INSPECCIÓN RADIOGRÁFICA

CONTENIDO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

INSPECCIÓN RADIOGRÁFICA Por: Ing. Raúl Raúl Hur tado E. Nivel II PT, MT, RT y UT

Introducción Fuen Fuente tess de ge gene nerac ració iónn de rayo rayoss X y Gamm Gammaa Pelícu Película la foto fotográf gráfica ica,, proce proceso so ddee fotog fotográf ráfico ico Fact Factor ores es geom geomét étri rico coss Fact Factor ores es de la expo exposi sici ción ón Sensib Sensibili ilidad dad y cali calidad dad radiog radiográf ráfica ica:: IQI Técnic Técnicas as radiog radiográf ráfica icass ddee unio uniones nes soldad soldadas as Disc Discon ontitinu nuid idad ades es Nive Nivele less de ace acept ptac ació iónn

1

2

1. INTRODUCCIÓN

1. INTRODUCCIÓN

RADIOGRÁFIA INDUSTRIAL Méttodo Mé odo de ensa ensayo yo no dest destru ruct ctiv ivoo para para la insp inspec ecci ción ón de ma mate teri rial ales es.. Técn Técnic icaa volum volumét étri rica ca..

OBJETIVO Obtener información sobre la macro estructura inte intern rnaa de un ma mate teri rial al,, piez piezaa o comp compon onen entte.

RAYOS X Y GAMMA Radiaciones que tienen la propiedad de penetrar y atravesar materiales opacos a la luz visible, e impresionar las emulsiones fotográficas, ob obte teni nién éndo dose se así así un unos os regi regist stros ros pe perma rmane nent ntes. es.

3

4

1. INTRODUCCIÓN

1. INTRODUCCIÓN

VENTAJAS Detect ectaa def defect ectos os intern internos. os. Det Existe te regi regist stro ro de la insp inspec ecci ción ón.. Exis Se dete de term rmi i na fo form rma a y ta tama maño ño del del defe defect cto. o.  Es independiente de la forma y dimensiones (rel (relat ativ ivo) o) de dell ma mate teri rial al.. pueden ser visibles Los defectos (señales) directamente. directamente. (fluoroscopi (fluoroscopia) a) sario acce cceso a la pieza. No es necesar Buenaa dete detect ctab abililid idad ad de defe defect ctos os en sold soldad adur ura. a. Buen

DESVENTAJAS Limitado por el espesor Equipos caros Personal de alta calificación Aplicable con eficiente protección radiológica

5

6

1. INTRODUCCIÓN

1. INTRODUCCIÓN

PODER DE PENETRACIÓN

PRINCIPIO FÍSICO

FUENTE IONIZANTE

ENERGIA ELECTROMAGNETICA

CUERPO OPACO

D

7

SENSOR

8

1. INTRODUCCIÓN

1. INTRODUCCIÓN

VENTAJAS Detect ectaa def defect ectos os intern internos. os. Det Existe te regi regist stro ro de la insp inspec ecci ción ón.. Exis Se dete de term rmi i na fo form rma a y ta tama maño ño del del defe defect cto. o.  Es independiente de la forma y dimensiones (rel (relat ativ ivo) o) de dell ma mate teri rial al.. pueden ser visibles Los defectos (señales) directamente. directamente. (fluoroscopi (fluoroscopia) a) sario acce cceso a la pieza. No es necesar Buenaa dete detect ctab abililid idad ad de defe defect ctos os en sold soldad adur ura. a. Buen

DESVENTAJAS Limitado por el espesor Equipos caros Personal de alta calificación Aplicable con eficiente protección radiológica

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1. INTRODUCCIÓN

1. INTRODUCCIÓN

PODER DE PENETRACIÓN

PRINCIPIO FÍSICO

FUENTE IONIZANTE

ENERGIA ELECTROMAGNETICA

CUERPO OPACO

D

7

SENSOR

8

1. INTRODUCCIÓN

1. INTRODUCCIÓN

DIFERENCIA DE ESPESORES

DIFERENCIA DE DENSIDADES DEL MATERIAL Zonas más densas  mayor absorción  menor impresión de la película Zonas menos densas  menor absorción  mayor impresión película

I0

I0

I2

I1

I1

I2 I3

Película

Película

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10

1. INTRODUCCIÓN

2. FUENTES DE GENERACIÓN

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

Para el análisis radiográfico se pueden utilizar dos tipos de fuentes fundamentales:

Rayos X

• Gen Generad eradore oress de rayos rayos X • Emisore Emisoress de rayo rayoss 

VISIBLE

Rayos Gamma 10-7

10-6

10-5

10-4

INFRARROJO ULTRAVIOLETA

10-3

0,01

0,1

1

LONGITUD DE ONDA , MICRAS

LONGITUD DE ONDA DECRECIENTE

11

12



CARACTERISTICAS DE LOS RAYOS X O GAMMA

CARACTERISTICAS DE LOS RAYOS X O GAMMA

 Propagan

Atraviesan

en línea recta, sin ser desviados por campos eléctricos o magnéticos.  Son radiaciones electromagnéticas, por tanto su energía es inversa a su longitud de onda. radiación fluorescente de ciertos  Excitan compuestos químicos.  Sensibilizan emulsiones fotográficas.  Dañan tejidos vivos y no son detectables por nuestros sentidos.

todos los materiales, incluso opacos sufriendo absorción o pérdida de energía en función del espesor o densidad del material. Las sustancias de bajo peso atómico (agua, sustancias orgánicas, plástico, madera, etc.) atenúan la radiaciones por efecto Compton, produciendo gran proporción de radiación dispersa. Ionizan gases. No tienen carga eléctrica ni masa.

13

14



ESTRUCTURA DE LA MATERIA

VARIACIÓN DE LA COMPOSICIÓN DEL ÁTOMO electrón neutrón

Protón

ionización

= c/

Neutrón

ISOTOPO

Principio de los detectores de radiación 15

RADIOACTIVIDAD 16



INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN CON LA MATERIA


EFECTO

EFECTO

FOTOELÉCTRICO

COMPTON 1=

“ El fotón incidente transfiere toda su energía a un electrón orbital de un átomo”

Radiación incidente de baja energía < 1 KeV

c/

2 = c/

Radiación incidente de media a alta energía 1 KeV

“El fotón incidente transfiere parte d e s u en er gía a u n el ec tr ón o rb it al , l a en er gía r es tan te s e t ran sf or ma en u n n uev o f ot ón c on l on gi tu d d e onda mayor y con trayectoria diferente” 17

18




ESPECTROS DE LA RADIACIÓN

EFECTO PRODUCCIÓN DE PARES

“ El fotón in cidente de alta energía podría convertirse en un electrón y un positrón c uando pasa cerca del núcleo de un átomo grande”

I

CONTINUO

RAYOS X

Radiación incidente de media a alta energía > 1 KeV

I

DISCRETO

RAYOS

19

20

SEGURIDAD RADIOLÓGICA


Exposic ión: cantidad transf erida a un punto : ROENGTEN 1 R=2,58x10-4 C/kg (Coulomb/kg)

Dosis absorbida: energía absorbida por el cuerpo expuesto

Tasa de Exposici ón: C/kg.s

RAD = 0,01 Gy (Gray)= 1J/kg- Tasa de Dosis abs orb. Gy/s 21


22

SEGURIDAD RADIOLÓGICA EFECTO DE LA RADIACION EN EL CUERPO HUMANO 1. IRRADIACION EXTERNA AL CUERPO HUMANO Es el más frecuente, cuando una persona est a en el campo de radiación de una fuente.

2. CONTAMINACION DEL AMBIENTE Ocurre cuando material radiactivo se encuentra en la zona donde operan las personas. Dosis Equivalente (H): dosis absorbida promediada en un órgano o tejido H = D Wr

3. CONTAMINACION DEL CUERPO

Wr es el factor de ponderación,

Al gún mat eri al radiac tivo entra en contacto con el cuerpo

REM = 0,01 Sv (Siever t) 23

24


SEGURIDAD RADIOLÓGICA DOSIS MÁXIMA PERMISIBLE

EFECTOS BIOLÓGICOS DE LAS RADIACIONES

D = 2 (N-18) rem

1. DETERMINÍSTICOS

1 rem = 0,01 Sv

Pérdid a de la función de un órg ano

2 rem/año 2/50 semanas= 40 mrem

CRITERIO EUROPEO 2. ESTOCASTICOS

40/40 horas = 1 mrem/hor a

Fu nc ió n par cial d e un ór gano , c on mod ifi cac ió n d e su función, transmisión de información hereditaria incorrecta.

