Расчет режимов радиационных методов неразрушающего контроля

Расчет режимов  

радиационных методов  

неразрушающего контроля

Учебно-методическое пособие

А.Л. Ремизов, А.С. Зубарев, А.А. Дерябин

Федеральное государственное бюджетное  

образовательное учреждение высшего образования  

«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана  

(национальный исследовательский университет)»

ISBN 978-5-7038-5148-7

© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019
© Оформление. Издательство  
 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019 

УДК 620.19:621.79
ББК 30.607 
 
Р38

Издание доступно в электронном виде по адресу
ebooks.bmstu.press/catalog/47/book2028.html
Факультет «Машиностроительные технологии»
Кафедра «Технологии сварки и диагностики» 
Рекомендовано Научно-методическим советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебно-методического пособия
Рецензент
канд. техн. наук, доцент кафедры «Физика»  
МГТУ им. Н.Э. Баумана Ю.Ю. Инфимовский 

 
Ремизов, А. Л.

Р38 
 
Расчет режимов радиационных методов неразрушающе-

го контроля : учебно-методическое пособие / А. Л. Ремизов, 
А. С. Зубарев, А. А. Дерябин. — Москва : Издательство МГТУ 
им. Н. Э. Баумана, 2019. — 22, [2] с. : ил.

ISBN 978-5-7038-5148-7
Издание содержит методический материал для выполнения домашнего 
задания «Параметры рентгеновского контроля» по курсу 
«Радиационные методы контроля», включающий в себя сведения из 
области радиационных методов неразрушающего контроля сварных 
соединений и конструкций, позволяющий студентам получить практические 
навыки решения теоретических и практических задач.
Для студентов кафедры «Технологии сварки и диагностики» МГТУ 
имени Н.Э. Баумана.
УДК 620.19:621.79
ББК 30.607

Учебное издание

Ремизов Андрей Леонидович, Зубарев Алексей Сергеевич
Дерябин Алексей Александрович

Расчет режимов радиационных методов неразрушающего контроля

Оригинал-макет подготовлен в Издательстве МГТУ им. Н.Э. Баумана. 
В оформлении использованы шрифты Студии Артемия Лебедева.
Подписано в печать 24.05.2019. Формат 60×90/16.
Усл. печ. л. 1,5. Тираж 50 экз. Изд. № 424-2017. Заказ 
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1.
press@bmstu.ru   www.baumanpress.ru
Отпечатано в типографии МГТУ им. Н.Э. Баумана.
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1. baumanprint@gmail.com

Предисловие

Учебно-методическое пособие включает в себя описание расчетов 
параметров радиографического контроля сварных соединений 
для выполнения домашнего задания «Параметры рентгеновского 
контроля» студентами по дисциплине «Радиационные 
методы контроля», входящей в образовательную программу для 
специальности 15.05.01 «Проектирование технологических машин 
и комплексов» (специализации «Диагностика и продление 
ресурса сварных конструкций», «Контроль и управление качеством 
в сварочном производстве»).
Цель учебно-методического пособия заключается в выработке 
у студентов при выполнении домашнего задания «Параметры 
рентгеновского контроля» по курсу «Радиационные методы контроля» 
практических навыков выбора и расчета параметров радиографического 
контроля сварных соединений. 
Планируемые результаты обучения: в ходе выполнения домашнего 
задания студенты смогут самостоятельно рассчитывать 
режимы и выбирать схемы просвечивания радиографического метода 
неразрушающего контроля. 
Для выполнения домашнего задания студентам необходимо 
освоить дисциплину «Контроль качества сварных соединений».
При освоении и проработке материала учебно-методических 
указаний по выполнению домашнего задания необходимо следовать 
рекомендациям, указанным ниже:
1. Изучить материалы по теме домашнего задания.
2. Ознакомиться с алгоритмом расчетов, предложенным в настоящем 
учебно-методическом пособии.
3. Выполнить расчет в строгом соответствии с приведенным 
в пособии алгоритмом.
4. Оформить отчет по домашнему заданию.
Текущий контроль проводится в виде защиты домашнего задания.

Защита домашнего задания состоит из проверки содержания 
отчета по домашнему заданию.

