Рентгеновских исследований

тивлении переменным нагрузкам. Расчет усталостного ресурса материалов металлических конструкций с помощью предложенного метода позволяет значительно и обоснованно его повысить и снизить в связи с этим расход дорогостоящих материалов. Метод технологически несложен и легко может быть реализован при наличии усталостной машины и серийно выпускаемых промышленностью рентгеновских аппаратов ДРОН, УРС. Следует также отметить возможность применения метода и при определении высокочастотной усталостной долговечности, так как кинетика процесса и в этом случае может быть прослежен^ по анализу зависимости Ad/d от N. Кроме того, метод с успехом может быть использован и в условиях коррозионной усталости, а кинетика изменения микродеформаций кристаллической решетки при этом достаточно четко коррелирует с другими параметрами, отражающими состояние металлов (твердость, микротвердость, электрохимические свойства).

Рентгеновское просвечивание основано на различном поглощении рентгеновского излучения участками металла с дефектами и без них. Сварные соединения просвечивают с помощью специальных рентгеновских аппаратов. С одной стороны шва 3 на некотором расстоянии от него помещают рентгеновскую трубку 1, с другой (противоположной) стороны к нему плотно прижимают кассету 4 с рентгеновской пленкой (рис. 5.56, а). При просвечивании рентгеновские лучи 2 проходят через сварное соединение и облучают пленку. Для сокращения экспозиции просвечивания в кассету с пленкой закладывают усиливающие экраны. После проявления пленки на ней фиксируют участки повышенного потемнения, которые соответствуют дефектным местам в сварном соединении. Вид и размер дефектов определяют сравнением пленки с эталонными снимками.

Импульсные аппараты конструктивно выполнены из двух блоков: управления и рентгеновского. В них конденсатор заряжается от трансформатора через выпрямитель и разряжается поворотом электронного ключа на повышающий трансформатор в цепи трубки. В отличие от предыдущих аппаратов импульсный аппарат не требует принудительного охлаждения трубки и используется в монтажных условиях. Примером малогабаритных импульсных рентгеновских аппаратов являются МИРА-1Д, МИРА-2Д, МИРА-ЗД. Характеристики аппаратов для первой и последней модели: энергия ионизирующего излучения — от 60 до 160 кзВ, толщина объекта контроля— 10...30мм, частота импульсов — 20.. .50 Гц, потребляемая мощность — 300.. .450 ВА, масса — 10...22 кг. Экспозиционная доза излучения импульсного аппарата не менее 20мР при расстоянии 0,5 м за время 5 сек.

18. Типовые схемы рентгеновских аппаратов: Т — рентгеновская трубка; Тр — трансформатор; А" — кенотрон; С — конденсатор; R — резистор; ИТ —- импульсный трансформатор; Т •- тиратрон

Размеры фокусного пятна определяют геометрическую нерезкость. В отличие от рентгеновских аппаратов, линейных ускорителей и микротронов размеры фокусного пятна на мишени

Номограммы экспозиций составляют с учетом толщины и плотности материала контролируемого объекта, МЭД и энергии излучения, фокусного расстояния и выбранных комбинаций пленок и экранов. На рис. 24—26 приведены номограммы экспозиций при использовании рентгеновских аппаратов, радиоактивных источников и ускорителей. Для рентгеновских аппаратов экспозиция X определяется как произведение силы тока / трубки на время t для выбранного значения напряжения U на трубке и заданной толщины б контролируемого мате-

Питающие устройства рентгеновских аппаратов и высоковольтных установок (микротронов, линейных ускорителей, бетатронов) Излучатели Фильтры

Рассеяние рентгеновского излучения слабо зависит от энергии Е проникающего излучения, тогда как поглощение пропорционально Е~3. Из соотношений между сечениями поглощения и рассеяния можно получить значения ускоряющих напряжений U на излучателе рентгеновских аппаратов, которые являются предпочтительными при проведении радиоско-пического контроля. В частности, для изделий из легких сплавов на основе алюминия и титана при U около 100 кВ ослабление первичного пучка за счет процессов поглощения и рассеяния равновероятно, а при U около 300 кВ только 10 % пучка поглощается. Равновесие между поглощением и рассеянием для сплавов на основе железа наблюдается при ускоряющем напряжении 250 кВ, а соответственно неблагоприятное сочетание указанных характеристик при напряжении 400 кВ. Таким образом, исходя из критериев максимального качества теневого изображения и минимальной радиационной нагрузки на обслуживающий персонал, максимальные уровни ускоряющих напряжений на излучателях в радиоскопических системах контроля следует выбирать равными 100 и 250 кВ соответственно для изделий из легких сплавов и стали.

Импульсные аппараты конструктивно выполнены из двух блоков: управления и рентгеновского. В них конденсатор заряжается от трансформатора через выпрямитель и разряжается поворотом электронного ключа на повышающий трансформатор в цепи трубки. В отличие от предыдущих аппаратов импульсный аппарат не требует принудительного охлаждения трубки и используется в монтажных условиях. Примером малогабаритных импульсных рентгеновских аппаратов являются МИРА-1Д, МИРА-2Д, МИРА-ЗД. Характеристики аппаратов для первой и последней модели: энергия ионизирующего излучения — от 60 до 160 кэВ, толщина объекта контроля— 10...30мм, частота импульсов — 20... 50 Гц, потребляемая мощность — 300.. .450 ВА, масса — 10...22 кг. Экспозиционная доза излучения импульсного аппарата не менее 20мР при расстоянии 0,5 м за время 5 сек.

Появление полупроводниковых силовых элементов дало возможность уменьшить размеры промышленных рентгеновских аппаратов. Успехи, достигнутые в области импульсного рентгечоаппаратостроения, позволили объединению определить одно из перспективных направлений своей работы. Речь идет о динамической рентгеновской интроскопии.

Основные технические характеристики рентгеновских аппаратов, применяемых для дефектоскопии оборудования в угольной промышленности, приведены в табл. 1.2.

Механизм обесцинкования не получил еще удовлетворительного объяснения. Имеются две точки зрения. Первая предполагает, что первоначально протекает коррозия всего сплава, а затем медь осаждается на поверхности из раствора с образованием пористого внешнего слоя. Согласно второй, цинк, диффундируя к поверхности сплава, преимущественно растворяется; принятом поверхностный слой обогащается медью. Каждую из этих гипотез можно успешно применить для объяснения явлений, наблюдающихся в определенных случаях обесцинкования. Однако накопленные факты свидетельствуют, что второй механизм применим намного чаще. Пикеринг и Вагнер [17, 18] предположили, что объемная диффузия цинка происходит вследствие образования поверхностных вакансий, в частности двойных. Они образуются в результате анодного растворения, а затем диффундируют при комнатной температуре в глубь сплава (коэффициент диффузии для дивакансий в меди при 25 °С D =1,3-10~12 см2/с) 117], заполняясь преимущественно атомами цинка и создавая градиент концентраций цинка. Данные рентгеновских исследований обесцин-кованных слоев е-латуни (сплав Zn—Си с 86 ат. % Zn) и ^-латуни (сплав Zn—Си с 65 ат. % Zn) показали, что в обедненном сплаве происходит взаимная диффузия цинка и меди. При этом образуются новые фазы с большим содержанием меди (например, а-латунь), и изменение состава в этих фазах всегда идет в сторону увеличения содержания меди. Как отмечалось ранее, аналогичные закономерности наблюдаются в системе сплавов золото— медь, коррозия которых идет преимущественно за счет растворения меди. Растворения золота из этих сплавов не обнаруживают. В результате коррозии на поверхности возникает остаточный пористый слой сплава или чистого золота. Скопления двойников, часто наблюдаемые в' полностью или частично обесцинкованных слоях латуни, также свидетельствуют в пользу механизма, связанного с объемной диффузией [19]. Это предположение встречает ряд возражений [20], однако данные рентгеноструктурного анализа обедненных цинком слоев невозможно удовлетворительно объяснить, исходя из концепции повторного осаждения меди. Хотя предложен ряд объяснений ингибирующего действия мышьяка, сурьмы или фосфора на обесцинкование а-латуни (но не (3-латуни), механизм этого явления нельзя считать полностью установленным.

Механизм процессов, приводящих к резкому ускорению коррозии, еще не достаточно ясен. Его объясняют появлением трещин в оксидной пленке вследствие концентрирования напряжений в толще оксида. Однако, когда металл окисляют в кислороде, скорость коррозии не увеличивается, за исключением случаев очень длительной выдержки и очень толстой оксидной плёнки. Оказалось, что ведущую роль играет водород, выделяющийся в результате разложения воды при взаимодействии с металлом, и особенно та его часть, которая растворяется в металле, приводя к более высоким скоростям окисдения [55]. Данные рентгеновских исследований показывают, что в воде на поверхности циркония как до, так и после ускорения коррозии присутствует моноклинный диоксид ZrO2. Имеются также некоторые сведения, что первоначально возникающий оксид имеет тетрагональную структуру [56].

Кристаллы мартенсита в пространстве представляют собой !:Ластиы.[. >''.'.-кающиссч к концу, н на фото; рафиях, снятых с плоскости шлифа, кажутся иготьчатыми. Согласие- результатам электронна микроскопических и рентгеновских исследований, кристаллы мартенсита имени- мелкоблочное строение с размером блоком порядка H)'SM. Кристаллы мартенсита располаг <ютс« •••MI углами о; носи'1 VI' не :ip\'. jpv.' a. ')'; • roi'i •;•;• i . гом, " ' • ч:рс -n'~i'-'.:'.'
стеатита и кордиерита отсутствуют результаты рентгеновских исследований, но, вероятно, что для них также имеется качественное согласие структурных изменений и изменений теплопроводности и плотности.

