Радиографическая плёнка – самый распространённый тип детекторов для рентгенограмм​

Промышленная радиографическая плёнка фиксирует теневое изображение объекта, которое формируется по мере проникновения ионизирующего излучения. Это один из главных расходных материалов для радиационной дефектоскопии. От его качеств зависит чёткость, контрастность, оптическая плотность снимков. После экспонирования, проявки и сушки рентген-плёнку просматривают (выполняют расшифровку) при помощи негатоскопа. На рентгенограмме, подсвеченной мощными лампами, относительно легко разглядеть скрытые дефекты, определить их местоположение, размеры, форму. В зависимости от природы и площади несплошностей принимается решение о допуске либо отбраковке. Наличие наглядного снимка служит документальным подтверждением результатов радиографического контроля (РК) и, в частности, существенно упрощает последующий ремонт.

Содержание:​

Структура радиографической плёнки
Типы плёнок
Фотообработка плёнок и расшифровка рентгенограмм
Подбор рентгеновских плёнок
Плёночная и цифровая радиография
Утилизация рентген-плёнок
Где купить хорошую рентгеновскую плёнку

Что собой представляет промышленная радиографическая плёнка​

Радиографическая плёнка имеет многослойную структуру, которая состоит из:

• подложки (основания) – очень гибкой пластмассы (ацетата целлюлозы) толщиной всего 100–200 мкм;
• светочувствительных эмульсионных слоёв, состоящих из кристаллов AgBr (бромида серебра и галогенида серебра), которые равномерно нанесены на основание с двух сторон. Размер частиц – в пределах 1–3 мкм, толщина слоёв – около 10–30 мкм;
• подслоя – специального клея (субстракта) для улучшенного соединения подложки с эмульсионными слоями (толщина подслоя – примерно от 10 до 30 мкм);
• защитного слоя толщиной до 1 мкм на основе желатина, предназначение которого – уберечь эмульсионные слои от механических повреждений.

Если немного углубиться в физику вопроса, то изображение на радиографической плёнке формируется в процессе рентгеновского контроля следующим образом:
1) плёнку режут под необходимый размер и «заряжают» в специальную кассету. Это гибкий (либо, реже, жёсткий) резиновый или пластиковый «чехол» («футляр» или «конверт», если можно так выразиться), который выполняет две функции. Первая – защита плёнок от света, царапин, порезов, надрывов и пр. Вторая – обеспечение плотного прилегания к поверхности объекта. Вместе с плёнкой в кассеты помещают усиливающие экраны и маркировочные знаки (литеры и цифры для обозначения и разметки сварного соединения). Последние, правда, могут крепиться непосредственно на объект;
2) в процессе просвечивания объекта на плёнку падает доза излучения;
3) под его действием в эмульсионном слое (из галогенидов) высвобождаются электроны, нейтрализующие положительные ионы в кристаллах серебра;
4) в результате фотохимической реакции образуются нейтральные атомы серебра (так называемые скрытые центры изображения);
5) уже на этапе проявки вокруг этих центров восстанавливаются ионы облучённых кристаллов в нейтральные атомы серебра;
6) на стадии фиксирования растворяются непроявленные кристаллы (содержащие менее 4-х атомов), после чего на плёнке остаётся металлическое серебро (чем его больше, тем выше непрозрачность).

Радиографическая плёнка поставляется в герметичной светонепроницаемой упаковке и имеет свой срок годности. Наибольшее распространение в российском неразрушающем контроле получили материалы AGFA Structurix, Kodak Carestream Industrex, Fujifilm, «ТАСМА». На одном из предприятий в Казани также выпускают отечественную плёнку из полуфабрикатов AGFA Structurix (серии Р5, Р7, Р8Ф). Менее распространена продукция чешской фирмы FOMADUX.

