно-
логий «экспозиция», т. е. накопление информации,
не имеет ограничений. при этом отношение сигнал/
шум (SNR) растет пропорционально квадратному
корню дозы. это эквивалентно времени экспозиции
или количеству усредненных изображений. так до-
стигается отношение SNR, равное нескольким ты-
сячам, и высокое качество ци. на практике этот
процесс ограничивается контрастной чувствитель-
ностью 0,1 %, что соответствует SNR порядка 1000.
цифровая обработка изображений сопровожда-
ется протокольными процедурами. они включа-
ют операции оценки пригодности ци, измерения
интенсивности серого, оптической плотности и
определения чувствительности. цифровая шкала
серого, обычно 16-битная [4], имеет тысячи оттен-
ков, а гистограмма ци должна лежать примерно
по центру этой шкалы, чтобы избежать недоэкс-
понирования или переэкспонирования. централь-
ное расположение гистограммы дает возможность
более качественной цифровой обработки, т. е. по-
зволяет проводить масштабирование градаций
серого. применяется операция калибровки по
размеру, которая позволяет измерять дефекты, вы-
полнять другие процедуры, несвойственные тра-
диционной пленочной радиографии и ультразву-
ковому контролю.
следует отметить и большие успехи радиа-
ционных преобразователей на основе подвиж-
ных сканирующих линеек с детекторами, кото-
рые находят применение в таможенном контроле
[18]. все попытки применить такие преобразова-
тели для контроля сварных соединений пока не
увенчались успехом. эти системы непрерывно
совершенствуются.
в последние годы значительных успехов до-
стигли разработчики флюороскопических пре-
образователей по системе «сцинтилляционный
экран–объектив–пзс-матрица» [1, 19, 20]. Успех
этих преобразователей лежит в качестве монокри-
сталлических CsI (Tl) и порошковых Gd2O2S(Tb),
Gd2O3(Eu) экранов и в совершенстве видеокамер.
важно уметь подобрать оптимальный экран. Для
этого сравнивается их квантовая эффективность
детектирования (КэД) ηкв.эф. КэД является одним
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ РАЗДЕЛ
64 ISSN 0005-111X АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА, №8 (766), 2017
из наиболее важных комплексных параметров,
определяющих эффективность преобразования
энергии в цифровом детекторе. КэД определяется
по формуле.[20]:
2
2 ,âûõ
êâ.ýô
âõ
ψ
η =
ψ
(1)
где ψвх и ψвых — отношение SNR на входе и выходе
системы соответственно.
КэД даст возможность сделать выводы о целе-
сообразности применения того или иного экрана
для конкретной задачи, решаемой рентгенотеле-
визионной системой (ртвс) типа «сцинтилляци-
онный экран–объектив–пзс-матрица». такие си-
стемы имеют ряд преимуществ перед другими:
возможность смены сцинтилляционного экрана,
что позволяет изменять размер рабочего поля и
другие параметры системы; малое время получе-
ния изображения; простота конструкции; малые
габариты и масса; низкая стоимость.
проведенные исследования показали, что с ро-
стом значения экспозиционной дозы РD от нуля
вначале происходит постепенное увеличение ψвх
и ψвых. зависимость отношения SNR на входе по-
степенно увеличивается и при определенном зна-
чении мощности экспозиционной дозы достигает
максимума, а затем начинает падать.
максимум соответствует сигналу полного за-
полнения зарядового пикселя пзс-матрицы, да-
лее сигнал ограничивается. итак, падение значе-
ния квантовой эффективности преобразователя
определяется, в основном, диапазоном энергий
рентгеновского излучения, которое может погло-
тить экран, и зарядом в пикселе, который может
накопиться за один цикл. за счет накопления про-
стыми техническими средствами на таких пре-
образователях можно достичь чувствительности
промышленных рентгеновских пленок.
рассчитанные зависимости отношения SNR на
выходе ртвс от входной мощности экспозици-
онной дозы рентгеновского излучения позволяют
для заданных длительностей накопления изобра-
жения в пзс-матрице определить оптимальные
значения мощности экспозиционной дозы, кото-
рые обеспечивают наибольшее отношение SNR
и наилучшую выявляемость дефектов. иссле-
дования [20] показали, что квантовая эффектив-
ность рентгено-телевизионной системы с экра-
ном Gd2O3(Eu) выше, чем у системы с экранами
CsI(Tl) и Gd2O2S(Tb).