Другим типом примеси в металле является водород, энергия взаимодействия которого с дислокациями в железе (0,1 эВ) значительно, меньше, чем для углерода и азота, и который поэтому не вытесняет атомов углерода и азота из «облаков» на дислокациях. Сравнительно менее значительное влияние водорода в железе на деформационное упрочнение путем изменения подвижности дислокаций не означает, однако, отсутствие заметного влияния поглощенного водорода на механохимическую активность, поскольку при абсорбции металлом водорода в металле возникают значительные остаточные напряжения и локальный наклеп, стимулирующие анодное растворение. Так, по данным рентгеновских исследований электролитически наводороженного железа вакуум-

Камера для рентгеновских исследований натурных изделий.

Полученная таким методом сегнетокерамическая пленка имеет те же свойства, что и свойства обычных объемных образцов, полученных путем спекания. Это показали результаты диэлектрических, пьезоэлектрических и рентгеновских исследований.

«Феникс». После начала эксплуатации (с 1974 г.) в 1980 г. при проведении рентгеновских исследований обнаружена деформация дистанционирующих решеток, распорок и труб в 12 из Збмодуч леи перегревателей, вызванная расширениями внешнего кожуха и труб во время предварительного нагрева паром перед заполнением ПГ натрием. Отмечалось, что в нормальных условиях эксплуатации температура внешнего кожуха на 28 °С выше, чем температура труб, а в условиях предварительного нагрева на 120 °С ниже, что при отсутствии скольжения труб в дистанционирующих решетках приводит к деформации. Это явилось причиной отказа от предварительного нагрева перегревателей паром. В настоящее время перегреватели нагреваются воздухом в процессе предварительного нагрева испарителей и подогревателей.

Несмотря на многочисленные исследования системы Си—S, она до настоящего времени еще полностью не изучена, так как данные рентгеновских исследований о числе фаз и об их кристаллической структуре не всегда согласуются с имеющимися вариантами диаграммы состояния. Диаграммы состояния, приведенные в справочниках [X, Э], в дальнейшем неоднократно изменялись и уточнялись. Диаграмма состояния Си—S (рис. 161, а) построена по совокупности работ [1—3J, низкотемпературная часть диаграммы [содержание 33—37 % (ат.) S] приведена на рис. 161, б по данным работы [4]. Данные о диаграмме состояния системы Си—S [до 40 % (ат.) S] согласно работе [5] хорошо согласуются с данными, приведенными на рис. 161 11—3]. В системе Си—S кроме соединений Cu2S и CuS существуют соединения Cuj 96S, Cu7S4 и Cu9S5. Из них соединения Cu2S, Cuj 96S и Cu9S5 обладают несколькими полиморфными модификациями: соединения Cu2S и Cuj 96S триморфны, а соединение Cu9S5 — Диморфно [6].

Диаграмма состояния Er—Mg приведена на рис. 225 согласно справочнику [М]. На основании рентгеновских исследований в системе Er—Mg установлено образование трех соединений [1—3]. Соедине ния Mg24Er5, Mg2Er и MgEr образуются по перитектическим реакциям, температура которых точно не установлена, кроме температуры 822 "С, отвечающей реакции Ж + "РЕп" «* MgEr кристаллизации соединения MgEr. При температуре 699 °С предположительно происходит эвтектоидный распад рЕг. При температуре 584 °С и содержании 13,7 % (ат.) Ег в интервале концентраций 6,9—18 % (ат.) Ег осуществляется эвтектическая реакция Ж *» (Mg) + Mg24Er5. Крис таллическая структура соединений приведена в табл. 165.

В системе образуется четыре соединения: EuTe, Еи3Те4, Еи4Те7 и Еи3Те7. Соединение EuTe плавится конгруэнтно при 1525 °С. Соединения Еи4Те? и Еи3Те7 образуются по перитектическим реакциям соответственно при температурах 520 °С и 430-°С. Относительно образования соединения Еи3Те4 имеются неясности. В представленной в работе [1] диаграмме состояния Ей—Те предполагается, что между EuTe и Еи3Те4 образуется непрерывный ряд твердых растворов. Это твердые растворы с кубической кристаллической решеткой типа NaCl, характерной для EuTe. С другой стороны, для Еи3Те4 характерна другая кристаллическая решетка — предположительно ромбическая. Кроме того, на основании рентгеновских исследований высказывается предположение, что твердый раствор с решеткой типа NaCl образуется только в некотором интервале высоких температур.