Основные обозначения

ВП  
— вольфрамовый промышленный экран
ОК  
— объект контроля
РМ  
— рентгеновская медицинская пленка
РНК 
— радиационный неразрушающий контроль 
РТ  
— радиографическая техническая пленка
РУП 
— промышленная рентгеновская установка
СБ  
— свинцово-баритовый экран
УС  
— сульфидный усиливающий экран
УФДМ — медицинский экран увеличенного фотографического 
действия
УФД-П — промышленный экран увеличенного фотографического 
действия

Введение

Радиационные методы неразрушающего контроля нашли широкое 
применение в машиностроении, так как радиационный неразрушающий 
контроль (РНК) основан на регистрации и анализе 
проникающего ионизирующего излучения после взаимодействия 
его с объектом контроля (ОК). В зависимости от природы ионизирующего 
излучения вид контроля подразделяют на подвиды: 
• рентгеновский; 
• гамма-;
• бета- (поток электронов); 
• нейтронный. 
Наиболее широко используют для контроля рентгеновское 

и гамма-излучение — их можно применять для контроля объектов 
из различных материалов. Эти методы в основном применяются 
в дефектоскопии, измерении геометрических и структурных особенностей 
материалов. К недостаткам данных методов относятся 
повышенные требования к технике безопасности, сложность, высокая 
стоимость и большие габариты аппаратуры, а также ограничения, 
связанные со сравнительно небольшими толщинами ОК. 
Технологии РНК были разработаны при активном участии 
профессора С.Т. Назарова (ФГУП «Всероссийский электротехнический 
институт имени В.И. Ленина»): 
• методика рентгеновского контроля сварных швов;
• проект и введение в производство на заводах рентгеновских 
установок для контроля сварных изделий. 

1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ РАДИАЦИОННОГО 
КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КОНКРЕТНОГО ОБЪЕКТА

При выполнении домашнего задания в зависимости от условий 
экспонирования и характеристик объекта контроля (табл. 1.1) 
провести выбор схемы радиографического контроля, определить 
основные параметры контроля. Рассчитать ожидаемую чувствительность 
контроля.
Таблица 1.1
Варианты задания 

Номер 
варианта


Вид  
изделия*

Параметры изделия

Толщина 

δ, мм

Диаметр 

d, мм

Тип 
шва / 
Длина 
шва L, 
мм 

Допустимый размер  
дефекта Δδ, мм

Предельная  
геометрическая  
нерезкость [Uг], мм

Требуемая чувствительность [
Wабс], 
мм

1, 9
Труба
10
350
Кольцевой

0,6
0,15
0,30

2, 10
Плита
20
—
2000
1,2
0,30
0,60

3, 11
Резервуар
25
5000
Кольцевой

1,2
0,30
0,60

4, 12
Труба
15
1000
Кольцевой

1,0
0,25
0,50

5, 13
Плита
25
—
3000
1,5
0,35
0,75

6, 14
Резервуар
30
8000
Кольцевой

1,5
0,35
0,75

7, 15
Труба
20
500
Кольцевой

1,0
0,25
0,50

8, 16
Плита
30
—
4000
2,0
0,50
1,00

* Для всех вариантов материал изделия — сталь (алюминий).

2. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАСЧЕТА

2.1. Выбор схемы просвечивания

Для контроля сварных соединений различных типов выбирают 
одну из схем просвечивания (рис. 2.1). Стыковые односторонние 
сварные соединения без разделки кромок, a также c V-образной 
разделкой просвечивают, как правило, по нормали к плоскости 
свариваемых элементов (cм. рис. 2.1, схема 1 ). Швы, выполненные 
двусторонней сваркой, целесообразнее просвечивать по схеме 
2 (см. рис. 2.1) c применением в ряде случаев двух экспозиций. 
Направление центрального луча должно совпадать c линией разделки 
кромок. Допускается просвечивание этих швов также и по 
схеме 1 (см. рис. 2.1). 
При контроле нахлесточных, тавровых и угловых соединений 
центральный луч направляют, как правило, под углом 45° к плоскости 
листа (см. рис. 2.1, схемы 3–8 ). Трубы большого диаметра (
более 200 мм) просвечивают через одну стенку, установка 
источника излучения осуществляется снаружи или внутри изделия 
c направлением оси рабочего пучка перпендикулярно к шву 
(см. рис. 2.1, схемы 9, 11 ). 
При просвечивании через две стенки сварных соединений 
труб малого диаметра, чтобы избежать наложения изображения 
участка шва, обращенногo к источнику излучения, на изображение 
участка шва, обращенногo к пленке, источник сдвигают от 
плоскости сварного соединения (см. рис. 2.1, схема 10 ) на угол 
до 20…25°. 
Непровары и трещины могут быть выявлены лишь в том случае, 
если плоскости их раскрытия расположены близко к направлению 
просвечивания (0…10°), а их раскрытие ≥ 0,05 мм. 
Для контроля кольцевых сварных соединений труб часто 
применяют панорамную схему просвечивания (см. рис. 2.1, схема 
11 (а, б )). Установка источника c панорамным излучением 
осуществляется внутри трубы на оси. Сварные соединения труб 
просвечивают за одну экспозицию. 
Условие применения этой схемы просвечивания зависит от 
размера активной части источника излучения Φ, при котором 
возможно его использование для контроля сварного шва панорамным 
способом: Φ ≤
−
−
(
) (
),
u
R
r
1  гдe u — максимально допустимая 
величина геометрической нерезкости изображения дефектов 
на снимке, мм; R и r — внешний и внутренний радиусы 
контролируемого соединения соответственно, мм.

