Μη Καταστροφικός Έλεγχος

Transcript

1 Μη Καταστροφικός Έλεγχος Ραδιογραφικός Έλεγχος 1 Διδάσκων: Καθηγητής Θεοδουλίδης Θεόδωρος Επιμέλεια Παρουσιάσεων: Κουσίδης Σάββας

2 Ραδιογραφία Η Ραδιογραφία (RT) είναι μια από τις πρώτες και βασικότερες μεθόδους ΜΚΕ Είναι μέθοδος ελέγχου τόσο στο εσωτερικό όσο και στην επιφάνεια ενός υλικού Πρόκειται για ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία υψηλής διεισδυτικότητας (λ = 0.01 nm - 10 nm) Η ραδιογράφηση με φιλμ πραγματοποιείται με χρήση μηχανημάτων παραγωγής ακτίνων Χ ή με χρήση τεχνητών πηγών ακτίνων γ 2

3 Ραδιογραφικός Έλεγχος Οι ακτίνες Χ ή οι ακτίνες γ περνούν διαμέσου του αντικειμένου που ραδιογραφείται και δημιουργούν μια εικόνα πάνω σε ένα ραδιογραφικό φιλμ που τοποθετείται στην απέναντι πλευρά. Η σκοτεινότητα του φιλμ εξαρτάται από την ποσότητα της ακτινοβολίας που έφθασε στο φιλμ. 3

4 Ακτίνες Χ και Ακτίνες γ Η ραδιογράφηση με χρήση ακτίνων Χ απαιτεί ογκώδη και ακριβά μηχανήματα σε σύγκριση με την ραδιογράφηση με χρήση ακτίνων γ αλλά γενικά παρέχει ραδιογραφήματα καλύτερης ποιότητας και είναι ασφαλέστερη 4

5 Ακτίνες Χ Η κάθοδος περιέχει ένα μικρό νήμα όπως ένας λαμπτήρας Καθώς το ρεύμα διαρρέει το νήμα αυτό θερμαίνεται και παράγει ελεύθερα ηλεκτρόνια Η υψηλή τάση μεταξύ καθόδουανόδου (πλάκα Βολφραμίου) οδηγεί τα ελεύθερα ηλεκτρόνια προς την επιφάνεια της ανόδου με μεγάλη ταχύτητα Η πρόσκρουση και η μεγάλη κινητική τους ενέργεια προκαλούν την παραγωγή ακτίνων Χ High Electrical Potential + Electrons - X-ray Generator or Radioactive Source Creates Radiation Exposure Recording Device Radiation Penetrate the Sample 5

6 Ακτίνες γ Εκπέμπονται από ραδιενεργά υλικά (ραδιοϊσότοπα), είτε φυσικά είτε τεχνητά Τα ραδιοϊσότοπα είναι ασταθή στοιχεία και διασπώνται εκπέμποντας ακτινοβολία Τα πιο διαδεδομένα τεχνητά ασταθή ισότοπα στους ΜΚΕ είναι: Ιρίδιο Ir192 (Χρόνος ημίσειας ζωής 74 ημέρες) Κοβάλτιο Co60 (χρόνος ημίσειας ζωής 5,3 χρόνια) 6

7 Εξοπλισμός Ακτίνων γ Τα ραδιενεργά υλικά κατασκευάζονται σε σφαιρίδια και τοποθετούνται σε μια στεγανή κάψουλα χάλυβα (πηγή). Περιμετρικά της πηγής υπάρχει θωράκιση με απεμπλουτισμένο ουράνιο Η πηγή οδηγείται στο σημείο έκθεσης μέσω ενός σωλήνα 7

8 Ραδιογραφικό Φιλμ Το ραδιογραφικό φιλμ αποτελείται συνήθως από επτά στρώματα: Βάση (μέσο υποστήριξης, χημικά αδρανές) Υπόστρωμα (συγκολλούν το γαλάκτωμα πάνω στην βάση) Γαλάκτωμα (αποτελείται από εκατομμύρια μικροσκοπικούς κρυστάλλους βρωμιούχου αργύρουδημιουργία λανθάνουσας εικόνας) Επίστρωμα (Προστασία φιλμ) 8

