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

(1)

Badania radiograficzne rentgenowskie

złączy spawanych o różnych grubościach według PN-EN 1435.

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-69770 [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 1435.

2. ZAŁOŻENIA WYNIKAJĄCE Z WYMAGAŃ NORMY PN-EN 1435.

Norma PN-EN 1435 w punkcie 6.1.9 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.

(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.

(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 462-1. 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 = 4.

4. 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 g2=1,5 g1 oraz wymiary nominalne 380 x 380 (mm)

Rys. 2. Schematy rysunkowe próbek zastosowanych do badań.

(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.

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.

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

(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

(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

(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

Wymagana wykrywalność wskaźnikowa:

• na grubości g1 (błona C3) osiągnięta w 100% we wszystkich rejonach L1, L2, L3;

• na grubości g2 (błona C5) osiągnięta w 100% w rejonie L2 oraz w 33% w rejonach bocznych L1 i L3.

Wymagana gęstość optyczna radiogramu:

• na grubości g1 (błona C3) osiągnięta w 100% w rejonie środkowym D2 oraz w 83% w rejonach bocznych D1 i D3;

• na grubości g2 (błona C5) nie osiągnięto wymaganej gęstości we wszystkich rejonach.

Klasa badania B

• na grubości g1 (błona C3) nie osiągnięto wymagań na wszystkich rejonach L1, L2, L3;

• na grubości g2 (błona C5) osiągnięto wymagania w 50% tylko w rejonie środkowym L2.

• na grubości g1 (błona C3) osiągnięto wymagania w 100% we wszystkich rejonach D1, D2, D3;

• na grubości g2 (błona C5) nie osiągnięto wymaganej gęstości we wszystkich rejonach.

WARIANT II (błona C4)

(8)

Klasa badania A

• na grubości g1 osiągnięto wymagania w 100% we wszystkich rejonach L1, L2, L3;

• na grubości g2 osiągnięto wymagania w 66% we wszystkich rejonach L1, L2, L3.

• na grubości g1 osiągnięto wymagania w 100% w rejonie D2 oraz w 83% w rejonach D1 i D3;

• na grubości g2 nie osiągnięto wymagań we wszystkich rejonach.

Klasa badania B

• na grubości g1 osiągnięto wymagania w 100% we wszystkich rejonach L1, L2, L3;

• na grubości g2 nie osiągnięto wymagań we wszystkich rejonach.

• na grubości g1 osiągnięto wymagania w 100% we wszystkich rejonach D1, D2, D3;

• na grubości g2 nie osiągnięto wymaganej gęstości we wszystkich rejonach . WARIANT III (błony C3; C4; C5)

Klasa badania A

• na grubości g1 osiągnięto wymagania w 100% dla wszystkich rodzajów błon C3, C4, C5 we wszystkich regionach L1, L2, L3;

• na grubości g2 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 g1 osiągnięto wymagania w 100% dla błony C3 we wszystkich rejonach D1, D2, D3, natomiast dla błon C i C5 nie osiągnięto wymagań;

• na grubości g2 nie osiągnięto wymagań dla błon C3, C4, C5 we wszystkich rejonach.

Klasa badania B

• na grubości g1 osiągnięto wymagania w 100% dla wszystkich rodzajów błon C3, C4, C5;

• na grubości g2 nie osiągnięto wymagań dla wszystkich rodzajów błon C3, C4, C5.

Wymagana gęstość optyczna radiogramów:

• na grubości g1 osiągnięto wymagania w 100% dla błony C3, natomiast nie osiągnięto wymagań dla błon C4 i C5;

• na grubości g2 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-69770 Radiografia przemysłowa. Radiogramy spoin czołowych w złączach doczołowych ze stali.

3. PN-EN 584-1 Filmy do radiografii przemysłowej. Cz.1 Klasyfikacja systemów filmów dla radiografii przemysłowej.

4. PN-EN 462-1 Badania nieniszczące. Wskaźniki jakości obrazu typu pręcikowego.