преобразователи с экраном CsI(Tl) при мощ-
ности экспозиционной дозы более 0,2 мр/с зна-
чение квантовой эффективности при увеличении
РD изменяется значительно меньше, чем в ртвс
с экранами Gd2O2S(Tb) и Gd2O3(Eu). в преобразо-
вателе с экраном CsI(Tl) диапазон изменения РD, в
котором наблюдается сравнительное постоянство
квантовой эффективности, зависит от длительно-
сти накопления. Увеличение длительности нако-
пления в пзс-матрице повышает значение кван-
товой эффективности со всеми экранами. время
накопления несоизмеримо меньше вспомогатель-
ного времени, которое необходимо для радиаци-
онного контроля с промежуточными носителя-
ми информации. поэтому, флэш-радиография на
основе флюроскопических преобразователей не
менее перспективна, чем преобразователи на ос-
нове дорогих твердотельных детекторов прямого
преобразования.
Х-rау mini технология радиационного кон-
троля. в современных рентгенотелевизионных
системах возможно применение недорогих ма-
логабаритных твердотельных детекторов. новая
технология на основе таких малогабаритных де-
текторов получила название х-rау mini [21, 22].
в отличие от традиционной пленочной радиогра-
фии или компьютерной радиографии, где в каче-
стве детекторов применяют дорогие пленки или
запоминающие пластины, х-rау mini технология
позволяет значительно снизить стоимость и повы-
сить оперативность контроля, а также обеспечи-
вает практически мгновенный его результат. важ-
ной особенностью х-rау mini технологии является
миниатюрность рентгеновского детектора, что по-
зволяет проводить оперативный рентгеновский
контроль труднодоступных узлов эксплуатируе-
мых самолетов, турбин, реакторов и т. п.
например, детектор типа S10811-11 фирмы
Hamamatsu Photonics (япония) с размером рабочего
поля 34×24 мм, толщиной 6 мм, размером пиксе-
ля 20 мкм и количеством пикселей 1700×1200 обе-
спечивает чувствительность контроля и разрешающую
способность до 20 пар лин./мм. в иэс им. е. о.
патона такая х-гау mini технология используется
для контроля сварных соединений различных из-
делий, состояния сотовых панелей летательных
аппаратов, структуры композитов, исследования
замкнутых пространств, где невозможно разме-
стить традиционные пленки или запоминающие
пластины.
при реализации технологии х-гау mini ис-
пользуется детектор рентгеновского изображения,
площадь которого более чем на два порядка мень-
ше, чем площадь традиционных кассет с плен-
кой, запоминающих пластин или твердотельных
детекторов стандартных размеров. Благодаря не-
большим размерам такой миниатюрный твердо-
тельный детектор может быть размещен в любом
труднодоступном или стесненном пространстве, а
также перемещаться по криволинейной поверхно-
сти контролируемого объекта. такое сканирование
позволяет исследовать обнаруженные дефекты и
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ РАЗДЕЛ
65ISSN 0005-111X АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА, №8 (766), 2017
неоднородности контролируемого объекта в раз-
ных ракурсах. в реальном времени информация о
внутренней структуре исследуемого участка кон-
тролируемого объекта поступает на экран мони-
тора. основное отличие данной технологии х-rау
mini от известной цифровой радиографии на ос-
нове твердотельных детекторов состоит в том, что
стоимость такого миниатюрного детектора в де-
сятки раз меньше, чем стоимость детектора стан-
дартных размеров [23, 24].
интересные решения на основе X-ray mini техно-
логии получены в строительстве, при контроле каче-
ства сварки или механических соединений отдель-
ных частей несущей арматуры (рис. 4).
строительство высотных зданий и других от-
ветственных сооружений связано со стыковой
сваркой большого количества арматуры. наиболее
нагруженные стыковые соединения должны кон-
тролироваться физическими методами. чаще все-
го, до последнего времени, это выполнялось с по-
мощью средств ультразвукового контроля (УзК).
