Файл: Румянцев, С. В. Радиационная дефектоскопия.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 139

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Электрические, технические

 

а н о д е

 

п а

Т и п р е н т г е н о в ­

е

н и

с к о й т р у б к и

 

Н а п р я ж е и л , к о

1 Б П В 1 - 6 0

Д о 6 0

( Г О С Т 8 4 9 2 -

 

6 7 )

 

1 Б Д М 6 - 7 5

Д о 7 5

( С П З . 3 9 1 . 0 2 9

 

Т У )

 

0 , 4 Б Г 1 М 2 - 1 2 0

5 0 — 120

( Г О С Т 13049—

 

6 7 )

 

0 , 3 Б П В 6 - 1 5 0

40 — 150

( С П З . 39 1 . 0 5 3

 

Т У )

 

а н о д ­

 

й ма

ы

t

ь н

/

и м а л

т о к

М а к с

н ы й

2 0

10

5

О

Н а п р я ж е н и е н а к а л а , в

2 , 6 ± 0 , 3

п р и

' а = 1

 

ма'

У а = 6 0

ки ;

3 , 8 ± 0 , 4

пр и

;

а =

20

 

ма,

(

/ . , = 1 0

и в

3 , 5

п р и

/ а =

= 3

мсг,

5 , 6 при

/ а = 1

U

ма

4 +

0 , 4

 

п р и

U а = 6 0

кв\

4 , 3 ± 0 , 5

п р и

(Уа = 7 0 - : - 120 кв

 

2 , 2 ±

0 , 4

Т а б л и ц а 4.2

и радиационно-дефектоскопические характеристики рентгеновских трубок

а

чга га

£

О

Н

4 , 8

7 , 5

3, 2

4, 5

4 , 2

4 , 5

2 , 6 ± 0 , 6

1

j

м о щ ­ а е м а я

 

л ь н а я а с с е и в вт.

а р

 

М а к с и м н о с т ь , а н о д о м ,

1 2 0 0

4 2 0

3 0 0

Р а з м е р о п т и ч е с к о г о ф о к у с а , м м

Ш и р и н а 3 ( 1 : 1 . 2 5 ) *

К р у г л ы й ;

ди а м е т р 3 , 0

Ш и р и н а

2

( 1 : 1)

 

П р и

U а

д о

7 5

к в 0 , 3 —

0 , 7 ;

п р и

и,л

с в ы ш е 75 кв

У г о л р а с т в о р а п у ч к а р е н т г е н о в с к о г о и з л у ­ ч е н и я , г/;<эд

4 4

40

55

У г о л н а к л о н а з е р к а л а к о сп а н о д а , град

6 0 ± 2

6 0 ± 2

7 I ± 2

6 0 ± 2

в ы х о д , я н и е иг)

д и а ц и о н н ы й м и н ( р а с с т о д е т е к т о р а ,

Р а р / д о

2 0

0 0 0

( 0 , 1 )

8 , 0 ( 3 )

10 ( 0 , 5 )

5 0 ( 0 , 5 )

Г а б а р и т н ы е р а з м е р ы ( д л н и а х д н а м е т р ) , м м

3 3 3 X 7 2

1 34 Х 4 2

2 7 3 X 8 4

6 5 3 x 1 02

а с х о д , п е р а т у ­

 

( р е м

С р о к с л у ж б ы , ч , и л и

т

р е ж и м р а б о т ы

т

н п

 

д а г е и н , °С )

 

Х л а л / м р а ,

 

В о д а ( 5 — 6 ; 5 0 ’ )

Ма с л о ;

ох л а ж д е ­ н и е е с т е ­ с т в е н н о е ,

ср а д и а ­

то р о м

Ма с л о ;

пр и н у д и ­

те л ь н а я

ци р к у л я ­

ци я

В о д а ( 5 — 6 ; 5 0 ° )

4 0 0

5 0 0 0 в к л ю ч е н и й .

