Badania radiograficzne rentgenowskie złączy spawanych o różnych grubościach według PN-EN 1435.

Transkrypt

1 Badania radiograficzne rentgenowskie złączy spawanych o różnych grubościach według PN-EN Dr inż. Ryszard Świątkowski Mgr inż. Jacek Haras Inż. Tadeusz Belka 1. WSTĘP I CEL PRACY Porównując normę europejską PN-EN 1435 [1] dotyczącą badań radiograficznych złączy spawanych z normą PN-72/M [2] można stwierdzić, że norma europejska rozszerzyła znacznie metodyki badań złączy spawanych. Polska norma obejmowała metody badań złączy doczołowych, natomiast norma PN-EN 1435 ujmuje ponadto metody badań połączeń spawanych ze spoinami pachwinowymi, a więc złącza teowe oraz złącza króćców. Wykazuje też ona dążność do uzyskiwania większej dokładności (wykrywalności) badań, co ma duże znaczenie w nowoczesnych, odpowiedzialnych konstrukcjach spawanych. W zestawie metod badań jakie przewiduje norma PN-EN 1435 wprowadzono również możliwość wykonywania badań elementów spawanych o różnych grubościach. Zagadnienie to stanowiło cel badań, będących treścią tego referatu. W przeprowadzonych badaniach podjęto próbę ustalenia, jak w praktyce przedstawiają się wyniki związane z dokładnością wykonywanych badań radiograficznych a więc jakością radiogramów. Analizę przeprowadzono na podstawie dwóch kryteriów określających jakość badań radiograficznych: - wykrywalności wskaźnikowej (W), - gęstości optycznej radiogramu (D), które to kryteria dla badanych grubości i metody badań powinny być zgodne z warunkami określonymi w normie PN-EN ZAŁOŻENIA WYNIKAJĄCE Z WYMAGAŃ NORMY PN-EN Norma PN-EN 1435 w punkcie wprowadza technikę badań dla złącza spawanego o różnych grubościach zgodnie ze szkicem zamieszczonym na rysunku 1. Rys. 1. Technika zastosowania badań przy użyciu wielu błon. 1

2 W badaniach zastosowano 2 klasy technik radiograficznych: klasa A ( technika podstawowa normalnej wykrywalności) i klasa B ( technika ulepszona o zwiększonej wykrywalności). Techniki te oznaczają, że dla poszczególnych klas gęstość optyczna radiogramu powinna być zgodna z tablicą 1. Tablica 1. Gęstość optyczna radiogramu Oprócz powyższego kryterium, jakość radiogramów z punktu widzenia wykrywalności oceniać należy przy użyciu pręcikowych wskaźników jakości obrazu IQI, związanych z badanymi grubościami jak to uwidoczniono w tablicy 2. Tablica 2. Wielkości wskaźników pręcikowych IQI przy prześwietleniu przez jedną ściankę. Oceniając jakość radiogramów według kryterium wykrywalności pręcikowej przyjąć należy średnicę najcieńszego z widocznych pręcików na radiogramie. 2