метод УзК эффективен только в тех случаях, когда
стыковое соединение зачищено, хорошо обработа-
но. Для этих целей применяют соответствующие
клещи, контактный гель, прижимающие ультраз-
вуковые преобразователи к соединяемым арматур-
ным частям. однако в последнее время, с распро-
странением механических соединений арматуры с
помощью обжимных трубок, применение УзК пре-
кратилось из-за его неэффективности. Ультразву-
ковое излучение не может исследовать зазоры, ко-
торые естественны для механических соединений
обжатием (рис. 4). поэтому в настоящее время та-
кие контактные соединения несущих арматурных
стержней контролируют с помощью X-ray mini
технологии.
применение пленочной рентгенографии в ус-
ловиях строительной площадки нецелесообразно,
поскольку требует специальных помещений для
химической и прочих видов обработки пленки,
негатоскопов для анализа результатов контроля.
портативные рентгенотелевизионные детекторы,
которые перед контролем крепятся на контроли-
руемом соединении, существенно ускоряют про-
цесс оценки качества соединений арматуры. при
этом обнаруживаются неплотности прилегания
из-за некачественного обжатия, плохая стыковка
стержней.
рентгенотелевизионный контроль, в отличии
от радиографического, обеспечивает мгновен-
ный результат, не требует расходных материалов
и специальных процедур обработки радиографи-
ческой пленки.
на рис. 4 показана схема рентгенотелевизион-
ного контроля с помощью твердотельного детек-
тора. здесь, как и в радиографическом исследова-
нии, излучатель 1 (радиоизотопный источник или
рентгеновский аппарат) располагается напротив
контролируемого соединения, с противоположной
стороны которого находится твердотельный де-
тектор 2. изображение с твердотельного детекто-
ра через электронный преобразователь 3 выводит-
ся на экран монитора. в качестве монитора может
быть использован смартфон или планшет, имею-
щий USB интерфейс. таким образом, оперативно
контролируется качество обжатия соединительной
трубки (наличие стыкового зазора, уменьшения
сечения арматуры и т. п.).
Выводы
1. серьезными недостатками традиционной пле-
ночной радиографии являются низкая производи-
тельность и высокая стоимость контроля, а также
необходимость в негатоскопах с мощными источ-
никами света. при относительной плотности по-
чернения более 4 единиц экспонированные сним-
ки не поддаются расшифровке, а их оцифровка
становится невозможной. этого недостатка лише-
ны современные технологии на основе миниатюр-
ных твердотельных детекторов.
2. электронная цифровая информация о ре-
зультатах контроля содержит наглядные изобра-
жения внутренней структуры объектов, расши-
ряет возможности дефектоскопии, повышает
производительность и снижает стоимость радиа-
ционного контроля качества сварных соединений.
3. при X-ray mini технологии появилась воз-
можность исследования внутренних дефектов
объектов в разных ракурсах, что практически
недоступно другим методам контроля. твердо-
тельные преобразователи могут располагаться и
перемещаться в зонах, где размещение кассет с
пленками или запоминающими пластинами прак-
рис. 4. схема рентгенотелевизионного контроля: 1 — излуча-
тель; 2 — твердотельный детектор; 3 — электронный преоб-
разователь (описание 1–3 см. в тексте)
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ РАЗДЕЛ
66 ISSN 0005-111X АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА, №8 (766), 2017
тически невозможно. такая технология реализует-
ся на серийном оборудовании и позволяет более
чем на порядок снизить стоимость контроля по
сравнению с радиографией на основе плоскопа-
нельных детекторов стандартных размеров.
4. сканирование сложной поверхности миниа-
тюрными детекторами и сшивание изображений
отдельных экспозиций с помощью компьютер-
ных программ позволяет контролировать протя-
женные объекты в разных ракурсах. Для вы-
полнения сканирования конкретных объектов
миниатюрными детекторами разрабатывается со-
ответствующее вспомогательное оборудование.
Список литературы
1. троицкий в. а., михайлов с. р., пастовенский р. а.,
Шило Д. с. (2015) современные системы радиационно-
го неразрушающего контроля. Техническая диагностика
и неразрушающий контроль, 1, 23–35.