Типы рентгеновских плёнок​

Для начала – они подразделяются на рулонные (шириной 35, 60, 70 или 100 мм, длина – до 90 м) и форматные (распространённые размеры – 24x30, 30x40, 6x24, 9x12 см и др.). Гораздо более важный параметр – классы чувствительности. Они регламентируются стандартами EN 584-1, ISO 11699-1 и ГОСТ ISO 17636-1-2017. Основных классов чувствительности – шесть:

• C1. Это предельно мелкозернистые радиографические плёнки с низкой чувствительностью к ионизирующему излучению. Обеспечивают максимально высокую чувствительность контроля. Позволяют получить детализированные снимки, на которых легче всего разглядеть мельчайшие дефекты. Это довольно специфичный «сорт» радиографических плёнок, не самый распространённый. Пример – AGFA D2.
• C2. Особо малый размер зерна способствует получению качественных снимков при экспонировании объектов сложной конфигурации, в широком диапазоне толщин, с разными атомными числами. Рентген-плёнки класса C2 предназначены для радиационного контроля литья, паяных и биметаллических соединений, а также для просвечивания неметаллов (углепластиков, керамики и так далее). Примеры – AGFA D3, M100 (Kodak Carestream Industrex), R3 (Fomadux).
• C3. Хороший вариант для сварных и паяных соединений, разнотолщинных и литых изделий из металлов с малыми и средними атомными числами (толщиной около 15 мм). Радиографическая плёнка класса C4 отлично подходит для ответственных объектов, когда для выявления мелких несплошностей требуется высокая чувствительность. Как известно, в ГОСТ ISO 17636-1-2017 способы РК делятся на два класса: А (основные) и В (улучшенные). Так вот: плёнка класса С3 рекомендуется как раз для работы по более жёстким стандартам качества. Данные материалы широко применяются для просвечивания парогенераторов, сосудов, паропроводов, турбинных лопаток и т.п. Примеры – AGFA D4, Kodak MX125, IX50 (Fujifilm), РТ-4Т («Тасма»), R4 (Fomadux).
• С4. Рентген-плёнки этого класса рассчитаны на контроль сложных профилей, при одновременной зарядке кассет другими плёнками разной чувствительности. Чаще всего такие технологии практикуются в авиации и атомной энергетике. Плёнки класса С4 могут применяться как со свинцовыми экранами, так и без оных. Примеры – AGFA D5, T200 (Kodak Carestream Industrex), IX80 (Fujifilm), R5 (Fomadux), Р5 («АСК-РЕНТГЕН-Идель»).
• С5. Это высококонтрастные мелкозернистые плёнки для толстостенных объектов высокой плотности. Радиографические плёнки этого типа получили широкое распространение в промышленном рентгеновском контроле, поскольку отлично подходят для просвечивания сварных соединений и основного металла толщиной более 15 мм. Как и в случае с классом С4, рентген-плёнки класса С5 подходят для многоплёночных технологий. Допускается использование свинцовых усиливающих экранов. Примеры – AGFA D7, AA400 (Kodak Carestream Industrex), IX100 (Fujifilm), R7 (Fomadux), Р7 («АСК-РЕНТГЕН-Идель»).
• С6. Радиографические плёнки этой категории пользуются большим спросом у передвижных лабораторий неразрушающего контроля, так как эффективны для дефектоскопии сварных швов и основного металла трубопроводов и сосудов, литых заготовок, технологического оборудования и пр. Класс С6 рекомендуется для просвечивания изделий и конструкций из стальных сплавов ферритного, аустенитного, перлитного класса, чугуна, углепластиков, пластиков, плакированных и паянных соединений. Плёнки этого типа допускают применение свинцовых и металлофлуоресцентных усиливающих экранов. Примеры – AGFA D8, HS800 (Kodak Carestream Industrex), IX150 (Fujifilm), R8 (Fomadux).

Если подытожить, то радиографические плёнки классов C1 и C2 – очень мелкозернистые. Они отличаются очень низкой чувствительностью к излучению, а потому позволяют добиться очень высокого качества рентгенограмм. Классы C3 и C4 – это просто мелкозернистые плёнки с низкой чувствительностью и высоким качеством изображений. Средними показателями во всех отношениях обладает класс C5. Наконец, С6 – это материалы с крупнозернистой структурой и высокой чувствительностью к ионизирующему излучению, отчего качество снимков, как правило, получается посредственным.

В знаменитом справочнике-восьмитомнике «Неразрушающий контроль» под редакцией академика РАН Владимира Владимировича Клюева приводится более лаконичная классификация радиографических плёнок. В ней фигурируют только четыре класса чувствительности:

• класс I – особо мелкозернистая, высококонтрастная безэкранная плёнка;
• класс II – мелкозернистая высококонтрастная безэкранная плёнка, чувствительность к излучению у которой больше примерно в 2–4 раза, чем у класса I;
• класс III – безэкранная плёнка с чувствительностью к излучению в 5–10 раз больше, чем у класса I;
• класс IV – плёнка с чувствительностью к излучению в 10–100 раз больше, чем у класса I (при использовании люминесцентных экранов).