П р и

/ д= 1 0 м а в р е м я

р а ­

б о т ы 10

сек\

п е р е р ы в

15 мин \

п р и

/ . , = 3

м а

в р е м я р а б о т ы 2 м и н , п е р е р ы в 3 0 м и н

5 0 0 . П р и о х л а ж д е н и и м а с л а в о д о й д л и т е л ь ­ н о с т ь н а г р у з к и 60 мин\ б е з о х л а ж д е н и я м а с л а в о д о й д л и т е л ь н о с т ь

н а г р у з к и 3 0 м и н

300

1 , 5 Б П В 7 - 1 5 0

Д О 1 5 0 1 5 п р и

4 ± 0 , 4 п р и 3 , 8 ± 0 , 5 1 5 0 0

К р у г л ы й ; 3 6 0 X 6 0 9 0 ± 2

9 ( 0 , 5 )

6 4 9 X 1 0 2

В о д а

4 0 0

( С П З . 391 066

и,=

/ а = 1 5 м а ,

д и а м е т р 3 , 0

 

 

( 6 ; 5 0 ° )

 

 

 

 

 

 

Т У )

100 кв

 

=

U г — I 0 0 кв

 

 


 

1 а

 

£ =

 

 

 

 

 

лаканкоТа , а

ьламискаМн а я м о щ ­ сар.ьтсонс е и в а е м а я ,модонавт

поремзаРт и ч е с к о г о ,асукофмм

тсарлогУв о р а п у ч к а свонегтнерк о г о и з ­ г,яинечулр а д

 

6

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

X

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

гз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т и п р е н т г е н о в ­

й)

 

 

з .

 

Н а п р я ж е н и е

 

 

 

 

ск о й т р у б к и

В

 

 

 

 

л а к а л а ,

в

 

 

 

 

t

*

 

га

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а.^>

 

S

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X ^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|

 

!

0 . 7 Б П М З - 2 0 0 7 0 - 2 0 0

 

5

 

4 ± 0 , 4

 

Н е б о ­

7 0 0

Ш и р и н а 2

4 0

( С П З . 3 91 .058

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л е е 4 , 5

 

( 1 : 1 , 2 5 )

 

Т У )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 . 5 Б П М 1-200

Д о

200

 

13

п р и

3 , 9 ± 0 , 4

п р и

2 , 6

1 5 0 0

Ш и р и н а 4 , 5

 

( С П З . 3 91 .033

 

 

 

 

 

/ а =

1 м а ,

U a =

4 , 5

 

( 1 : 1 , 2 5 )

 

Т У )

 

 

=

160 кв = 2 0 0

кв\

 

5 , 7 ±

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

±

0 , 6 п р и

/ а =*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

13

м а ,

 

а а =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1 6 0

к в

 

2 8 0 0

 

 

3 Б Т М 1 - 2 0 0

Д о

200

26 п р и

4 + 0 ,4 п р и

/ а =

5 , 5

К р у г л ы ! ) ;

5 0 ± 5

( Г О С Т 8 6 0 3 —

 

 

 

У а =

= 1 м а , и , л=

7 , 8

 

д и а м е т р

 

6 7 )

 

 

=

160 кв

= 2 0 0 к в ;

6 ±

 

 

1 0 , 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

±

0 , 6

п р и

/ а =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2 6

м а ,

 

U a=

 

 

 

 

2 , 5 Б П М 4 - 2 5 0 6 0 - 2 5 0

15 п р и

 

=

1 6 0

 

к а

4 , 5

2 5 0 0

4 X 4

4 0

3 , 8 ± 0 , 4 п р и

( С П З . 3 9 1 . 0 7 9

 

 

 

У а =

/ а = 1 0 м а ,

1/ а=

3 , 4

 

 

 

Т У )

 

 

 

= 6 0 к в ;

3 , 2 ±

 

 

 

 

 

 

= 10 0 -f-

 

 

 

 

 

 

 

1 5 0 к в ± 0 , 3 п р и / а=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

10

,н о ,

U я—

 

 

 

 