20 mSv/año promedio en 5 años 50mSv/en u n año, siempre que

CRITERIO PERU

no p ase 100 mSv/5años 25

SEGURIDAD RADIOLÓGICA D A D I R U G E S E D S E R O T C A F

26


1. TIEMPO

EXPOSICIÓN A LA DE LA RADIACIÓN

TASA X TIEMPO = EXPOSICION

2. DISTANCIA

EXPOSICIÓN

D2 x I = CONSTANTE

Intensidad de

3. ESPESOR DE CUBIERTA DE PROTECCIÓN

radiación

TIEMPO s,min,hr

mA, Ci, Rem 27

28



DISTANCIA

ESPESOR DE CUBIERTA DE PROTECCIÓN ABSORCIÓN : I = Io x exp (-

D2 x I = CONSTANTE

)

=coeficiente de absor ción lineal =espesor

I2 = I1 x (D1 / D2)

2

Io

D2 =

(D12

x (I1 /

I

I2))1/2

HVT = T1/2 = 0,693/ TEN VT = T1/10 = 3,33xT1/2

29


30


ESPESOR DE CUBIERTA DE PROTECCIÓN Io

x

CUANTO MAYOR ES: ESPESOR

Ix

DENSIDAD EL NÚMERO ATÓMICO

IX = I0 x e- x x = Coeficiente de absorción lineal depende de la DENSIDAD ( ) y el NÚMERO ATÓMICO (Z). > DENSIDAD > ABSORCIÓN

> NÚMERO ATÓMICO

MAYOR ES LA CANTIDAD DE RADIACIÓN ABSORBIDA

LA ENERGIA DE RADIACIÓN INCIDENTE

MENOR ES LA CANTIDAD DE RADIACIÓN ABSORBIDA

> ABSORCIÓN 31

32



DISPERSIÓN INTERNA RADIACIÓN SECUNDARIA

EFECTO DE LA RADIACIÓN SECUNDARIA (EFECTO COMPTON)

Por fenómenos de: DIFRACCIÓN REFRACCIÓN (INTERACCIÓN CON

OBJETO

LA MATERIA)

PELICULA 33


34

SEGURIDAD RADIOLÓGICA MONITOREO DE LA RADIACIÓN

RETRODISPERSIÓN

DETECTORES DE RADIACIÓN Cámaras de io nización OBJETO

DOSÍMETROS de película

PELICULA 35

ÁREA DE MONITOREO 36



GENERADOR DE RAYOS X


A

B

D

ANODO

eE

A. CIL INDRO DE ALINEACION. B. FILAMENTO TÉRMICO (W) C. CATODO D. ANTICATODO (ANODO)

F

C

E. FOCO TÉRMICO F. FOCO ÓPTICO (2-3 mm)

CATODO

FOCO

R-X 37

38




GENERADOR DE RAYOS X BLANCO

e-

= longitud de onda

(TARGET)

= h/m V

h = constante de Plank m = masa del electrón V = variación de la velocidad del electrón

RENDIMIENTO DE LA TRANSFORMACION DE LA ENERCIA CINETICA EN RAYOS X

I

>i

> KV

n = 1.4 x 10-9 x Z x V 0,01 AL 10% RESTO

CALOR

R-X 39

40




GENERADOR DE RAYOS X TABLAS DE EXPOSICION

• Alto voltaje  Alta energía  Alta penetración • Foco óptico pequeño  Alta nitidez

KV CORRIENTE

• Alta intensidad  Bajo tiempo de exposición

DEL TUBO

ESPESOR DE MATERIAL 41

42



FUENTES ISOTÓPICAS: EMISORES DE RAYOS 


La emisión de rayos  obedece a reacciones nucleares en las cuales un átomo radioactivo o isótopo se descompone de forma natural dando lugar a la emisión de los rayos .

Ir 192

VIDA MEDIA I A = Ao exp ( -

t)

Ao/2 = Ao exp ( t = T/2 = ln2/

tiempo 43

t)

= 0,693 /

A: Ac ti vi dad de la fu ent e, es la cantidad de radiación que puede proporcionar el isótopo. 44




FUENTES ISOTÓPICAS: EMISORES DE RAYOS  S E T N E U F E D S E R O D E N E T N O C

ISOTOPOS DERIVADOS THULIUM 170 , DERIVADO DEL THULIUM 169 IRIDIO 192,

“

“

192

CESIUM 137,

“

“

Cs 136

Cobalto 60,

“

“

Co 59

VIDA MEDIA

ENERGIA DE RADIACION

Días, años.