Фотохимическая обработка и расшифровка рентгеновских снимков​

После завершения экспозиции радиографическую плёнку подвергают проявке. В классическом виде процедура состоит из 5 основных этапов:
1) собственно, проявления (5-10 минут в щелочном растворе для преобразования зёрен с центрами проявления в металлическое серебро);
2) стоп-ванны (1-2 минуты в кислом растворе для нейтрализации проявителя);
3) фиксирования (30–45 минут в кислом растворе для растворения неэкспонированных зёрен бромида серебра и выведения их из плёнки);
4) промывки (30–45 минут для удаления с плёнки химических реагентов);
5) сушки (30–45 минут для удаления воды из эмульсионных слоёв).

Нормальная температура для сушки – 40 ˚С, а вот первые четыре стадии должны выполняться при температуре 20–24 ˚С. Если она выше, то к реактивам нужно добавить противовуалирующее вещество и больше времени тратить на промывку. Связано это с тем, что если раствор перегрет, то желатин набухает интенсивнее и поглощает больше проявителя. Без восстанавливающих присадок в фиксаж попадает много щёлочи, из-за чего кислотность быстро снижается, и раствор утрачивает свою активность. Во время сушки рекомендуется выдерживать температуру 40 ˚С.

Фотохимическая обработка может проводиться вручную (в танковых проявочных машинах, лотках или обычных тазиках) либо автоматически (в автоматизированных проявочных и сушильных машинах). Как бы то ни было, лучше всего использовать химикаты, изготовленные тем же предприятием, которое выпустило саму плёнку. У большинства производителей плёнок есть своя линейка реактивов – концентраты фиксажных растворов, проявителей, стартеры и пр. Такой подход гарантирует совместимость материалов и снижает риск получения некачественных снимков на выходе.

По каким параметрам подбирают радиографические плёнки​

Как гласит ГОСТ 7512, отталкиваться следует от технической документации на контроль либо приёмку сварных соединений. Примеры таких документов – РД-25.160.10-КТН-016-15, СТО Газпром 15-1.3-004-2023, ГОСТ ISO 10893-6-2021 и др. Выбор в пользу той или иной плёночной системы опирается на следующие её характеристики.

• Чувствительность. Чем она больше, тем короче могут быть экспозиции. Добиться нужной оптической плотности проще, снижается нагрузка на рентген-аппарат, меньше затраты на контроль.
• Контрастность. Чем она выше, тем проще дефектоскописту различать на снимке несплошности и элементы разной толщины.
• Зернистость (гранулярность). От этого параметра зависит чёткость снимков и выявляемость мелких дефектов. Тут многое зависит от размера зёрен эмульсионного слоя: чем он больше, тем больше времени требуется на проявку. Чем дольше она выполняется, тем сильнее наблюдается вуаль и тем меньше контрастность изображений.
• Диапазон толщин, доступных для просвечивания (широта). Справедливости ради стоит заметить, что толщина просвечивания во многом определяется не только и не столько радиографической плёнкой, сколько мощностью рентгеновского аппарата, а также типом, толщиной и схемой расположения усиливающих экранов. О них мы как-нибудь поговорим отдельно.
• Разрешающая способность. Выражается в количестве линий на 1 мм снимка, которые воспринимаются раздельно. Другими словами, разрешающая способность указывает на соотношение сигнал/шум и детализацию изображений, возможность чётко идентифицировать мелкие несплошности.
• Размер (длина, ширина). О типоразмерах форматной и рулонной плёнки мы уже сказали выше. Добавим лишь, что на практике плёнку, как правило, нарезают под конкретный объект.

При выборе радиографической плёнки также нельзя не учитывать характеристики объекта: толщину стенки, марку и плотность сплава, размеры (например, диаметр у кольцевого сварного стыка или толщина сечения литой заготовки), местоположение (климат, условия проявки). Конечно же, важно понимать требования технадзоров по качеству снимков (прежде всего, касательно оптической плотности), срокам расшифровки и пр. Кроме того, отталкиваться нужно от характеристик ИИИ (рентген-аппарата или гамма-дефектоскопа) – выходного напряжения, фокусного пятна, продолжительности рабочего цикла, расчётного времени экспозиции, геометрии излучения и т.д.

Наконец, как и при выборе оборудования НК, нельзя забывать про сертификаты и заключения Ростехнадзора и материаловедческих организаций (ЦНИИ КМ «ПРОМЕТЕЙ», ФГУП «ВИАМ», ЦНИИТМАШ, «НИКИМТ-Атомстрой» и др.). Опять же – реестры «Газпрома», «Транснефти» и прочих крупных заказчиков, о которых мы говорили уже не раз. Расходные материалы для РК (РГК) должны пройти экспертизу на высоком уровне и быть официально допущены к применению.

Плёночная и цифровая радиография​

Даже несмотря на развитие плоскопанельных (сцинтилляционных) детекторов, запоминающих пластин и цифровой радиографии в целом, радиографической плёнке до сих пор отдают предпочтение в большинстве лабораторий неразрушающего контроля. По ряду причин:
1) ограничения, продиктованные руководящей документацией. Для любого объекта, где предусмотрено проведение радиационной дефектоскопии, найдётся методика (технологическая карта), в которой предписывается использовать плёнку. Применение цифровых детекторов пока прописано в небольшом количестве документов. А поскольку в неразрушающем контроле всё должно опираться на НТД, то от плёночных технологий отказываться рано;
2) деньги. Казалось бы, сама радиографическая плёнка стоит немало, плюс тянет за собой дополнительные затраты – на кассеты, реактивы, проявочную машину, негатоскоп (и периодическую замену ламп), неактиничные фонари. Для фотохимической обработки понадобится проявочная (фотолаборатория). Ещё одно отдельное помещение – для хранения архива. Плоскопанельные детекторы и запоминающие пластины избавляют от этих расходов, но сами стоят не дёшево. Не каждой ЛНК это по карману;
3) сложная геометрия объектов контроля. Радиографическая плёнка хороша своей гибкостью. Её можно без проблем закрепить на кольцевом сварном шве трубопровода или сосуда. Сцинтилляционные детекторы имеют жёсткий корпус. Далеко не на каждом объекте можно добиться плотного прилегания к просвечиваемой стенке.

Впрочем, компьютерная радиография всё равно постепенно берёт своё. Не случайно, например, в «Транснефти» от лаборатории могут потребовать не только сами экспонированные плёнки, но и их оцифрованные копии. По этой причине многие ЛНК либо сами обзаводятся дигитайзерами (сканерами), либо пользуются услугами тех организаций, у которых такое оборудование уже есть. Плоскопанельные детекторы неплохо себя показывают в цеховых условиях и внедряются, например, на предприятиях по производству арматуры, труб, парогенераторов и пр.

Какой из двух векторов развития технологий РК в итоге возобладает – покажет время.

Как быть с экспонированной радиографической плёнкой​

Многие крупные заказчики (например, «Транснефть» и «Газпром») требуют сдавать снимки производителям сварочно-монтажных работ (службу контроля качества). Тем не менее, в лабораториях периодически скапливаются архивы рентгенограмм, которые должны храниться надлежащим образом. В ГОСТ Р 50.05.07-2018, например, этому посвящён раздел 8. Срок хранения может достигать 5 лет, но не обязательно. В уже упомянутом СТО Газпром 2-2.4-083-2006, к слову, говорится о том, что снимки и заключения хранятся до сдачи объекта в эксплуатацию.

Просто выбросить старый архив радиографических плёнок нельзя. Приказ Минфина от 09.12.2016 года №231н обязывает лаборатории НК, занимающиеся рентгенографическим контролем, утилизировать серебросодержащие отходы в соответствии с Инструкцией. К таковым, в частности, относятся рентген-плёнки (экспонированные, просроченные, бракованные, засвеченные) и фиксажные растворы. Чтобы не навлечь на себя штрафы и проблемы с лицензией на работу с ИИИ, необходимо заключить договор с лицензированной организацией, которая занимается этой самой утилизацией. И среди партнёров «Дефектоскопист.ру» есть такой подрядчик - ИП Маргасов Н.Н.: +7 (950) 836-37-66, nik-margasov@yandex.ru.

Где купить радиографическую плёнку​