1 , 5 Б П В 2 - 4 00,

Д о

400

 

5

 

=

2 5 0

 

кв

7 , 6 ± 0 , 8

14 0 0

К р у г л ы й ;

3 6 0 X 4 5

 

 

2 , 2 ±

0 , 8

( С П З . 3 9 1 . 0 3 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д и а м е т р

 

Т У )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 - 7

 

Д л я п р я м о у г о л ь н о г о ф о к у с а в с к о б к а х п р и в е д е н о о т н о ш е н и е с т о р о н ,

П р о д о л ж е н не т а б л . 4.2

а ­ а д

о д ,

ы м м

о л н а к л о н а з е р к к о с и а н о д а , г р

д и а ц и о н н ы й в ы х м и н ( р а с с т о я н и е д е т е к т о р а , м )

б а р и т н ы е р а з м е р л и н а х д и а м е т р ) ,

У г л а

Р а р / д о

Г а ( д

7 1 ± 2

15 ( 0 , 5 )

4 2 2 X 1 01

71 ± 2

0 0 ( 0 , 5 )

5 1 7 X 1 2 0

( р а с х о д , е м п е р а т у -

С р о к с л у ж б ы ,

ч ,

и л и

т т

р е ж и м р а б о т ы

 

н и

 

 

 

 

 

Х л а д а г е л ! м и н , р а , °С )

 

 

 

 

М а с л о ;

4 0 0 . Д л и т е л ь н о с т ь н а ­

п р и н у д и ­

г р у з к и п р и С/а = 7 0 =

т е л ь н а я

120 к в

н / а =

3 м а —

ц и р к у л я ­

30 м и н ;

п р и U a=

120-т-

ц и я

200 к в и

7а = 5

м а —

 

 

15 м и н ,

п е р е р ы в н е

М а с л о (15;

м е н е е 3 0

м и н

 

3 0 0

 

 

6 0 ° )

 

 

 

 

5 5 ±

2

8 0 ( 0 , 3 п р и

5 1 7 x 1 2 0

М а с л о

(15;

4 0 0

 

 

м е д н о м

 

6 0 ° )

 

 

 

 

ф и л ь т р е

 

 

 

 

 

 

т о л щ и н о й

 

 

 

 

 

 

0 , 5 м м )

 

 

 

 

71 ±

I

6 0

4 0 0 x 1 0 5

М а с л о

(18;

3 0 0

 

 

 

 

6 0 ° )

 

 

9 0 ±

2

 

1 3 8 7 X 1 5 0

В о д а

 

40Q

 

 

 

 

( 1 2 ; 7 0 ° )

 


ных окна, расположенных под углом 90° друг к другу и закры­ тых бериллиевыми дисками.

Рентгеновские трубки с вращающимся анодом предназна­ чены для кратковременной нагрузки большой (до 50 кет) мощ­ ности при малых (до 0,3X0,3 мм) размерах оптического фокуса. Это достигается интенсивным охлаждением дискового анода при вращении его автономным электродвигателем со скоростью 3000—9000 об/м ин. Трубки эффективны при времени просвечи­ вания не более 1—5 сек. Дальнейшее увеличение времени про­ свечивания вызывает необходимость резкого сокращения мощ­ ности трубки.

Импульсные рентгеновские трубки предназначены для ис­ следования быстропротекающих процессов. За время около 1 мксек в трубке создается импульс тока до 2000 а при напря­ жении до 300 кв. Анодом трубки служит массивный вольфрамо­ вый стержень с наконечником в форме конуса с углом при вер­ шине 30°. Катод выполнен в виде двух дисков с центральными отверстиями, концентрично расположенных относительно анода. ■Один из дисков выполняет роль промежуточного электрода, об­ легчая образование разряда (за счет автоэлектронной эмиссии) между катодом и анодом.

