теоретичний матеріал до теми 2

Найбільш поширеними із радіаційних методів, що використо­ вують для вивчення фізико-механічних властивостей матеріалів та дефектоскопії будівельних конструкцій, є рентгенівський метод, метод гальмівного випромінювання прискорювачів електронів і γ-метод. Перспективними є метод, що побудований на використан­ ні позитронів, та метод просвічування потоком теплових нейтрон­ ів. Використання нейтронів дозволяє визначати вміст вологи в будівельних матеріалах, а використання позитронів — напруження втоми в металах.
Рентгенівське й гальмівне випромінювання прискорювачів електронів та γ-випромінювання за своєю природою є високочас­ тотними електромагнітними хвилями. Джерелами перших можуть бути рентгенівські апарати, других — прискорювачі електронів, а γ-випромінювання — радіоактивні ізотопи.

За допомогою радіаційних методів вирішується ряд задач, пов’язаних із вивченням стану конструкцій та матеріалів:

• вияв­лення дефектів під час зварювання металевих конструкцій, тріщин, зон ураження корозією,
• виявлення дефектів прокатних листів,
• визначення товщини захисного шару бетону,
• розміри й розміщення арматури в залізобетонних елементах,
• вимірювання напружень
• визначення питомої ваги будівельних матеріалів
• визначення вологості буд.мат.,
• визначення товщини виробів.

Вологість будівельних матеріалів визначається за допомогою швидких нейтронів. 

Визначення питомої ваги будівельних матеріалів у виробах та конструкціях можливе шляхом наскрізного просвічування, а також і при односторонньому доступі до конструкції. Суть таких досліджень полягає в прямо пропорційній залежності послаблення сигналу, що пройшов через конструкцію, й питомої ваги матеріалу.
Під час радіаційних досліджень матеріалів та конструкцій можуть використовуватися різні методи фіксації результатів.

Радіографічний метод базується на фіксації інтенсивності випромінювання, що пройшло через об’єкт, який вивчається. Для фіксації використовують магнітну плівку. Перевагами цього методу є те, що в руках дослідника залишається об’єктивний доку­ мент характеристики стану конструкції на момент просвічування.

Джерело випромінювання 1 (рис. 1) розміщується над швом, що досліджується, а касета з плівкою 2 — під ним. Пучок випромінювання проходить через шов і діє з інтенсивністю, прямо пропорційною щільності шва. Для оцінювання якості знімків та визначення чутливості радіографічного методу контролю викорис­ товуються пластинчасті еталони з канавками й дротяні еталони, які розміщуються в місцях просвічування. Пластинчасті еталони з канавками використовуються для просвічування виробів, у яких можуть бути дефекти у вигляді раковин, різноманітних уключень, газових пор. Дротяні еталони використовуються під час радіо­ графії виробів, у котрих можуть бути дефекти у вигляді непроварів та мікротріщин.

Рисунок 1 -Способи дефектоскопії: а — при двосторонньому доступі до конструкції; б — при односторонньому доступі до конструкції; 1 — джерело випромінювання; 2 — детектор; 3 — прилад, що реєструє випромінювання; 4 — дефекти

Дефектні ділянки шва характеризуються викривленим зобра­ женням на плівці. Ступінь затемнення, форма та положення затем­ нених ділянок указують на місце розміщення тріщин, непроварів, шлакових уключень та інших дефектів. Для виявлення тріщин не­ обхідно, щоб напрям випромінювання збігався з напрямом тріщин.
Непровари в зварних з’єднаннях можуть виявлятися під час просвічування виробів перпендикулярно шву і під кутом 45°. Газові пори й шлакові включення в зварних швах виявляються при спрямуванні променів перпендикулярно шву.

Просвічування дає також можливість виявити внутрішні дефекти пластмаси у вигляді тріщин, раковин тощо і деревини — сучки, тріщини, місця її загнивання.

Під час використання радіаційних випромінювань можливі два способи просвічування:

• наскрізний (рис. 2, а), коли можливий двосторонній доступ до конструкції,
• односторонній (рис. 2, б), який базується на реєстрації інтенсивності випромінювання, що розсіюється матеріалом.

Рисунок 2 - Схема визначення вологості нейтронним методом: а — при двосторонньому доступі до конструкції; б — при односторонньому доступі; в — у середині матеріалу; 1 — джерело швидких нейтронів; 2 — детектор; 3 — прилад, що вимірює випромінювання

Ксерографічний метод полягає в тому, що результат просвічу­ вання фіксується на ксерорадіографічній або електрорадіографіч- ній пластинці, яка складається з алюмінієвої підкладки та нанесе­ ного на неї шару фотопровідного матеріалу з аморфного селену.
Щоб зробити пластинку чутливою до іонізуючого випроміню­ вання, поверхні селенового шару дають електричний заряд, після чого її, подібно рентгенівській плівці, розміщують у світлонепро­ никну касету. При просвічуванні елементів конструкції на поверхні селенового шару утворюється приховане електростатичне зобра­ ження. Це зображення проявляють, опилюючи селеновий шар дрібним наелектризованим порошком крейди. Частинки порошку, заряджені електричним зарядом протилежного знаку, прилипають до поверхні селенового шару, утворюючи при цьому видиме зображення об’єкта, що просвічується.,

Радіоскопічний метод полягає в перетворенні захованого рент­ генівського або γ-зображення об’єкта, що просвічується, у видиме на екранах перетворювачів іонізуючого випромінювання тателевізійних приймачів. На практиці використовують установки візуаль­ ного контролю з безпосереднім спостереженням зображень на ек­ ранах перетворювачів (флюороскопічного, рентгенівських елект­ронно-оптичних перетворювачів, електронно-оптичних підсилю­ вачів видимого світла, електролюмінесцентного).

Візуальний контроль відрізняється від радіографічного біль­ шою оперативністю. Під час візуального контролю легко отриму­ вати результати при зміні кута просвічування та стереоскопічне зображення об’єкта, що досліджується. Недоліком рентгеноскопіч­ них методів порівняно з методами рентгенографії є зниження точ­ності отриманих результатів.
Усі роботи з використанням радіоактивних речовин і джерел іонізуючих випромінювань регламентуються відповідними доку­ментами.