Разработка радиационного метода и создание аппаратуры толщинометрии изделий с динамически меняющейся геометрией и переменным химическим составом

• Автор: Артемьев, Борис Викторович
• Шифр специальности: 05.11.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 182 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. РАДИАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ В НЕРАЗРУШАЮШЕМ КОНТРОЛЕ ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ

1.1. Методы радиационного НК

1.1.1. Вычислительная томография (ВТ)

1.1.2. Радиометрический метод (РМ) НК

1.1.3. Радиографический метод НК

1.1.4. Радиоскопия

1.2. Средства радиационного неразрушающего контроля 1 о

1.2.1. Источники ионизирующего излучения

1.2.2. Формирование полей проникающего излучения для целей радиационного НК
1.2.3.Приемники рентгеновского излучения
1.3. Рентгеновская толщинометрия
« Выводы
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ РЕНТГЕНОВСКИХ ТОШИНОМЕРОВ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ ПЕРЕМЕННОГО ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И ГЕОМЕТРИИ
2.1. Исследование основных погрешностей метода и оценка их влияния на метрологические характеристики рентгеновского толщиномера
2.2. Анализ характеристик РТ и выбор оптимальных параметров источника излучения
2.3. Анализ параметров РТ и выбор рационального приемника излучения
2.4. Анализ возможностей использования обратнорассеянного излучения в задачах
ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ
2.5. Расчет параметров рентгеновского сканера и роль рассеянного излучения при рентгеновском контроле
выводы юо
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА РЕНТГЕНОВСКОГО СКАНИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА С МОДИФИЦИРУЮЩЕЙСЯ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИЕЙ И СОЗНАНИЕ РЕНТГЕНОВСКИХ ТОЛЩИНОМЕРОВ НА ЕГО ОСНОВЕ

3.1. Разработка и обоснование предлагаемого метода модификации передаточной
ФУНКЦИИ
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЯ ТОЛЩИНЫ РИТ10
4.1 .Состав и алгоритм работы рентгеновского толщиномера РИТ10.5
4.2. Функциональные блоки РИТ10.5 и их выходные параметры
4.2.1. Система автоматической коррекции нестабильности спектра и потока источника зондирующего ИЗЛУЧЕНИЯ
4.2.2. Система термостабилизации аналого-цифрового преобразователя и блоков ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ
4.2.3. Система автоматической калибровки
4.3.Экспериментальное исследование возможностей РИТ10.6М
4.3.1. Время выхода на показание
4.3.2. Долговременная нестабильность толщиномера и величина случайной составляющей погрешности
4.3.3. Чувствительность системы
Выводы
ГЛАВА 5. УНИВЕРСАЛЬНАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ РАДИАЦИОННОГО НК ОБЪЕКТОВ С ПЕРЕМЕННОЙ ТОЛЩИНОЙ СТЕНКИ И ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ГЕОМЕТРИЕЙ
5.1. КИКтипа РИТ10 для динамического радиационного НК
5.2. Метрологическое обеспечение разработанных КИК типа РИТ10 для радиационного НК объектов с переменной толщиной стенки и изменяющейся
ГЕОМЕТРИЕЙ И ХИМИЧЕСКИМ СОСТАВОМ
5.3. Радиационная безопасность
5.4. Патентная чистота и защита технических реализаций
5.5. Дополнительное оборудование для рентгеновских толщиномеров
Выводы
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Системы и комплексы машин, оборудования и приборов самого разнообразного технико-экономического уровня являются основой, которая должна внести коренные изменения в технологию и организацию производства, поднять производительность труда, снизить материалоемкость и энергоемкость продукции и улучшить ее качество, кардинальным образом снизить вероятность техногенных катастроф.
Весьма привлекательным в радиационных методах НК является удобство анализа внутренней структуры объекта контроля, предъявляемой в виде реального визуально воспринимаемого изображения. Указанное обстоятельство объясняет высокие темпы роста и значительные материальные ресурсы, вкладываемые в данную отрасль отечественного приборостроения.
За последние 30-35 лет сформировалось несколько направлений радиационной диагностики. Одной из таких задач является проблема контроля цилиндрических объектов с переменной толщиной стенки и изменяющейся геометрией в нестационарных производственных условиях.
С точки зрения предмета исследования методами радиационной дефектоскопии типичными объектами, кроме цилиндрических изделий с переменной толщиной стенки, являются листовые материалы из цветных и черных металлов и их сплавов, а также изделия из бериллия, пластмасс, углеродистых и борных нитевидных кристаллов, которые можно интерпретировать как стационарные объекты и соответственно нестационарные объекты; это струи многофазных дисперсных сред, топливовоздушные смеси, деформации металла в условиях импульсных нагрузок, разнообразные взрывные и баллистические процессы и т.п. Термин “стационарные объекты” употребляется в общепринятом смысле и означает, что в процессе экспонирования объекта ионизирующим излучением радиационное изображение не претерпевает трансформаций, обусловленных взаимным перемещением источника и собственно объекта. Для стационарных объектов получение визуально воспринимаемой картины изображения происходит во временном интервале, допускающем сравнительно длительное экспонирование без нарушения цикла технологического процесса. Например, радиационный НК литья осуществляется в конце технологической цепочки изготовления на этапе так называемого выходного контроля готовой продукции.
Совсем другие требования предъявляются к НК в тех случаях, когда

рентгеновский поток излучения. С помощью цифрового логического устройства и преобразователя из цифровой в аналоговую систему регулируется напряжение питания рентгеновской трубки (у толщиномеров для алюминия напряжение в рентгеновской трубке остается постоянным, а регулируется напряжение питания фотоумножителя) до тех пор, пока выходной сигнал ФЭУ не достигнет предварительно заданного значения, соответствующего нулевой точке толщиномера. Эта величина напряжения питания рентгеновской трубки сохраняется. Затем в цифровой секции рассчитываются дополнительные эталоны, необходимые для увеличения эквивалентной толщины на 10 %, которые вводятся в рентгеновский поток излучения. Цепи отклонений регулируются до предварительно заданного значения с помощью усилителя с регулируемым усилием и цифровым управлением. После этого дополнительные эталоны удаляются из потока излучения, затем проверяется нулевое показание толщиномера и в случае необходимости корректируется.
Эталоны эквивалентной толщины остаются в рентгеновском потоке до тех пор, пока измеряемый материал не войдет в поток, после чего они автоматически удаляются, и толщиномер показывает отклонение от номинала. Когда измеренный материал выходит из потока излучения, в него автоматически снова вводится эталон эквивалентной толщины.
В толщиномере “Хай Яау-2000” (рис. 1.3.5) так же как и в толщиномере “Хай Рау-1 ООО”, применен источник рентгеновского излучения постоянного тока. Источник рентгеновского излучения может быть одной из трех модификаций: 30 кВ - для фольгопрокатных станов и станов холодной прокатки алюминия; 60 кВ - для станов горячей прокатки алюминия и холодной прокатки стали; 120 кВ - для станов горячей прокатки стали (максимальная толщина 25 мм).
Величина напряжения определяет максимальный уровень, при котором эти источники могут работать, но большую часть времени источники рентгеновского излучения работают при напряжениях, значительно меньше максимальных.
Постоянный ток высокого напряжения полностью генерируется внутри источника рентгеновского излучения. Регулируемый стабилизированный 50-вольтный высокочастотный сигнал подается в источник рентгеновского излучения, где он преобразуется в требуемый постоянный ток высокого напряжения. Это напряжение подается на рентгеновскую трубку. Проходящий