9 Κατηγορίες ραδιογραφικών φιλμ Υπέρλεπτου κόκκου εξαιρετική ποιότητα ραδιογραφημάτων αλλά πολύ αργή ταχύτητα. Λεπτού κόκκου αργή ταχύτητα (μικρότερη ευαισθησία του φιλμ στην ακτινοβολία) Μέσου κόκκου μέση ταχύτητα Χονδρού κόκκου κακή ποιότητα ραδιογραφημάτων αλλά μεγάλη ταχύτητα (φιλμ ταχείας απόκρισης) 9

10 Διαφράγματα αύξησης έντασης Το ραδιογραφικό φιλμ τοποθετείται συνήθως μεταξύ δύο διαφραγμάτων αύξησης της έντασης όταν εκτίθεται στις ακτίνες Χ ή γ 1. Διαφράγματα μολύβδου (Το μπροστά επιτρέπει την διέλευση της κύριας ακτινοβολίας, εμποδίζοντας την διέλευση της δευτερεύουσας ακτινοβολίας. Το πίσω διάφραγμα εμποδίζει την διάδοση της προς τα πίσω σκεδαζόμενης ακτινοβολίας.) 2. Φθορίζοντα διαφράγματα (αλάτων) 3. Φθορομεταλλικά διαφράγματα 10

11 Σχηματισμός της εικόνας 1. Οι κρύσταλλοι βρωμιούχου αργύρου που έχουν απορροφήσει επαρκή ποσότητα ακτινοβολίας μετατρέπονται μερικώς σε μεταλλικό άργυρο. Αυτή είναι η λανθάνουσα εικόνα. 2. Στη συνέχεια, οι κρύσταλλοι που έχουν επηρεαστεί ενισχύονται σημαντικά από το εμφανιστικό υγρό. Το εμφανιστικό υγρό μετατρέπει πλήρως τους επηρεασμένους κρυστάλλους σε μεταλλικό άργυρο. 3. Το ραδιογράφημα παίρνει την τελική του μορφή με την διαδικασία της σταθεροποίησης. Το σταθεροποιητικό υγρό αφαιρεί τους μη εκτεθέντες και κατά συνέπεια μη εμφανισθέντες κρυστάλλους. 4. Η έκπλυση αφαιρεί τα χημικά (τον σταθεροποιητή) 11

12 Ραδιογραφική Ποιότητα Πυκνότητα: Η πυκνότητα ενός ραδιογραφήματος σχετίζεται με το ποσοστό της σκοτεινότητάς του (Μετριέται με πυκνόμετρα-densitometer) Αντίθεση: Είναι η διαφορά πυκνοτήτων του φιλμ, σε γειτονικές περιοχές του ραδιογραφήματος Ευκρίνεια: Ορίζεται η απότομη μετάβαση από περιοχή μιας πυκνότητας σε περιοχή διαφορετικής πυκνότητας Ευαισθησία: Η ευαισθησία είναι ένας όρος που δίδει μια ένδειξη της συνολικής ραδιογραφικής ποιότητας 12

13 Ραδιογραφική Ποιότητα - Αντίθεση Ανεπαρκής αντίθεση (Μεγάλη αμαύρωση) αιτίες Χρήση ακτινοβολίας με πολύ μικρό μήκος κύματος, δηλ. πολύ υψηλή τιμή kv / πολύ μεγάλη διεισδυτική ισχύς. Υπερβολική έκθεση στην ακτινοβολία Μεγάλος χρόνος εμφάνισης Υπερβολική αντίθεση αιτίες Χρήση ακτινοβολίας με πολύ μεγάλο μήκος κύματος, δηλ. πολύ χαμηλή τιμή kv / πολύ μικρή διεισδυτική ισχύς Ανεπαρκής έκθεση στην ακτινοβολία Μικρός χρόνο εμφάνισης 13