Высоковольтные рентгеновские трубки не могут быть изго­ товлены двухэлектродными, так как высокая автоэлектронная эмиссия, высоковольтный вакуумный пробой и отраженные (от анода) электроны затрудняют работу таких трубок. Поэтому высоковольтные рентгеновские трубки на напряжение выше 400 кв обычно делают секционированными, состоящими из ка­ тода, промежуточных электродов и полого анода. Количество промежуточных электродов и напряжение на них подбирают такими, чтобы была исключена возможность акта электронной эмиссии. Полый анод почти полностью улавливает отраженные электроны.

Высоковольтный вакуумный пробой исключен из-за большого расстояния между анодом и катодом.

В зависимости от области применения отдельные части рент­ геновских трубок могут различаться конструктивным оформле­ нием.

Коэффициент полезного действия (к. п. д.) рентгеновской трубки можно характеризовать той долей мощности трубки, ко­ торая превращается в энергию ионизирующего излучения. Он зависит от величины напряжения на рентгеновской трубке и вещества, из которого сделан анод. К- п. д. рентгеновской трубки при 20 кв составляет — 0,15%, при 1000 кв — 7,5%.

Для целей дефектоскопии большое значение имеет геомет­ рия фокуса — его величина и форма. Она зависит от формы и размеров нити накала и фокусировки электронного пучка. Пре­ образование энергии электронов практически происходит на глубине 10“4— 10_я мм. В связи с этим температура поверхности

4 *

99

 



фокуса рентгеновской трубки при ее работе быстро нарастает и может достигнуть большой величины. Для рентгеновских тру­ бок, применяемых в рентгеновской дефектоскопии (а также в рентгенодиагностике и рентгеновском анализе), важнейшим требованием является уменьшение размеров фокуса, улучшаю­ щее выявляемость дефектов (см. § 2 гл. 5). Но при этом следует учесть, что чем меньше размеры фокуса, тем меньше и вели­ чина электрической нагрузки, которую может выдержать рентге­ новская трубка, не подвергаясь разрушению.

В связи с этим большое значение имеет отвод тепла от на­ гретого анода. В рентгеновской трубке часть анода, на которой располагается фокус, изготовляется из тугоплавкого металла — обычно вольфрама. Вольфрам применяют в виде тонких (1,8—2,0 мм) дисков или пластинок, впаиваемых в массивный медный стержень анода. Быстрый отвод тепла с поверхности фокуса в толщу металла анода обеспечивается большой тепло­ проводностью вольфрама и меди. Дальнейший отвод тепла от нагретого анода можно осуществить охлаждением водой, мас­ лом, воздухом и т. д.

Распространенным способом охлаждения является использо­ вание масляной среды, в которую полностью погружают трубку. Трубку помещают либо в одном масляном баке с высоковольт­ ным трансформатором, либо в отдельном кожухе, заполненном изоляционным маслом. Удобным способом отвода тепла при длительной и непрерывной работе трубки с большими нагруз­ ками и незаземленным анодом является пропуск через полость анода потока изоляционного масла, подаваемого насосом под давлением 1,5—2,0 атм, циркулирующего по замкнутой системе анод—охлаждающий агрегат—насос—анод. Масло охлаждается обычно водопроводной водой.

При водяном охлаждении проточной водой охлаждается заземленный анод рентгеновской трубки, помещенный в изоля­ ционное масло. В этом случае иногда используют замкнутые системы водяного охлаждения.

При воздушном охлаждении насаженный на конец анода радиатор непрерывно обдувается потоком воздуха от неболь­ шого вентилятора.

Применяя трубки с вращающимся анодом, можно добиться значительного сокращения размеров фокуса. В таких трубках нагреванию подвергаются последовательно разные участки по­ верхности вращающегося анодного диска. Это позволяет более чем в 10 раз повысить удельную нагрузку на поверхность фо­ куса и без увеличения его размеров изготовлять трубки на боль­ шие мощности — до 50 кет. В такой рентгеновской трубке анод представляет собой диск, укрепленный на оси, вращающейся на шарикоподшипниках; на противоположном конце оси укреп­ лен ротор короткозамкнутого двигателя переменного тока. Сна­

100