2. троицкий в. а. (2013) Флэш-радиография. Территория
NDT, 4, 44–49.
3. грудский а. я., величко в. я. (2011) оцифровка радио-
графических снимков – это не очень просто. В мире не-
разрушающего контроля, 4, 74–76.
4. цветкова н. К., новицкая К. а., Кологов а. в., смирнов
в. г. (2014) особенности применения комплексов циф-
ровой радиографии при неразрушающем контроле кор-
пусного производства. Технология машиностроения, 7,
47–50.
5. степанов а. в., ложкова Д. с., Косарина е. с. (2010)
Компьютерная радиография: результаты практических
исследований возможности замены пленочных техноло-
гий. москва, виам.
6. соснин. в. в. (2008) Книга 1: визуальный и измеритель-
ный контроль. Книга 2: радиационный контроль. Клюев
Ф. р. (ред.) Неразрушающий контроль. справочник в 8 т.,
т. 1, изд. 2-е. москва, машиностроение.
7. варламов а. н. (2014) опыт эксплуатации комплекса
цифровой радиографии в полевых условиях. В мире не-
разрушающего контроля, 3, 25–28.
8. Troitskiy V. (2016) Quick Industrial X-ray Testing without
Intermediate Data Carriers of Information. The NDT Tech-
nician, 4, 15.
9. Zscherpel U., Ewert U., Bavendiek K. (2007) Possibilities
and Limits of Digital Industrial Radiology: The new high
contrast sensitivity technique – Examples and system theo-
retical analysis. DIR 2007 – International Symposium on
Digital industrial Radiology and Computed Tomography,
June 25–27, Lyon, France.
10. Ferreira de Olivera D. (2016) Relationship between Image
Plates Physical Structure and Quality of Digital Radiograph-
ic Images in Weld Inspections. 19th World Conference on
Non-Destructive Testing, 13–17 June, Munich, Germany.
11. Iovea M. Fast X-ray Digital Radiography Equipment for In-
line Production Control. 19th World Conference on Non-De-
structive Testing, 13–17 June, 2016, Munich, Germany.
12. майоров а. а. (2009) цифровые технологии в радиаци-
онном контроле. В мире неразрушающего контроля, 3,
5–12.
13. Kokkoori S., Wrobel N., Hohendorf S. et al. (2015) Mobile
High-energy X-ray Radiography for NDT of Cargo Contain-
ers. Materials Evaluation, 73, 2, 175–185.
14. троицкий в. а. (2015) новые возможности радиацион-
ного контроля качества сварных соединений. Автомати-
ческая сварка, 7, 56–60.
15. Liang L. (2016) The Relationship Study between Penetration
Thickness Ratio and the an Imaging Length in Digital
Radiography. 19th World Conference on Non-Destructive
Testing, 13–17 June, Munich, Germany.
16. Vieyra M. (2016) Development of a Tangential Neutron
Radiography System for Monitoring the Fatigue Cracks
in Hydrogen Fuel Tanks. 19th World Conference on Non-
Destructive Testing, 13–17 June, Munich, Germany.
17. Duerr NDT GmbH and Co. KG, http://duerr-ndt.de/ru/
product.
18. яценко с. я., Кокоровец ю. я., лозенко а. п. и др. (2015)
рентгентелевизионные системы «полискан». Техниче-
ская диагностика и неразрушающий контроль, 1, 60–62.
19. майоров а. а. (2007) рентгеновское телевидение в про-
мышленном нК. В мире неразрушающего контроля,
1(35), 4–9.
20. Шило Д. с., михайлов с. р., писаренко л. Д. (2016)
Квантовая эффективность детектирования цифровых
рентгенотелевизионных систем на основе сцинтилля-
ционных экранов и пзс-матриц. Неразрушающий кон-
троль и диагностика, 4, 25–37.
21. троицкий в. а., михайлов с. р., пастовенский р. о.
(2017) х-ray mini технология на основе твердотельных
детекторов. Техническая диагностика и неразрушающий
контроль, 1, 25–29.
22. троицкий в. а., михайлов с. р., Бухенский в. н. и др.
(2014) Флэш-радиография объектов аэс на основе пло-
скопанельных детекторов. НК-информ, 3(63), 6–14.
23. троїцький в. о., Карманов м. м., михайлов с. р., пасто-
венський р. о. (2016) Пристрій для рентгенотелевізій-
ного контролю, Украина. пат. на корисну модель 111974.
24. троїцький в. о. (2017) Спосіб рентгенотелевізійного
контролю зварних з’єднань, Україна. пат. на корисну мо-
дель 113257.
Reference
1. Troitsky, V.A., Mikhailov, S.R., Pastovensky, R.A. et al.
(2015) Modern systems of radiation nondestructive testing.
Tekhn. Diagnostika i Nerazrush. Kontrol, 1, 23-35.
2. Troitsky, V.A. (2013) Flash-radiography. Territoriya NDT, 4,
44-49.
3. Grudsky, A.Ya., Velichko, V.Ya. (2011) Digitizing of
radiographs it is not so simple. V Mire Nerazrush. Kontrolya,
4, 74-76.
4. Tsvetkova, N.K., Novitskaya, K.A., Kologov, A.V. et al.
(2014) Peculiarities of application of digital radiography
complexes in nondestructive testing of bodies production.
Tekhnologiya Mashinostroeniya, 7, 47-50.
5. Stepanov, A.V., Lozhkova, D.S., Kosarina, E.S. (2010)
Computer radiography: Results of practical examinations for
potential replacement of film technologies. Moscow,VIAM.
6. Sosnin, V.V. (2008) Book 1: Visual and measuring control.
Book 2: Radiation control. Klyuev F.R. (ed.). In: Nondestructive
testing: Refer. book, Vol. 1. Moscow, Mashinostroenie.
7. Varlamov, A.N. (2014) Experience of operation of digital
radiography complex in field conditions. V Mire Nerazrush.
Kontrolya, 3, 25-28.
8. Troitskiy, V. (2016) Quick industrial X-ray testing without
intermediate data carriers of information. The NDT Tech-
nician, 4, 15.
9. Zscherpel, U., Ewert, U., Bavendiek, K. (2007) Possibilities
and limits of digital industrial radiology: The new high contrast
sensitivity technique – Examples and system theoretical ana-
lysis. In: Proc. of Int. Symp. on Digital Industrial Radiology and
Computed Tomography – DIR 2007, June 25-27, Lyon, France.
10. Ferreira de Olivera, D. (2016) Relationship between image
plates physical structure and quality of digital radiographic
images in weld inspections. In: Proc. of 19th World Conf.
on Non-Destructive Testing, 13-17 June, Munich, Germany.
11. Iovea, M. (2016) Fast X-ray digital radiography equipment
for in-line production control. In: Proc. of 19th World Conf.
on Non-Destructive Testing, 13-17 June, Munich, Germany.
12. Majorov, A.A. (2009) Digital technologies in radiation
control. V Mire Nerazrush. Kontrolya, 3, 5-12.
13. Kokkoori, S., Wrobel, N., Hohendorf, S. et al. (2015) Mobile
high-energy X-ray radiography for NDT of cargo containers.
Materials Evaluation, 73(2), 175-185.
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ РАЗДЕЛ
67ISSN 0005-111X АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА, №8 (766), 2017
14. Troitsky, V.A. (2015) New possibilities of radiation control
of quality of welded joints. The Paton Welding J., 7, 51-55.
15. Liang, L. (2016) The relationship study between penetration
thickness ratio and an imaging length in digital radiography.
In: Proc. of 19th World Conf. on Non-Destructive Testing,
13-17 June, Munich, Germany.
16. Vieyra, M. (2016) Development of a tangential neutron
radiography system for monitoring the fatigue cracks in
hydrogen fuel tanks. In: Proc. of 19th World Conf. on Non-
Destructive Testing, 13-17 June, Munich, Germany.
17. Duerr NDT GmbH and Co. KG, http://duerr-ndt.de/ru/
product.
18. Yatsenko, S.Ya., Kokorovets, Yu.Ya., Lozenko, A.P. et al. (2015)
X-ray television systems Polyscan. Tekhnich. Diagnostika i
Nerazrush. Kontrol, 1, 60-62.
