В современных условиях, в связи с развитием машиностроительного комплекса Росатома, вновь становится актуальной задача разработки и освоения производства современных отечественных радиоизотопных и рентгенофлюоресцентных толщиномеров металлических покрытий различных изделий. Применение таких приборов наиболее перспективно в процедурах контроля толщины относительно тонких металлических покрытий (от 0,1 до 30 мкм), где использование традиционных токовихревых и магнитных методов неэффективно.
До распада СССР радиоизотопные толщиномеры покрытий типов РТВК-1, РТВК-3 и РТВК-5 серийно выпускались на приборном заводе «Тензор» Минсредмаша в городе Дубне.
ОАО «ИФТП» завершает разработку современного микропроцессорного рентгенофлюоресцентного (РФА) толщиномера покрытий типа РТВК-1К с целью последующего освоения мелкосерийного производства и поставок прибора на предприятия ГК «Росатом» и других ведомств.
Условная схема измерения толщины покрытий приведена на рисунке 1. Контролируемый объект облучается внешним источником излучения – рентгеновской трубкой или источником ионизирующего излучения. При этом в объекте возбуждается характеристическое рентгеновское излучение элементов материала покрытия, основания и возможных примесей. Для каждого химического элемента характеристическое излучение имеет строго определенную энергию. Для измерений используются К-серии для элементов с атомными номерами от Z=20 (кальций) до Z=50 (олово) и L-серии для элементов со значениями Z от 70 до 92. Определение толщины (а в случае необходимости и элементного состава) контролируемого объекта осуществляется путем измерения спектральных характеристик рентгеновского излучения составляющих его элементов.
Измерение толщины покрытия, в принципе, может быть осуществлено двумя способами: по интенсивности характеристического излучения или покрытия, или основы, на которую оно нанесено.
Рисунок 2. Градуировочная кривая при измерении никелиевого покрытия на берилии
На рисунке 2 приведена градуировочная кривая, полученная при измерении никелиевого покрытия на бериллиевой основе, при возбуждении никелиевого покрытия.
Рисунок 3. Опытный образец РФА-толщиномера
На рисунке 3 приведена фотография опытного образца РФА-толщиномера. Прибор состоит из рентгеновской трубки (1), высоковольтного блока питания трубки (2), блока обработки информации (3), устройства фиксации (4) и футляра для переноски (5). В качестве блока обработки информации может использоваться малогабаритное спектрометрическое устройство СКС-08П «Колибри» со встроенным дисплеем или цифровое спектрометрическое оборудование (в этом случае для отображения информации необходимо использовать ноутбук).
Главные преимущества толщиномера – портативность, простота градуировки и использования. Благодаря возможности использования полного набора спектров при определенных градуировках толщиномер можно применять в качестве идентификатора металлов (при входном контроле), а также концентратомера.
ФГУП «ИНСТИТ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ» РОСАТОМА
141980, г. Дубна Московской обл., ул. Курчатова, д. 4, Тел./факс: (49621) 22880, E-mail: iftp@dubna.ru
Авторы:
Тузов Ю.В.,
Федорков В.Г. (ФГУП "ИФТП")