Рис. 2.1. Схемы просвечивания:

1–11 — виды схем; схема 11 (а — вид спереди; б — вид слева); α — угол направления 
просвечивания сварного соединения (шов); 
 — источник излучения; 

 — направление излучения; 
 — рентгеновская пленка 

2.2. Выбор источника излучения

Выбор источника излучения обусловливается технической целесообразностью 
и экономической эффективностью. Основными 
факторами, определяющими выбор источника, являются: 
• заданная чувствительность; 
• толщина и плотность материала контролируемого изделия; 
• производительность контроля; 
• конфигурация контролируемой детали; 
• доступность для контроля и дp.
Рекомендуется выбирать источники в соответствии с данными 
табл. 2.1 и 2.2.
Таблица 2.1

Области применения источников ионизирующих излучений

Толщина материала, мм
Источники излучений

Fe
Ti
Al
Mg
Радио-
нукли-
ды

Рентгеновские 

аппараты 
с напряжением  

на трубке
U, кВ

Ускорители 
с энергией 
излучения
Е, МэВ

До 4
До 8
До 50
До 80
–
10–80
–
1–20
2–40
3–70
10–200
Tm
60–140
–
3–50
6–80
20–150
40–350
Se
90–180
–
5–80
10–120
40–250
70–450
Ir
140–400
–
10–120
20–150
50–300
100–500
Cs
180–1000
3–6
30–200
60–300
200–500
300–700
Co
250–1000
6–15

Таблица 2.2
Области применения рентгеновских аппаратов

Рентгеновский  
аппарат

Напряжение 
на 
трубке 
при про-
свечива-
нии, кВ

Толщина исследуемого сплава, мм, 
на основе

Fe
Ti
Al
Mg

РУП-50-20-1
10–60
До 4
До 12
До 60
До 80
РУП-120-5-1
50–80
РУП-150-10-1
35–80

2.3. Выбор пленки и усиливающего экрана

В зависимости от требований к изделию выбирают тип радио-

графической пленки и усиливающего экрана: свинцовый или 
флюоресцирующий. 
Выбор радиографической пленки осуществляется пo толщине 
и плотности материала просвечиваемого объекта, а также пo требуемой 
производительности и заданной чувствительности контроля. 

Для проведения контроля необходимо определить класс пленки. 
На рис. 2.2 представлена диаграмма областей применения 
рентгеновских пленок в промышленной радиографии. 
Класс 1. Особая мелкозернистая и высококонтрастная без-

экранная пленка. Применяется для снимков наивысшего качества 
при просвечивании легких сплавов на основе алюминия и магния 

Рентгеновский  
аппарат

Напряжение 
на 
трубке 
при про-
свечива-
нии, кВ

Толщина исследуемого сплава, мм, 
на основе

Fe
Ti
Al
Mg

РУП-120-5-1
50–120

1–20
2–40
5–150
10–200
РУП-150-10-1
35–140

РУП-200-5-1
70–140

РУП-200-20-5
70–140

РУП-150-10-1
90–150

2–40
4–70
10–200
15–260
РУП-200-5-1
90–180

РУП-200-20-5
90–180

РУП-150/300-10-1
90–200

РУП-150/300-10-1
250–300

30–100
50–170
95–300
130–420
РУП-400-5-1
250–400

РУП-1000-2-1
1000

РУП-400-5-1
250–400
100–500 175–800 280–1400 450–2000

Окончание табл. 2.2