14 Ραδιογραφική Ποιότητα Ευαισθησία Οι μετρήσεις της ευαισθησίας δίδουν μια συνολική κατεύθυνση για το αν η ραδιογραφική τεχνική έχει την δυνατότητα να εντοπίσει μικροσκοπικές ατέλειες Η ευαισθησία μετριέται με δείκτες ποιότητας εικόνας (I.Q.I.) Πενετράμετρα Τύπου σύρματος Τύπου πλάκας 14

15 Σήμανση της συγκόλλησης ραδιογράφησης Tα IQI κατασκευάζονται από το ίδιο υλικό με το υπό εξέταση δείγμα και διατίθενται σε διάφορες κλίμακες πάχους. Tο καλύτερο σημείο για την τοποθέτηση ενός IQI είναι στην πλευρά του δείγματος που βρίσκεται προς την πηγή, αλλά για πρακτικούς λόγους τα IQI τοποθετούνται συχνά στην πλευρά του δείγματος που βρίσκεται προς το φιλμ. (Τοποθέτηση σήμανσης μολυβδογράμματος F ) 15

16 Σημαντικοί Παράγοντες Ραδιογράφησης Η ενέργεια της ακτινοβολίας επηρεάζει τη διεισδυτική της ικανότητα. Υψηλότερη ενέργεια επιτρέπει έλεγχο παχύτερων και πυκνότερων υλικών (εξαρτάται από την ρύθμιση της τάσης kv) Η ένταση της ακτινοβολίας που φτάνει στο φιλμ (ma) Ο χρόνος έκθεσης του φιλμ στην ακτινοβολία Συνολική έκθεση = χρόνος έκθεσης x ένταση Γωνία προσβολής εξεταζόμενου αντικειμένου Λεπτό τοίχωμα 16 Χαμηλή Ενέργεια Υψηλή Ενέργεια

17 Προσδιορισμός Χρόνου Έκθεσης Για να υπολογιστούν οι χρόνοι της απαιτούμενης έκθεσης ενός αντικειμένου στην ακτινοβολία λαμβάνουμε υπόψη τα εξής: Την πυκνότητα που πρέπει να επιτευχθεί στο φιλμ Τον τύπο της πηγής Την ένταση της ακτινοβολίας της πηγής (ma ή Becqerel) Την ταχύτητα απόκρισης του φιλμ Την απόσταση μεταξύ της πηγής και του φιλμ Τον τύπο του υλικού Το πάχος του υλικού 17

18 Γωνία Προσβολής Αντικειμένου Οι ακτίνες Χ ή γ βλέπουν το σφάλμα σαν μια μεταβολή πάχους του υλικού και όσο μεγαλύτερη είναι αυτή η μεταβολή τόσο καλύτερα διακρίνεται το σφάλμα 18 0 o 10 o 20 o

19 Ραδιογράφηση αγωγών/σωλήνων Υπάρχουν τέσσερις τρόποι ραδιογράφησης μιας συγκόλλησης σε έναν αγωγό ή σωλήνα: 1. Μονού τοιχώματος, μονής εικόνας (SWSI) φιλμ εσωτερικά, πηγή εξωτερικά 2. Μονού τοιχώματος, μονής εικόνας (SWSI) φιλμ εξωτερικά, πηγή εσωτερικά (εσωτερική έκθεση, συνήθως πλήρως πανοραμική) 3. Διπλού τοιχώματος, μονής εικόνας (DWSI) - φιλμ εξωτερικά, πηγή εξωτερικά (εξωτερική έκθεση) 4. Διπλού τοιχώματος, διπλής εικόνας (DWDI) - φιλμ εξωτερικά, πηγή εξωτερικά (ελλειπτική έκθεση) 19

20 SWSI: πηγή εξωτερικά, φιλμ εσωτερικά Για τις συνήθεις εκθέσεις, η πηγή τοποθετείται έτσι ώστε η δέσμη της ακτινοβολίας να προσπίπτει κάθετα πάνω στην επιφάνεια της συγκόλλησης και στο φιλμ, περνώντας από το κέντρο της συγκόλλησης. 20