3 3. WARUNKI PRZEPROWADZENIA BADAŃ Do przeprowadzenia badań zastosowano aparat YXPLON typu SMART 225 z ceramiczną lampą rentgenowską o parametrach: - max. napięcie anodowe V = 225 kv, - max. prąd anodowy I = 4 ma, - max. grubość badanych elementów 55 mm, - wiązka stożkowa o przekroju eliptycznym o przekroju 40 x 55, - wymiar źródła 3mm. Promieniowanie rozproszone zredukowano przez skolimowanie promieniowania bezpośredniego. Zgodnie z normą PN-EN 1435 dokonano: wyboru napięcia lampy, klasy systemów błon ( wg tablicy 2) wraz z okładkami wzmacniającymi, maksymalnego obszaru pojedynczego naświetlania oraz minimalnej odległości źródło-obiekt f(mm), zależnej od wymiaru źródła d i od odległości obiekt-błona b ( dobranej i obliczonej ze wzorów): dla klasy A: f /d 7,5 * (b) 2/3 dla klasy B: f /d 15 * (b) 2/3 Pomiar gęstości optycznej przeprowadzono densytometrem LC251 firmy Seifert o zakresie pomiarowym 0 5 D Wskaźniki jakości obrazu: 6 FE EN i 10 FE EN były zgodne z wymogami normy PN-EN Obróbka fotochemiczna ręczna, zgodna z instrukcją producenta błon AGFA. Badania kryteriów jakości radiogramów przeprowadzono na negatoskopie firmy Seifert z regulowaną luminancją ( zgodnie z normą PN-EN 25580) i możliwością przeglądania radiogramów o gęstości optycznej D = PRZEPROWADZENIE BADAŃ 4.1. Próbki do badań Do badań zastosowano 3 rodzaje próbek o grubościach i symbolach jak na rysunku 2, przy czym dla wszystkich próbek wzięto graniczną wartość g 2 =1,5 g 1 oraz wymiary nominalne 380 x 380 (mm) Rys. 2. Schematy rysunkowe próbek zastosowanych do badań. 3

4 Maksymalny obszar pojedynczego naświetlenia wynosił 340 mm, przy wymiarach zastosowanych błon 100 x 360 (mm) 4.2. Warianty badań oraz ich wyniki Badania przeprowadzono w trzech wariantach, jeśli idzie o zastosowane błony radiograficzne: WARIANT I Przeprowadzono badania radiograficzne w klasie A i B dla 3 rodzajów próbek o zróżnicowanych grubościach z zastosowaniem dwóch błon klasy C3 i C5. Wyniki badań wykrywalności wskaźnikowej i gęstości optycznej przedstawiono: - dla klasy A w tablicy 3, - dla klasy B w tablicy 4. WARIANT II Przeprowadzono badania radiograficzne w klasie A i B dla 3 rodzajów próbek o zróżnicowanych grubościach, przyjmując do badań średnią grubość z obu łączonych grubości z zastosowaniem jednego typu błony klasy C4. Wyniki badań wykrywalności wskaźnikowej i gęstości optycznej przedstawiono: - dla klasy A w tablicy 5, - dla klasy B w tablicy 6. WARIANT III Przeprowadzono badania radiograficzne w klasie A i B dla 1 próbki o zróżnicowanych grubościach z zastosowaniem trzech błon klasy C3, C4 i C5. Wyniki badań wykrywalności wskaźnikowej i gęstości optycznej przedstawiono: - dla klasy A w tablicy 7, - dla klasy B w tablicy 8. Ocenę gęstości optycznej radiogramu oraz wykrywalności przeprowadzono w miejscach pokazanych schematycznie na rysunku 3. Rys. 3. Schemat rozmieszczenia wskaźników jakości obrazu IQI oraz miejsc dokonywania pomiarów densytometrycznych na radiogramach spoin 4

5 Tablica 3. Wyniki badań wykrywalności i gęstości optycznej dla klasy badania A. Wariant I Tablica 4. Wyniki badań wykrywalności i gęstości optycznej dla klasy badania B. Wariant I 5

6 Tablica 5. Wyniki badań wykrywalności i gęstości optycznej dla klasy badania A. Wariant II Tablica 6. Wyniki badań wykrywalności i gęstości optycznej dla klasy badania B. Wariant II Tablica 7. Wyniki badań wykrywalności i gęstości optycznej dla klasy badania A. Wariant III 6

