Таможенного досмотра и поиска

(последняя цифра шифра: 0 – 4)

Радиационный вид неразрушающего контроля основан на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения после взаимодействия его с объектом контроля. В практике таможенного контроля объектов используют рентгеновское и гамма-излучения. Выбирая необходимый частотный диапазон излучения, можно производить контроль объектов разных габаритных размеров, выполненных из различных веществ и материалов. По характеру взаимодействия с ОК основной применяемый способ радиационного контроля - метод прохождения. Он основан на разном поглощении излучения частями объекта.

Информативный основной параметр этого метода - плотность потока излучения. Чем больше толщина и поглощающая способность материала объекта, тем более высокочастотное (более жесткое) излучение должно быть применено для его контроля. При просвечивании объектов контрастность изображения обуславливается разницей в поглощении лучей отдельными деталями объекта. Рентгеновские лучи поглощаются в той или иной степени всеми веществами, через которые они проходят. Доля энергии лучей, поглощенной в веществе, зависит от толщины поглощающего слоя, природы вещества и длины волны лучей.

Целью настоящей работы является использование радиационного метода неразрушающего контроля для оценки аномальной области ОК (места заложения сокрытия).

В процессе выполнения работы необходимо:

­ рассмотреть процесс прохождения рентгеновских лучей через ОК;

­ изучить последовать вывода выражения для определения объёма аномальной области ОК и вывести окончательное расчётное выражение;

­ провести анализ зависимости объема V_а аномалии, которые можно выявить, при вариации размеров коллиматора и скорости перемещения ν ОК относительно коллиматора.

Для количественного описания процесса поглощения вводят понятие линейного коэффициента ослабления рентгеновских лучей. Интенсивность рентгеновского пучка после прохождения слоя вещества толщиной х уменьшается до величины I:

I = I_{0 ·} e^-μ·x, (1)

где: I₀ - интенсивность исходного пучка; μ - линейный коэффициент ослабления.

Если излучение проходит через аномальную область (место заложения сокрытия) с коэффициентом линейного поглощения μ_а и размером ε в направлении распространения излучения, интенсивность излучения будет равна:

I_а = I_{0 ·}(R₀ /R)²_· , (2)

где: R₀ – фокусное расстояние, R – расстояние от фокусного пятна до края аномальной области, h – толщина контролируемого объекта.

Рассмотрим связь между входными параметрами схем регистрации и параметрами ОК. Пусть источник создаёт на входе ОК плотность потока фотонов φ_по, который перпендикулярен плоскости ОК. Радиационный дефектоскоп имеет коллиматор (устройство для пропуска узкого пучка) с прямоугольным окном размерами d (высота) и b (ширина). ОК, выполненный из материала с коэффициентом μ линейного ослабления рентгеновских фотонов материалом ОК и имеющий внутреннюю аномальную полость в виде куба размером ε << h (где h – толщина ОК), перемещается со скоростью ν относительно коллиматора.

Для счётных схем регистрации при времени накопления сигнала t = d / ν отношение сигнал/шум:

q = μ·V_а·k · , (3)

где: V_а = ε³ – объём аномальной полости; Π = b· ν – производительность контроля по площади; k = 0,5 ÷ 1 – коэффициент, учитывающий, что в момент окончания и начала отсчёта в канал регистрации поступает информация не от всего дефекта.

Критерием выявляемости аномальной полости считается условие q ≥ К (где, например, К = 3), тогда:

V_а ≥ (4)

где: A_k = d ∙ b – площадь коллиматора, υ₀ = Q_D · φ_п · A_k – эффективное число статистических импульсов в зоне преобразователя при условии, что вклад рассеянного ОК излучения в сигнал сведён к минимуму; φ_п – плотность потока рентгеновских квантов в районе преобразователя; К = 3.

Для токовых схем регистрации:

V_а ≥ (5)

Оценить объем V_а аномалий, которые можно выявить, а алюминиевом объекте контроля (ОК) с помощью радиометрического дефектоскопа, работающего в токовом режиме при помощи дозы излучения в зоне преобразователя 400 мкР\с, его квантовой эффективности Q_D = 0,8, энергии рентгеновских фотонов Е = 100 кэВ, размере коллиматора b, скорости контроля ν. Для фотонов с энергией Е = 100 кэВ для ОК из алюминия μ = 0,5 см^-1, а мощности дозы излучения 400 мкР/с соответствует φ_п = 4·10⁴ фотонов/(мм²·с).

В работе требуется установить зависимости: V_а = f(ν), ( b = const); V_а = f(d), V_а = f(b), (ν = const). Исходные данные для проведения расчётов приведены в таблицах 1, 2.

В разделе пояснительной записки, освещающем особенности дефектоскопии ОК радиационными методами необходимо отразить физические основы методов, указать информативные параметры, по степени, изменения которых можно судить о дефектности ОК, назвать приборы и устройства, реализующие указанные методы, а также описать принципы их работы.

Методы радиационного контроля изложены в указанных ниже работах.

Литература

1. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн. 4. Контроль излучениями: Практ. пособие/Б. Н, Епифанцев, Е. А. Гусев, В. И. Матвеев, Ф. Р. Соснин; Под ред. В. В. Сухорукова. - М.: Высш. шк., 1992. – 321 с.

2. Бякин Г. И., Кулешов А. В., Улупов Ю. Г. Интроскопия в таможенном деле: учебно-методическое пособие. - СПб.: СПб им. В.Б. Бобкова филиал РТА, 1998.-114 с.

3. Ермолов И. Н., Останин Ю. Я. Методы средства неразрушающего контроля качества: Учеб. пособие для инженерно-техн. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1988. – 368 с.

Таблица 1

Таблица 2

Задание 2

Поиск по сайту: