автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Процесс радиографии действующего оборудования АЭС в условиях внешнего радиационного фона

^ § #

с ^

оу, На правах рукописи

Вяткин Игорь Владимирович

ПРОЦЕСС РАДИОГРАФИИ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ АЭС В УСЛОВИЯХ ВНЕШНЕГО РАДИАЦИОННОГО ФОНА

Специальность 05.! 1.13 - приборы к методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Томас 1995

Работа выполнена в Томской политехническом университете

Научные руководители: доктор технических наук, профессор

Кулешов Валерий Константинович,

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Бердоносов Валерий Александре в ич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Горбунов Владимир Иваноаич,

кандидат технических н&ух Вавилов Станислав. Платонович

'Ведущая организация: Томский центр технической диагностики

"Химотест"

.'Защита состоится" " 1995г. в /Э__часов

ма. заседании диссертационного совета Д 063.50.05 при ЯИ.И интроскопии ( 634028, г .Томск, ул.Савиных 3 )

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского лолитехяического университета.

Автореферат разослан___1995г.

Ученый секретарь диссертационного соаета

В.Б.В.мнохуров

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Современные требования к контролю качества и технической диагностике оборудования и трубопроводов атомных электростанций определяют актуальность выполненных исследований.

Федеральный Надзор России по ядерной и радиационной безопасности жестко регламентирует объемы и нормы оценки качества, по каждому из определенных видов неразрутлающего контроля элементов действующей системы трубопроводов первого контура АЭС.

Однако в Основных Положениях Правая Госатомнадзора России не отражены вопросы, связанные со специфическими: условиями контроля сварных соединений я наплавленных изделий г процессе эксплуатации. Главной особенностью при радиографии действующего оборудования АЭС является наличие внешнего радиационного фона, создающего дополнительную фотографическую вуаль на рентгенограммах, что приводит к снижению .■ чувствительности контроля и. как следствие, к возможному пропуску недопустимых дефектов.

Задача разработки мероприятий по повышению вероятности обнаружения дефектов, обеспечения требуемого качества контроля является особенно актуальной на фоне ряда трагических аварий, произошедших на атомных объектах т^>но6ыля. Челябинска и Томска.

ЦЕЛЬ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ состоит в разработке мероприятий, обеспечивающих проведение радиографии в условиях внешнего радиационного фона то стороны девствующего оборудования АЭС, с требуемой Правилами Госатомнадзора чувствителъяостыо.

ЗАДАЧЕЙ ИССЛЕДОВАНИЙ являлось определение степени воздействия внешнего радиационного фона на качество получаемых рентгенограмм и разработка методов по нейтрализации этого воздействия.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Возможности метода радиографии могут бить раскрыты при расчетном анализе и сравнении расчетных данных с экспериментом, поэтому методами исследования в настоящей работе являются расчетный и экспериментальный методы.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА диссертационной работы состоит в том, что на основании теоретических и экспериментальных исследований информационных возможностей я ограничении метода радиографии в условиях внешнего радиационного фона были сформулированы к решены следующие задали:

1 .Прогнозирование степени снижения чувствительности радиографии для любых значений фоновой мощности экспозиционной дозы.

2. Осуществление нейтрализации внешнего фонового воздействия цифровыми методами обработки слабоколтрастных изображений при значениях дозовой нагрузки до 50 мР.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ диссертационной работы заключается в том, что ее результаты использованы на практике, в производственных условиях эксплуатационного контроля действующего оборудованя АЭС Сибирского Химического Ком (Рината:

1. Обобщена и систематизирована информация об основных параметрах и характеристиках рентгеновских аппаратов с непрерывным и импульсным излучением отечественного производства для промышленной радиографии.

2. Разработана методика по оптимизации основных технических параметров радиографии, учитывающая особенности импульсного рентгеновского излучения, позволяющая в 1.5-2,0 раза повысить производительность контроля и достоверность получаемой информации.

3. Разработаны специальные дефектометры направления излучения для контроля -геометрии радиографии с регистрацией информации о пространственном положении источника излучения в момент просвечивания относительно объекта контроля на рентгеновском снимке.

4 .Создан алгоритм цифровой обработки слабоконтрастных рентгенограмм, получаемых в специфических условиях радиографии оборудования АЭС.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

1.Методика оптимизации основных технических параметров радиографии на базе импульсных аппаратов.

2. Способ нейтрализации воздействия на рентгеновскую пленку внешнего радиационного фона при радиографии со стороны действующего оборудования АЭС, основанный на методе цифровой обработки изображений.

РЕАЛИЗАЦИЯ ' Б ПРОМЫШЛЕННОСТИ. Результаты днссергационной работы использованы на Сибирском Химическом Комбинате в виде утвержденных методик и методических указаний.

ПУБЛИКАЦИИ. Основное содержанке диссертации изложено в. 14 печатных работах, в цел тральной н местной печати.

АПРОБАЦИЯ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ. Основные положения диссертационной работы докладывались:

- на YI-YII Всесоюзных совещаниях по прпменению ускорителей заряженных частиц; в народном хозяйстве. -Ленинград, 1933 г., 1992 г.,

на III Области ой научно-технической конференции по неразрушающпи методам контроля.- Томск, 1939г.,

- на Российском с международным участием каучно-техннчес.тсот! семинаре по перспективам применения физических методов и средст» контроля иа предприятиях химического и машиностроительного комплексов - 94,-Томск, 1994 г,

- иа Областной, научно-практической конференции молодежи н студентов по техническим наукам и высокий технологиям. - Томск. 1995 г.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения трех глав, заключения, списка используемых источников, приложения t: содержит 151 страницу печатного текста, из них 5'!) рисунко» и И таблиц список литературы включает 195 наименований.

2.0СНОБНОЕ СОДЕРЖА!! ИЕ РАБОТЫ.

Во введении показана актуальность выполненных исследований сформулирована цепь и задача исследований, определены научная новизна я практическая ценность работы.

В первой главе рассмотрен вопрос, связанный с состоянием существующей системы неразрушающего контроля на АЭС, проведен анали: современных меюдов и средств контроля, л ока" ii и я роль метода радиографии при решении задачи обеспечения надежности и 6 ко паси осп работы АЭС.

Основные Положения Правил Госатомнадзора не учитывают факторы. связанные со специфическими условиями контроля, оказывают:« существенное влияние хак на чувствительность, так и не производительность контроля. К ним относятся повышенная температуря металла, нахождение контролируемых участков г напряженном состоянии вибрация, внешний радиационный фон и особенности излучения широкс используемых импульсных рентгеновских аппаратов.

Внеингай радиациоиныа фон создает дополнительную фотографическую вуаль на рентгеновском снимке, снижающую контраст изображения дефектов н их аыяъляемость-

Изв.естные способы изоляции рентгеновской пленки от воздействия внешнего радиационного фоиа со стороны действующего оборудования малоэффективны, обеспечить с их помощью •¡¡ребуемую чувствительность радиографии на практике не удается. Фактор внешнего радиационного фона ■следует учитывать перед, проведением контроля, определяя его »лад в ■суммарною плотность почернения рентгеновских снимков.

Предложена методика прогнозирования ожидаемого ухудшения чувствительности радиография с учетом значений радиационных параыегрог внешнего фона и характеристик применяемой рентгеновской олеики.

На основе предложенной меэгодихн лолучш прогноз снижения чувствительности радиографии в условиях дополнительного внешнего облучения для различных типов используемой рентгеновской плетен.

Важнейшей характеристикой любого садпацнояиого источника, 'используемого ц целях неразрушающего контроля, которой определяются ■основные технические параметры при просвечивании тлели Д. чпляч-тсч •спектральный состав излучения.

Если еяектры излучения рентгеновских аппаратов яслреры&иого действия достаточно хорошо нзучеш. к их измерение не представляет •схояько-ннбудь серьезных трудностей, ю скекграяышй сосгат. излучения импульсных рентгеновских аппаратов, использующих трубки го взрывной укиссиегё электронов, остается аока «ало изученным. Это оЬуслоъпгло те-м, что из-за высокой плотности потока фотонов ьремеакок ингер?.ад мтжду «ими на иного порядков меньше бременя ого разреЕ1енна любого из 'известных тшюа детекторов. Из-за недостаточного времени разрешения детектора амплитуда выходного сигнала оказываете! пропорциональной лишь полной энергии рентгеновского излучения, выделявшейся в рабочем ■объеме детектора. Полому для анализа спектров таких излучателей .неприменимы хорошо известные методы рентгеновской и гашла-■спектрометрии. Вместе с теп энергетический спектр тормозного излучения :на.носекуядных рентгеновских аппаратов заметно отличается от аналогичного спехтра источников непрерывного излучения.

Сравнение восстановленных энергетических спектров излучения .импульсных рентгеноаскнх аппаратов, полученных методом, фильтров, регуляризация и одаофотонного детектирования дает различные значения:

максимума энергетического распределения излучения, понимаемое под эффективной энергией излучения. Отличие полученных этими методами результатов по значениям эффективной энергия и г,тульского рентгеновского излучения, аалример для аппарата МИРА-2Д, достигает 50

/о.

В работе пожазаио. что значение эффективной энергии импульсного рентгеновского излучения является определяющим при выборе экспозиций лросжечиаания. Использование для этях целей рекомендуемых номограмм: заводов-гсзготоаятеяей, составленных для усреднениых -значений характеристик применяемых реитгеиов-гтах трубок и параметров рентгеновской пленки неэффективно.

Оптимальное время экспозиции при проведения радиографии с использованием имгеульсиых реяггеноьегкх аппаратов предложено определять по времени на коп иен и я детектором (ре-нтг еповскоа плсль-ой.1 оптимальной дозы излучения:

Г -

»опт «р[Мшзфф ( В1фф. <i ) d] F ^

где t - оптимальное время эжепозичии; Dont -оптимально доза излучения, необходимая дшг формирлвания скрытого яюброжеииа на рентгеновской пленке с заданной плотностью почернения; ц:1!»фф -эффективный линей яый коэффициент осдаблегим импульсного рентгеновского излу«геная материалом объекта контроле в геометрии широкого пучка; Бэфф - эффективная энергия импульсного рентгеновского излучения: d - толщина объекта контроля; F - коэффициент, учитывающий изменена-« фокусного расстояния; Q коэффициент, учитывающий усиливающее действие используемых металлических экраиоа; Р - мощность экспозиционной дозы, создаваемая источником излучения на заданно»; расстоянии; Вшэфф - .эффективиыа дозовнй фактор накопления в геометрии широкого пучка излучения.

Полученные экспериментальные результаты гоьорят о том, что » расчетах оптимального »ремени экспозиции при радиографии, значение эффективной энергии импульсного рентгеновского излучения неоднозначно и зависят от материала объекта контроля. Это обусловлено изменение»! спектра, импульсного рентгеновского получения яри прохождении его через вещество поглотителя. Исходный спектр фильтруется таким образом, что максимум 'энергетического распределения смещается в сторону коротковолновой части. Особенно заметен этот эффект при просвечивании изделий из стали.

На примере им нуль снох о рентгеновского аппарата МИРА.-2Д показано, что значение эффективной энергии г расчетах времени экспозиции следует принимать равным 90 кэв при радиографии стальных изделий и 60 зов яри радиографии изделий из алюминии. Получены расчетные номограммы просвечивания изделий га яюниния и стали импульсным ^ентгековсздш излучением. Представленные фотографии, сделанные с реальных рентгенограмм, подтверждают достоверность полученных резулыагов.

В ходе работы над первой глагой автором были обобщены и сисгечагизнрованы сведения по основным характер икам огечествгонкх рентгеновских аппаратов для аромышлеявой радиография кекзсрыи<ого и ампульсааго действия. Эта информация приведена ь иркложенли % да ссер т ац к с к а о ¡i р аб о i е.

2с- агорой гл-iee рассмотрели яоприсы, гая:«»аные с олтк-ук-кшиеи основных технических параметров радиографам. На осноье пс-хг.-чеанку данннх о значеннн эффектлкых параметров ¡взаимодействия импульсного рентгеновского нзиучешге с веществом объекта контроля нроведена оменъд ожидаемой чувствктелъиости при просвечивании изделии из апхом книге и стали.

fía основахкн зависимостей эффективных ларамегроь ьзаимо.'^-Л^свич ut значении эффектэнергии импульсного ре.чтсеновстсого изл^тиа я гол-клиы объекта коячрсл* ол;едеиеаы ыишшплмю доиустш« с *. очки ¡••¡иои вы^галлечоега злачеияя фокусных pai'4.soiuzuii на f-v/.

rrcfto&rrvoro аапарпы >,ШРЛ-2Д. Поит ц л. что к.индматлю да;'. i имые Ьокугиыеpuerto«и а чвтаеогся однокр-:-чекао оптим-аль.-шмл с точке

Рао-четнму. !: vtc.i iKv^yíSflu . ¡¡лчедии оцгимальиг.;.« ■• üi^íh

■uvji.b'vmnsH'Ch! rj.íiin:i¡'i?.íj(c « oiu:v усчлпеаллию- эк^ачпи

.гмалм-юй -.п>л?1;ш»".: 71с»-.:ч i:>íh■. 'ivo зря "(¡ноикм

•.идрлий каибоде? зффе.чтивно при.мелеяке эхогмзмигс .жрапьй i ирк л-нтсолп- гтк'лы .»фф-ектиыш жраны из rr.muia.

Проведен лнал«-: ».нязлиемосхн протяженных дмлг.15 i .«лмн раосры гкем. 5Ч »истрлоа «деский .мгт-а икра -,руа:;погцего кошцо-Я с определенной стспекко вероятности гарангируег соответствие ка -.тли дзк.чого свараото соединения требованиям норматйене -икскач'-олт! документации. При этой важньш фахторсм является яроетрамсгзенаая

ориентацкя дефегга в материале объекта контроля относительно направления просвечивания-.

Задача обеспечения наибольшего значения вероятности совпадения направления излучения с максимальным пространственным размером дефекта является одной аз важнейших среди вопросов обеспечения оптиналышх параметров радиографии.

Ни пдна из cviaeCTtvouiux способов ;р' кс-мендуемые <«гмы. s¿uinm) •ie дает зозмоаияьгтп онеиить заправлен;)*; гзлучйиил но полч-челног--л а» рафич'4-.чс «у rraKMW с чел «о прока <ч?"п кеобходя'тч коырйкцчк reí-.Mivipnи прогцпьадня.

Для kiv-irpivr:.; нисрлглеь'.'.^л! ;v;;rv;rTM ч г1. г^дгюгр;^!)'!:

у•iscrpanuf-íí vrcii идфпрчпгпм на ре:.иrí-iscc.-.-.cí? а":?'иче гл;тг,лС</Тпиь:

ср.ешпдыш? дефечтоиегрм ;r;.r:y irii'.:-!. cvó*:

;м?иraropw RpoTívcet'MMX дефолтов p m.uw.i раскрытие.'.: (xit.n тг,егг;.\!»:;.. Р^гр-тлотаиа методика радисгр-гфчч ееарнт г.еднменнй г д^гге к ?о««;гк<:м» л•чфекго'ИйТ^пв njíipaK.'üt'-iiiiiT. ог-г-гДе-Г'-ЧШ Kp;ir;:::n'f оц'.чши :i|í:¡í;ijmi¡4 rr

:•• WÓp:lHIK'.-|{ Г • >?1 ' ПН* -í Я01Г/!!0:Т:!.

np;i>?№í-ir;i-j дс^кt< - мгrpo?. 'л ;iik;;,!г-.,?'.>м:[-( !í:ti cipi;

аротаечивана» ьопм'опт np<>:u.;::vt н^о-Зхсдим-.то ъ.оректпрйьжч" я сточи inca •i v:v4<mk!í <> n;o ra гель но civuncurar a e».rníí п.-re сгсети pari.:: nr¡!,:

•lpr; Г:(-.!.""rl и к: Г ДС.Ьг-лГ^С, ПП"ГГ.:'|.Г;?Т С .lOCiS'iOTfi'iii ГеЧЧСиТМи I'I.;..".. (íiCHV:. трi i ¡i w про г.гглгр-'i аые дефектов с малз5м •. i • k:-i-í т ¡sc м .

И'лтояьтия разработанное методики ко пихимизздим ¡•споены.« тетничеосях параметров радиографах ироаелув лшигкз uciK>.Tr.>-.r..ii\iu * качестм детектора я »лучения различных humvs рентгеновских пленок при проегечнеатш гш.=омшгем.сс к стальных я.зделай. Алахш яроьедси дл-.? згленок P7-I. РТ-1В. РГ-2. РТ-5, PVI-6 с использованием свякцовмх экранов. Л ля каждого тяпа апенок составлены яомограмка мосгсозицнй.

Результата анализа на примере аппарата Х-ШРА-2Д показывают. что лрн радиографии образков из стали толщиной ох 10 до 20 ам наиболее приемлемыми, в. плане производительности, являются безэкранные пленки со значением чувствительности в десятки обратпшх рентген, например РГ-1, РТ-1Д, РТ-1В,РТ-6М. При толщинах менее. 10 им лучшие результаты даст применение менее чувствительных пленок: РТ-5, РТ-4М, РТ-СЗ.

При радиографии алжшииевых образцов наиболее приемлемы ннзкочувствительные пленки РТ-5, РТ-4М, РГ-5Д. Для толщин более 60 мм возможно использование пленок РТ-1, РТ-1Д, РТ-! В, РТ-бМ.

В трений главе решена задача по нейтрализации воздейств внешнего радиационного фона на результаты радиографии с помои» комплекса, мероприятий, включающих в себл :

- подбор пары источник-детектор, лри чем исходным требованием источнику излучения является спектральное отличие собственно излучения с/г спектра излучения фона, детектор же должен облада избирательной чувствительностью к излучению источника;

специальные методы обработки получаемых в услошт радиацио5шого фона, информации с детектора.

Максимум энергетического спектра исиользуеиык иилульсим •рентгеиовгких ппдаратов находится в предел»« 50-200 зон, в то гремя к энергии бетта-частпц и га.мма-кваягов. ьлешкего радиационного фо достигают значений ог 0,3 до 2.3 >,!эе. Поэтому нмаульсчне реиггенои« к аппараты г пая 1ГРА,АРШ5А, МИРА а г.гут усаеишо применяться в кач«п игхочкнхои изучения ирг.. просве'икшеьиг объектом, действующе ¿гёорудодюигк АЭС ъ отдач ¿в ^ ¿иотоляых источников на основ £ нрлдл ■гулена, цезия,.

Я кач'.чтье де-текгорув, альтернативных рея г генсек осой ядсв» оассн&г&ккилцсь тормолгогч'ли^'йсценгк;:.,!:.* яретюразелатеяк < ТЛГ1.1 »егор чгдяеотс'«" удоолыи сродс-гася псхг^-ченпя ».и?уа1ьипн информации вяугрекией .-чруктуре конхоолар'.ч^гого зг.где-лия. Пршеяеяке ТЧ лг.згодяет «скля'чнп. лкароизводигклыьи! затраты времени I ■4К)гохим:;1ч,еск-ую обработку с: >ушку рентгеновской пленив, зсро.'ле Ю) игхлючазо-ся такие недостатки пленочной радиографии. как ьцсо*! 'Понмосгь ю кекркгодкосгь дет поаторкого кспользовакид. Г'ел'дьтг^ многочлслгиягсх тш;ер!15;еи:ов, проведенаил а НИН 1-111 показала, ч наиболее подходящими дал радиационного контроля являются ТЛИ СаБС • .Мл.

Специфическим свойство и ТИП является возможность значительно! снижения требуемой для формирования скрытого изображения до:; облучения за счет увеличения скорости нагрева преобразователя: г:} проявлении без потери чувствительности. Это свойство может бы: эффективно использовано при проведении радиографии ь условн; внешнего радиационного фона ввиду того, что дозовая нагрз~ка аа ТЛП < ■стороны внешнего излучения может быть снижена за счет сокращен! времени экспозиции, а недостаток экспозиционной дозы скоипеясиров: повышением скорости нагрева.

Возможность использования ТЛИ для • целей радиографии действующего оборудования АЭС была проверена экспериментально к лаборатории радиационных методов НИИ ИН в два этапа.

На первом этапе определена зависимость чувствительности ТЛИ СаЮ4 - Ми от значения мощностя экспозиционной дезы внешнего радиационного фона при кон:роле изделий из аякшиаиз и жел&за.

На втором эта. и? нссагдоаана. голпшккост» компенсации отрицательного воздействия внеапчмо радиационного фона методом!: маткиат ичееккх операций над получаем ими яас5?яя»'еяк;зд1! В частное си лроводилось ггзямое ая«и;сгоЕс>е вычл'ики-е из небрег* еиая оЬ-ьел-а тоитроля ни ТЛИ, пичуенлого ь •.•(••;;они.г.к «»оноиок» :-.о ■Iч. 15я;г.'чамкс:' ка Т"Ш . -к^нцею ог.рьл'ого нзе^ртемп'';

•г-оыаста контроля, а лишь н^лодиыдег^ол д,-.:( фококмк рг'дкадкенчи>:

Осуществлен -выбор .лп ¡(.',пл»но.;о т-л[Л<-.|-'л>;'п 11. иагрюа 'Г 'ГГ яри снижении гременн жса^зшши ьо зремл пнзипгрйфпи гталып-сг( ¡' алгомшзеаых изделии. Подучены .•¡авнсимоспз отксснтеяьяоп л-»аствитсяь-кости коятрс.;^ 'I :делии :а чглолшни.ч и "тали с усгя.'чк-.о радиационного оеиа йа ТЛИ л;ч\Н; псу л оттеки я -•.-.иг -:>ч ••■

Л-.оорак;;н'ан: (сигнал-дом 1 грл "окз^ашенчи. рммеки «"'штп,.!!! ни .^О. V. !' '".''цепка • ».у вот ш > г ел V« пет и про!'.!\.т.;л;1 ш и иг-.'Г';-;--

--тегу ол'з'ллт':! фчкгшл \ г о ] ? :•■.

х^-навок.

Анали г «юя"-'чен«ых ^анисимосгей пс-мюляг? сл'-лать с I • -1. чгг.

яри проведении просвечлвааил изделий т алгоминля ч стала 11.1 Т.ЫУ; условиях внешнего радиационного фона чувстг.ктсяы10оть контроля ««клт быть повышена ва 2 % при сокращении времени экспозиции на и

скорости нагрева ТЛП 160 градусов & минугу.

Математические методы обработки изображений применимы и ь случае использования в качестве детектора рентгеновской гсшпеи. Большее распространенней настоящее гремя получили цифроше методу обработки.

Задачу обработки изображении в радиографии можно сформулировать следующим образом. До обработки существовала некоторая исходная (аир пор пая) информация о модели обрабатываемого изображения. Уровень априорной информация отражает уровни иерархии задач. В первый уровень входяI задачи, в которых полностью известна модель изображения, а оценке подлежат параметры этой модели.

Ко морому уровню относятся задачи, в которых у модели имеется конечное число неизвестных параметров, например обнаружение и локализация особенностей на радиографическом изображении. Задачи третьего уровня! характеризуются тем, что сообщение скрыто в случайном процессе. Процедура обнаружения необходимой информации заключается в яналазе изменения статистики от значения какого-либо параметра.

В результате цифровой обработан изображения у ролен ь деолределенностя снижается. Требования г-: рогяю неопределенности ¡адатотея пользователей. Обычно эгс погрешность измерения гегарпшь;.. или достоверность обнаружения информационного лоъекта.

Иыформащюяиузо модель радиографии с лифрозс« обработкой ,пп6риженгг(г .чо-дао ¿ф^дставить г г.пде цепочки когитгдел ь 1 реиоразо&а геден информации -включающей г, ссбч:

I) источник яеркяоси информации • исгочют мл;г--чеаи-х.

1) ЦОГиЧКНК НйфОр.МПЦШ! - обоёкх к£|»ТУП 1,1,

ксггодиик -преоб^азоспннл инфпризами'а детектор ; иен гге^о-ескич

■длепха),

4) источник дискрйТ1гзг»дпи - исзкирую-щее устройство. иреобралутоадо? кмчеиия яркости или опгическлн «логностн :;лфрор,ой мао;кт.

.?) ксточкик цифровой обработки и^оор^жекия - свсцмали трозанн»ч М. ■пбрлбп-пгй-зтсиид цифровой массяр.,

источник гг[>едг-та?лч'1П1>'г информации - дисплеи ЦП'/. :фсч)сразузэ1цис цифровой '.г ж. сив в г.'з-длмое ярчо-тносизображение

') источник анализа пзоорггА'еяия - сеаеятор илнг опътзиу.

Сущ ест куда щие а»т о « а гич ески е V с-г р о £сг*а для с >р о в к в изображения (сканеры типа Апек, ЯсЬсигод. РАО, 8кззие1. у ггройсгай гелеьвода типа 8¥1Т, Зректия. УАР-З и др.) гтозр,о.;»яют ввести ян&зогоаор .изображение ренггепограмим в- память компьютера. При: этой операцнк световое поле, характеризующее исходный предмет (изображение), с рентгеновского снимка квантуется в пространств« на М столбцов в Тчг рядов, образующих матрицу Мххм' элементов изображения с пространственным разрешением до 100 ,и по интенсивности до 3 бит. При использовании компьютера 336БХ аналоговое изображение квантуется вместе с фоном на 256 столбцов и 256 рядов, образующих информационный массив в виде жвадрахной -матрицы из 65025 элементов изображения с пространственным разрешением до 0.1 им в расчете на один элемент изображения.

Полученное цифровое изображение пожег _ быть подвергнуто дальнейшей обработке, которою обычно разделяют на дае группы: улучшение изображения и анализ изображения.

Операции по улучшению зюобраясеяня включают в себя преобразование координат (изменение масштаба. сдвиги, повороты'} и преобразование яркости. Преобразование яркости может состоять из операций суммирования, усреднения, вычитания и виравнивания

гистограммы.

Осиовка:; идея выравничлния гигтоггпммн сосгг>ят * оптимилщ-ш дина»ычесього.-visпазок:» системы отоогадечнч данных ,< н^б-зюдпт^!:!. г.о т, vnv4 пинии кичгстр.а ?,ir:.va.rp:iа-зобрач'ения ¡а ¡.чет ислоль^ованх: всего ддаг-азова градачи "i «окостя.Эга ц«о:ч err/pa требу?г построечка hptwi: гнет о г par-1 мы ид >5}> а-яеи i: ч.

Г ф I s ч £ ex ij с р. о з х | о ж к о с т я компь«от«-ра позволяет з'. р ер аспр я т уровни чрьоптл :i па'/чаг г- ::зобрзж?.н ге. иммогпее гпетограчму лол;:.. >s ел в т f-,: .ь :и .п i с о 'к т ?. г-, м н.

Upa>.:eK:i гедык.' :v 5.о1г~-зо;по о ".¡п.: ныл поедч^епнй задача цифровой сбраоогкгг изооражмия t «клгочдетсч р. ofM-,-„-«¡иа к нд^ктя^лгкаиич i.a. о

дефекто?.. чм* лелрзкзр, трсщ'.'ШД чги но толчет

•»лросгитп и ускорит;, кап г/о>ря\ч>пхя « л ринг ¡ли пешимиi, vp.»-.ir4:.r-t>-••'роизводт едьностъ и дог тс.ерностъ ку>,|тгч-л

Лачяи: r)!'H L I оке-:';;'! ч м. nc.;'iV4"!ii.;. ¿н.-мгкт:

радмчцлоккаь- фот, <:-'f;i-. ^н ж» порог око*! vuop.iri",-, гз -.»!■, м i ' i . л.:оора'.пС;|\;1к»Л'>го:>.-"- !;■ —•. ч-чп n-.ч ;:ичлг ih:-i.i ^нюе-о?";'! K.:e>''ip:n.\,.i:1 ч n н^пышл чального s-vv, ¡лучо^-логс, r.v !:•(/.•< г> с юоЬо.онч'Ч ■«•-ч -S >!-,.■ хок.трг.лч лрн~ гог» /¡л' :j....i:,< со.-'.^-л'тчи.-па i.

'.'¿поколь:', urvia:: us ' v,cr-i ■ j::^.'- tj.i г-, л; i! rt; t:; >> i« ч ь / ri :т.-м ■

j'pni r.;-ri!?.4W:,i:-v' bins., n н r< r: i ¡.-o. чра»..!.^.-. ri'-

бпчте i:h соыю ;чьи: ч.» u, Ч'-м в ■гчгл.чг.:. из с-: v.: л л,: чпи-

ч. iviiViOiiiriMt-Ko ¡зг.осг irr ■.::t>4 ¡гте гн-.»ч фклчгмччич ■".(•'.¡'е: йкйкгь чрчемлечыч м-.: :ом |'п*.а";нрчк м ,i;v.m;is

Зичпт.и; из 1г:-|)">...!К:Г'1:1, ;ънг>го чHii't ф¡1 чо-'.vs) ?::i>:'г:-= л.пп>г;;vк.;. /, о-, можно uo.,',4ii,s -rfii.tvij-'/siti:. п^н: ;>.'U5r,i' ДЛЯ ДЛДонНипеи обра :>о г к! v .методами выраь.н изанпл.

3 лаборатории металловедения Сибирского Химического Комбината разработана и реализована на практике программа на языке

iBorlasidpascal в. среде Windows, позволяющая осуществить вычитание изображения фока из исходного снимка путем сплайн-аирохсамацш! фонового изображения, преобразования гистограмм яркости,

Разработанный алгоритм цифровой обработки изображения был использован лри обработке слабоконграстных рентгенограмм, полученных при просвечивании сварных соединений подводящей системы трубопроводов главных циркуляционных насосов АЭС СХК (Приложение I).

Анализ полученных результатов показывает, что предложенная .методика цифровой обработки реизгеаояских сиимков. получаемых к условиях внешнего радиационного фона со стороны' действующего оборудования АЭС, позволяет полностью восстановить чувствительность радиографии до требуемых Правилами Госатомнадзора значений, если внешняя дозоьая нагрузка находится в пределах 40-50 мР, что соогеетсгеуег реальным значениям дозового воздействия, оказываемого на рентгеновскую пленку а практических условиях эксплуатационного контроля на атомных электростанциях (Приложение 2).

В заключении перечислены основные результаты дассергационной работы.

Коротко их можно сформулпрозагь следующим образом:

1. Разработана методика учета . снижения чувствительности радиографии в условиях внешнего радиационного фона со стороны действующего оборудования АЭС-

2. Исследована возможность применения термолюминесцентных преобразователей ь качестве детектора излучения, аямернативног о рентгеновский паекке, с последующей саездеадьной обработкой получаемых изображений для цедеД радиографии в условиях внешнего радиационног о ■фона. Показано, что при использовании ТЛГ! возможно поамшеияе чувствительности контроля на 2% при сокращении времени экспозиции на

жл.

3. Разработана методика обработки снабокоитрастных изображений цифровым методом, позволяющая полностью восстанавливать чувствительность радиографии до требуемых Правилами Госатомнадзора значений, если внешняя дозовая нагрузка не превышает 40-50 мР.

4. Разработана методика оптимизации основных технических 'параметров радиографии на базе импульсных рентгеновских аппаратов, позволяющая улучшить качество получаемых рентгенограмм по оптической плотности почернения, в 2-3 раза повысить

производительность эсонгрояя, получить экономию фотоматериалов и рентгеновской пленки.

5. Разработаны специальные дефектошетры направления излучения, позволяющие регистрировать информацию о пространственном положении источника излучения относительно объема контроля во время проведения радиографии и проводить необходимую коррекцию геометрии просвечивания.

6. Обобщена и систематизирована информация о характсристикЕа отечественных рентгеновских, ад парато с чеярерыыюго н импульсного действия.

Материалы диссертации изложены г, тач-дующнлработах:

1. Бердоиосой ЗА., Кулешов В.К. Вяшгя ТГ.В. Рентгеновские

аппараты для промышленной- радиографии.-Дефсхтоскоггия, №7, 1092, е.43-

;

2. Бердоносов В А., Кулешов В К, Вяткин ИЗ. Защитная коллимационная кас-адка для импулыяого уелтгеисвс».ого аппарата МИРА-ЗД.-Дефястосхония. Гч";: 3. дЖ, е.'.'А

3. Бордонпсо:!; ?>А., Хулешов В.К, Вяткин 15.'В. Дефеыомезръ» нчграЕлсния протачивания.- Дефектоскопн:*. 12, 1992. г.55-56.

4. Бсрдоногов В Л., Кулешев В. К... В ¡пкии ИЗ. ПрЬ»еден1К р апиографмк т. условиях ан-ешяего опдмациочного фопа действующего оборуяояамня АЭС. - Дефектоскопия, \ 1;'9>, с.:>9-<>3.

ЯБердонотов. В А.. Вятки я И.В., Кулешов В.ТС. Радиографический контроль объектов а условиях внешнего радиационного фола. Тезис к докладов Российского с международным участием научно-тсхничсского семинара. В сб. Перспективы применения физических методой и средст» контроля аа предприятиях химического и машиностроительного комп„тсксов-М.- Томск:

(1. Вяткин: 5ГВ. Оптимизация режимов работы импульсного рентгеновского аппарат МИРА-2Д. Тезис« докладов.- Томас: ТПУ, 1995,

7. Вязпсин И.В. Мех оды цифровой обработки радиографичеоа информации при контроле в условиях внешнего радиационного фона i стороны действующего оборудования АЭС. Тезисы докладов, - Томск: ТП' I99S.C.6.

8. Вяткин Й.Б, Проведение радиографии действующего оборудован! атомных электростанции. Тезисы докладов,- Томск: ТПУ, 8995, с.7.

9. Бердо но сов Б А., Вяткин И.В., Кулешов В.К. Оптимизация режим« работы аппарата МИРА-2Д.- Дефектоскопия,per. Jfe 166, 1990.

10. Б ер до к оссв В А., Вяткин И.В., Кулешов В.К. Импульсы f. рентгеновские аппараты для промышленной радиографии.-- Дефехтоскопн per. №231, 1990.

11. Кулешов В.К., Бердоносов В А.. Вяткин И.В. К вопросу с эффективности использования аппарата МИРА-2Д,- Дефектоскопия, per. ] 139. 199-0.

12. Вяткин ЯВ. Методика по расчету времени экспозиции.- Томе СХК,per Jfe 30-12/41)3, 2990, 12с.

13. Вяткин И.В. Проведение радиографии импульсным рентгеновски аппаратом МНРА.-2Д. Методические пособия по курсу "Комтро; неразрушаюади & .Методы радиационные". - Томск: СХК. per. № 30/132, 199 15с.

14. Вяткин П.В. Проведение рентгеновского неразрушающе! жонтроля качеств-а изделии аппаратом МЙРА-2Д. Методические пособия производственной практике студентов специальности 1902 " Физическ! методы и приборы интроскопии",-Томск: СХК, per.30/654, 1990, 13с,

15. Вяткин Ii.В.. Епифаяце» В Л. Эталон для проиышленкс радиографии. A.C. №4945321/25, 1994.

Фотографии с рентгеновских снимков, полученных при радиографии в условиях внешнего радиационного фона с МЭД излучения 20 мкР/с на пленку РТ-1В. 1 - традиционная радиография; 2 - радиография с цифровой обработкой изображения.

Абсолютная чувствительность радиографии изделий из стали в условиях внешнего радиационного фона с МЭД излучения 20 мкР/с, на пленку РТ-1В. I -традиционная радиография; 2 - радиография с цифровой обработкой изображения.