19. Majorov, A.A. (2007) X-ray television in industrial NDT. V
Mire Nerazrush. Kontrolya, 1(35), 4-9.
20. Shilo, D.S., Mikhajlov, S.R., Pisarenko, L.D. (2016)
Quantum efficiency of detection of digital X-ray television
systems on the base of scintillation screens and CCD
matrices. Nerazrush. Kontrol i Diagnostika, 4, 25-37.
21. Troitsky, V.A., Mikhajlov, S.R., Pastovensky, R.O. (2017)
X-ray minitechnology based on solid-state detector. Tekhnich.
Diagnostika i Nerazrush. Kontrol, 1, 25-29.
22. Troitsky, V.A., Mikhajlov, S.R., Bukhensky, V.N. et al.
(2014) Flash-radiography of NPP objects on the base of flat
panel detectors. NK-Inform, 3(63), 6-14.
23. Troitsky, V.O., Karmanov, M.M., Mykhajlov, S.R. et al.
(2016) Device for X-ray television control. Utility model pat.
111974, Ukraine.
24. Troitsky, V.O. (2017) Method of X-ray television control of
welded joints. Utility model pat. 113257, Ukraine.
В. О. Троїцький1, С. Р. Михайлов2, Р. О. Пастовенський1
1ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України.
03680, м. Київ-150, вул. Казимира Малевича, 11.
E-mail: office@paton.kiev.ua
2НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського ».
03056, м. Київ-56, просп. Перемоги, 37.
E-mail: fel@kpi.ua
СУЧАСНІ ДОСЯГНЕННЯ В РАДІАЦІЙНОМУ
КОНТРОЛІ (Огляд)
Розглянуто перспективний метод отримання цифрового
зображення результатів радіаційного контролю без проміж-
них носіїв даних. Проаналізовано такі переваги флеш-раді-
ографії: висока продуктивність; низька вартість; можливість
спостереження з багатьох ракурсів в реальному часі внутріш-
ніх дефектів зварних з’єднань; відсутність проміжних носіїв
інформації. Виконано порівняння основних методів отри-
мання цифрових зображень. Запропоновано нову технологію
радіаційного контролю на основі малогабаритних напівпро-
відникових детекторів, яка отримала назву Х-rау mini техно-
логія. Бібліогр. 24, рис. 4.
Ключові слова: неруйнівний контроль, флеш-радіографія,
цифрове зображення, рентгенотелевізійна система, сцинти-
лятор, твердотільний детектор, внутрішні дефекти зварних
з’єднань, Х-rау mini технологія
V. A. Troitskiy, S. R. Mikhailov and R. O. Pastovenskii
1E. O. Paton Electric Welding Institute of the NASU.
11 Kazimir Malevich str., Kiev-150, 03680.
E-mail:office@paton.kiev.ua
2NTUU «Igor Sikorky Kiev Politechnic Institute».
37 Pobedy Ave., Kiev-56, 03056.
E-mail: fel@kpi.ua
CURRENT ACHIEVEMENTS IN RADIATION TESTING
(Review)
A paper studies a prospective method for obtaining a digital image
on results of radiation testing without intermediate data carriers.
Advantages of flash-radiography were analyzed, namely high
efficiency, low cost, possibility of on-line multiangle monitoring
of welded joint internal defects; absence of intermediate data
carriers. New radiation testing technology based on small size
semi-conductor detectors, named X-ray mini technology, was
proposed. 24 Ref., 4 Figures.
Keywords: non-destructive testing, flash-radiography, digital
image, X-ray TV system, scintillator, solid-state detector, internal
defects of welded joints, X-ray mini technology
Поступила в редакцию 04.04.2017
Международная выставка Weldex/Россварка 2017
10–13 октября 2017 г. г. Москва, КВЦ «Сокольники»
Тематика выставки:
► оборудование и материалы для сварки
► оборудование для резки металла
► промышленные роботы
► оборудование и материалы для нанесения защитных и упрочняющих покрытий
► оборудование для контроля качества сварных соединений
► инструменты и приспособления для сварочных работ
► средства индивидуальной и коллективной защиты при проведении сварочных работ
► оборудование для обработки кромок
|