7 Tablica 8. Wyniki badań wykrywalności i gęstości optycznej dla klasy badania B. Wariant Iii 4.3 Analiza badań W technice badań z zastosowaniem kilku błon postępuje się według zasady, że obrazy radiograficzne strefy o mniejszej grubości ocenia się z błony o mniejszej czułości. Natomiast obrazy strefy o większej grubości odpowiednio z błony o większej czułości. Uzyskane wyniki badań przedstawione w tablicach 3 8 można podsumować dla poszczególnych wariantów następująco: WARIANT I (błony C3; C5) Klasa badania A na grubości g 1 (błona C3) osiągnięta w 100% we wszystkich rejonach L1, L2, L3; na grubości g 2 (błona C5) osiągnięta w 100% w rejonie L2 oraz w 33% w rejonach bocznych L1 i L3. Wymagana gęstość optyczna radiogramu: na grubości g 1 (błona C3) osiągnięta w 100% w rejonie środkowym D2 oraz w 83% w rejonach bocznych D1 i D3; na grubości g 2 (błona C5) nie osiągnięto wymaganej gęstości we wszystkich rejonach. Klasa badania B na grubości g 1 (błona C3) nie osiągnięto wymagań na wszystkich rejonach L1, L2, L3; na grubości g 2 (błona C5) osiągnięto wymagania w 50% tylko w rejonie środkowym L2. Wymagana gęstość optyczna radiogramu: na grubości g 1 (błona C3) osiągnięto wymagania w 100% we wszystkich rejonach D1, D2, D3; na grubości g 2 (błona C5) nie osiągnięto wymaganej gęstości we wszystkich rejonach. WARIANT II (błona C4) 7

8 Klasa badania A na grubości g 1 osiągnięto wymagania w 100% we wszystkich rejonach L1, L2, L3; na grubości g 2 osiągnięto wymagania w 66% we wszystkich rejonach L1, L2, L3. Wymagana gęstość optyczna radiogramu: na grubości g 1 osiągnięto wymagania w 100% w rejonie D2 oraz w 83% w rejonach D1 i D3; na grubości g 2 nie osiągnięto wymagań we wszystkich rejonach. Klasa badania B na grubości g 1 osiągnięto wymagania w 100% we wszystkich rejonach L1, L2, L3; na grubości g 2 nie osiągnięto wymagań we wszystkich rejonach. Wymagana gęstość optyczna radiogramu: na grubości g 1 osiągnięto wymagania w 100% we wszystkich rejonach D1, D2, D3; na grubości g 2 nie osiągnięto wymaganej gęstości we wszystkich rejonach. WARIANT III (błony C3; C4; C5) Klasa badania A na grubości g 1 osiągnięto wymagania w 100% dla wszystkich rodzajów błon C3, C4, C5 we wszystkich regionach L1, L2, L3; na grubości g 2 nie osiągnięto wymagań dla błony C3 i C4 we wszystkich rejonach, natomiast dla błony C5 osiągnięto wymagania w 100% dla rejonu środkowego L2 oraz w 50% dla rejonów L1 i L3. Wymagana gęstość optyczna radiogramów: na grubości g 1 osiągnięto wymagania w 100% dla błony C3 we wszystkich rejonach D1, D2, D3, natomiast dla błon C i C5 nie osiągnięto wymagań; na grubości g 2 nie osiągnięto wymagań dla błon C3, C4, C5 we wszystkich rejonach. Klasa badania B na grubości g 1 osiągnięto wymagania w 100% dla wszystkich rodzajów błon C3, C4, C5; na grubości g 2 nie osiągnięto wymagań dla wszystkich rodzajów błon C3, C4, C5. Wymagana gęstość optyczna radiogramów: na grubości g 1 osiągnięto wymagania w 100% dla błony C3, natomiast nie osiągnięto wymagań dla błon C4 i C5; na grubości g 2 nie osiągnięto wymagań dla wszystkich rodzajów błon C3, C4,C5 we wszystkich regionach radiogramu. 5. LITERATURA 1. PN-EN 1435 Badania nieniszczące złączy spawanych. Badania radiograficzne. 2. PN 72/M Radiografia przemysłowa. Radiogramy spoin czołowych w złączach doczołowych ze stali. 3. PN-EN Filmy do radiografii przemysłowej. Cz.1 Klasyfikacja systemów filmów dla radiografii przemysłowej. 4. PN-EN Badania nieniszczące. Wskaźniki jakości obrazu typu pręcikowego. 8