21 SWSI: (πανοραμική) πηγή εσωτερικά, φιλμ εξωτερικά Η πηγή τοποθετείται έτσι ώστε η δέσμη της ακτινοβολίας να προσπίπτει κάθετα στην επιφάνεια της συγκόλλησης και το φιλμ, με ίσες αποστάσεις γύρω από την περιφέρεια 21

22 DWSI Η τεχνική αυτή χρησιμοποιείται συνήθως σε όλες τις συγκολλήσεις στις οποίες δεν είναι δυνατή ή πρακτικά εφικτή η εφαρμογή κάποιας πανοραμικής τεχνικής 22

23 DWDI Η τεχνική αυτή εφαρμόζεται μόνο για συγκολλήσεις σε σωλήνες ή εξαρτήματα σύνδεσης σωλήνων διαμέτρου 90 mm και κάτω. 23

24 Ακτινοπροστασία Υπάρχουν τρεις μέθοδοι προστασίας από την ακτινοβολία: Απόσταση (μείωση ανάλογα με το τετράγωνο της απόστασης) Θωράκιση (μόλυβδος, μπετόν) Χρόνος 24

25 Ακτινοπροστασία Υπάρχουν πολλές πηγές ραδιενεργούς ακτινοβολίας, άλλες προέρχονται από τον άνθρωπο και άλλες από την φύση. Γενικότερα, ένας άνθρωπος κατά μέσο όρο λαμβάνει (200 mrem/χρόνο). 25

26 Ερμηνεία Ραδιογραφίας και Σφάλματα Ανεπαρκές γέμισμα με υλικό συγκόλλησης ή Εξωτερική κοιλότητα (καπάκι) Υπέρμετρο γέμισμα ρίζας με υλικό συγκόλλησης 26

27 Ερμηνεία Ραδιογραφίας και Σφάλματα Στάξιμο υλικού συγκόλλησης στη ρίζα Κοιλότητα στη ρίζα 27

28 Ερμηνεία Ραδιογραφίας και Σφάλματα Υποκοπή στον πόδα Υποκοπή στη ρίζα 28

29 Ερμηνεία Ραδιογραφίας και Σφάλματα Συστάδες πόρων ή Πορώδες Πόροι κατά μήκος της ρίζας 29

30 Ερμηνεία Ραδιογραφίας και Σφάλματα Μη μεταλλικά εγκλείσματα διάσπαρτα στη συγκόλληση Μη μεταλλικά εγκλείσματα κατά μήκος των κορδονιών της συγκόλλησης 30

31 Ερμηνεία Ραδιογραφίας και Σφάλματα Ελλιπής (Ατελής) διείσδυση ρίζας Ατελής τήξη κατά μήκος των τοιχωμάτων 31

32 Ερμηνεία Ραδιογραφίας και Σφάλματα Εγκάρσιες ρωγμές Εγκλείσματα Βολφραμίου ή Χαλκού 32

33 Πλεονεκτήματα Ραδιογραφίας Δεν επηρεάζεται από τη δομή του υλικού Μπορούν να ελεγχθούν συναρμολογημένα μηχανήματα Δεν χρειάζεται προετοιμασία της επιφάνειας του αντικειμένου Υψηλή ευαισθησία Επιφανειακά και μη επιφανειακά σφάλματα Παρέχει μόνιμα αρχεία καταγραφής της επιθεώρησης Μπορεί να γίνει ερμηνεία των φιλμ από πολλούς 33

34 Μειονεκτήματα Ραδιογραφίας Υψηλή επικινδυνότητα Πολλές ώρες εκπαίδευσης πριν τη χρήση Χρειάζεται πρόσβαση και από τις δύο πλευρές του εξεταζόμενου αντικειμένου Δυσκολία προσδιορισμού βάθους σφάλματος Η γωνία προσβολής ή γωνία του σφάλματος παίζουν καθοριστικό ρόλο για τον εντοπισμό του Υψηλό κόστος εξοπλισμού 34

35 35 Σας ευχαριστώ πολύ για το χρόνο σας!