Badania radiograficzne odlewów

Badania radiograficzne odlewów

 

1. Podstawowa zasada radiografii

W procesie penetracji odlewu z materiałem oddziałuje promieniowanie rentgenowskie lub γ, którego intensywność ulega osłabieniu poprzez absorpcję i rozpraszanie. Na kliszy fotograficznej można uzyskać obrazy o różnym stopniu czerni, odpowiadającym strukturze wewnętrznej i defektom materiału. Charakter wady ocenia się na podstawie takich czynników, jak kształt, ilość, rozmiar, orientacja, rozmieszczenie i czerń obrazu, a następnie wada jest klasyfikowana i oceniana na podstawie charakteru, rozmiaru i ilości wady. W ten sposób możemy poznać rodzaj i stopień zaawansowania wad wewnętrznych odlewu.

 

2. Czułość radiograficzna i jakość obrazu

Czułość radiograficzna oznacza zdolność do znalezienia najmniejszych defektów odlewu. Ze względu na wpływ charakteru, lokalizacji, orientacji, ilości, wielkości i innych czynników wad odlewu, czułość wykrywania wad podczas procesu fotograficznego zależy od jakości obrazu fotograficznego. Wskaźnikiem jest miernik jakości obrazu (inaczej nazywany penetrometrem). Wykonany jest z tego samego materiału o takim samym współczynniku tłumienia jak odlew. Typowymi miernikami jakości obrazu są mierniki jakości obrazu typu przewodowego, mierniki jakości obrazu typu otworowego i mierniki jakości obrazu typu szczelinowego. Średnica linii (otwór, rowek) miernika jakości obrazu jest reprezentowana przez wskaźnik jakości obrazu. Im większa wartość indeksu, tym gorsza jakość obrazu. W ten sposób czułość wykrywania wad radiograficznych można pośrednio wyrazić wskaźnikiem jakości obrazu. Miernik jakości obrazu jest narzędziem służącym do pomiaru jakości fotografii, nie odzwierciedla jednak rzeczywistej wielkości defektów w odlewie, które można wykryć.

 

3. Powszechnie stosowane międzynarodowe standardy badań radiograficznych.

Referencyjna błona radiograficzna ASTM jest obecnie uznanym międzynarodowym standardem.

 

4. Cechy oględzin radiograficznych

1) Największą zaletą badania radiograficznego jest intuicyjność i łatwość oceny charakteru uszkodzeń. Wady wewnętrzne odlewów można zobaczyć na kliszy, o ile mieszczą się one w zakresie czułości fotograficznej.

2) Kontrola radiograficzna ma wysoką czułość wykrywania defektów objętościowych (takich jak pory, wgłębienia skurczowe, porowatość skurczowa, wtrącenia piasku i wtrącenia żużla); ma pewną wrażliwość na defekty planarne (takie jak pęknięcia, brak przetopienia itp.). Jednakże, gdy grubość odlewu jest większa niż 40 mm, w badaniu radiograficznym trudno jest znaleźć wielkopowierzchniowe defekty przypominające skurcz, a czułość wykrywania mikropęknięć jest również niska.

3) Obrazy można archiwizować i przechowywać przez długi czas w celu późniejszego wykorzystania i ponownego sprawdzenia.

4) Kontrola radiograficzna wymaga specjalnego sprzętu i miejsc, koszt jest wysoki, a cykl kontroli jest długi, co nie nadaje się do szybkiej i seryjnej kontroli odlewów.

 

5 Klasyfikacja i stopień wady

Makroskopowe wady wewnętrzne odlewów wykryte podczas badań radiograficznych można podzielić na pięć kategorii: porowatość, wtrącenia piasku i wtrącenia żużla, wnęka skurczowa i porowatość skurczowa, niestopione żelazo wewnętrzne i niestopiony rdzeń, pękanie na gorąco i pękanie na zimno.

1) Wady szparkowe. Szparki mają postać okrągłych lub owalnych ciemnych plam, czasami z ogonami, rozmieszczonych w grupach lub pojedynczo. Obrazy rozmieszczone w grupach mają tendencję do nakładania się i mają nieregularne kształty. Podczas końcowego krzepnięcia odlewu często pojawiają się pęcherze, w których gromadzi się gaz i nie może się on wydostać. Tworzenie porów igłowych należy do typu intruzji reaktywnej, a warstwa wierzchnia odlewu jest ułożona rzędowo i rozłożona prostopadle do powierzchni.

2) Wady wtrąceń piasku i wtrącenia żużla. Wtrącenia piasku i żużla są rozmieszczone w postaci nieregularnych kropek lub linii. Kiedy mają kształt linii, mają określoną szerokość i mogą być losowo rozmieszczone wewnątrz odlewu. Wtrącenia żużla często występują wokół dna wgłębienia skurczowego, a wtrącenia piasku są czasami rozprowadzane na powierzchni odlewu.

3) Wnęki skurczowe i wady porowatości skurczowej. Ze względu na trójwymiarowy kształt wady wnęk skurczowych odlewów można podzielić na wnęki rurowe, dendrytyczne i wielkopowierzchniowe. Takie defekty są zwykle rozmieszczone na dnie pionu i na końcowym zestalonym gorącym węźle. Wnęki skurczowe zwykle występują jednocześnie z porami, wtrąceniami żużla i porowatością skurczową.

4) Wady nieskondensowane. Obrazy niestopionych defektów przypominają pęknięcia i wszystkie są ciemnymi liniami, ale jedna strona linii to odcinek linii prostej, który występuje tylko w miejscu, w którym umieszczony jest wewnętrzny agregat chłodniczy lub wspornik rdzenia.

5) Wady przypominające pęknięcia. W badaniu radiograficznym defekty przypominające pęknięcia wykazują na obrazie ciemne linie o nieregularnych kształtach, niektóre są proste, inne w zasadzie proste, ale ich końce są ostre, a główka nie jest okrągła. Wady przypominające pęknięcia zwykle pojawiają się w gorącym węźle odlewu lub w miejscu występowania gwałtownych zmian w przekroju.