MeV

TASA DE DOSIS

ACTIVIDAD ESPECIFICA

RHM / Ci

Ci / gr 45

46




FUENTES ISOTÓPICAS: EMISORES DE RAYOS  A M M A G S O Y A Ci x MIN R N O I C I S O P X E

S E T N E U F

E D

S E R O D E N E T N O C

47

D

ESPESOR 48

3. PELÍCULA FOTOGRÁFICA

3. PROCESO RADIOGRÁFICO

a b c

CAPA PROTECTORA (a) EMULSION (b)

IMAGEN INVISIBLE

IMAGEN VISIBLE

PRODUCIDA POR LA

Y PERMANENTE

EXPOSICION CON R-X o R-

BASE DE ACETATO (c)

TAMAÑO DE GRANO 49


50


PROCESAMIENTO DE LA PELÍCULA


REVELADO

REVELADO  Las

áreas expuestas a radiación se tornan oscuras (por reducción de la plata metálica a partir de las sales)

ENGUAJE T normal : 5 min. reduce las

1-2 min .

 El

g rado d e en neg rec imi en to d epend er á d el n iv el de radiación recibido.

FIJADO LAVADO

sales de plata expuestas a

Disuelve los granos de

plata metálica

sales no expuestos

10 - 30 min

T normal : 10-20 min. 51

52





BAÑO DE PARADA

FIJADO

Su

función es interrumpir la acción del revelador, evitando un revelado desigual y previniendo las manchas en la película. Se agita durante mas o menos 40 segundos ( 1 minuto) El baño de parada puede estar compuesto de agua con acido acético o acido acético glacial (35 ml por litro de agua). ACCION DEL

Su función es remover las sales (bromuro) de plata no expuestas a la radi ación endurece la emulsión gel at inosa permitiendo el secado al aire. Compuesto por: 1. Ti em po d e aj us te o t iem po d e d ef ini ci ón (cl ear in g t im e): t iem po de disolución de color amarillo blanquecino sobre la placa. 2. Ti em po adi ci on al p ar a r em oc ió n d e l as s al es n o exp ues tas y al mismo tiempo de endurecimiento de la gelatina.

REVELADOR

53




LAVADO DE LA PELÍCULA 

 

54

DEFINICIONES CONTRASTE: adyacentes.

Su función es r emover el fijador de la emulsión interrumpir la acción del revelador, evitando un revelado desigual y previniendo las manchas en la película. Se agita durante mas o menos 40 segundos ( 1 minuto) El baño de parada puede estar compuesto de agua con acido acético o acido acético glacial 35 ml en litro de agua.

Diferencia

entre

dos

zonas

DEFINICIÓN: Paso de una densidad a otra en dos regiones contiguas, cuanto más estrecha sea esta zona mejor será la definición. SENSIBILIDAD: Defecto de menor tamaño que el ensayo es capaz de detectar. 55

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DENSIDAD Y CONTRASTE DENSIDAD: gr ado de ennegrecimi ento DENSIDAD log (Io/It)

D = log Io / I

OPACIDAD

Densidad D2 - D1

Contraste

TRASMITANCIA

Io/It

It/Io

0

1

1,00

0,3

2

0,50

0,6

4

0,25

1,0

10

0,10

2,0

100

0,01

3,0

1000

0,001

4,0

10 000

0,0001

D2 D1

Definicion Distancia

57


58


DENSITÓMETROS

Tipo de film

CONTRASTE

Referencia de calibración

Geometría del o bjeto Condición de exposición

Control 59

60

4. FACTORES GEOMÉTRICOS

4. FACTORES GEOMÉTRICOS

F

F

PENUMBRA GEOMÉTRICA do

DISTANCIA FOCO-PELÍCULA do

Ug = F .t / do

DFP = do + t ASME Sec V

objeto

t

Ug

Hasta 51 mm

0,51 mm

51
0,76 mm

76
1,02 mm

>102

1,78 mm

DFP = (Ft / Ug) + t

objeto

Espesor del material Penumbra máxima

t

Ug

Ug

Ug

61

62

5. FACTORES DE EXPOSICIÓN


CALIDAD Y CANTIDAD DE LA RADIACIÓN

CALIDAD Y CANTIDAD DE LA RADIACIÓN

RAYOS X

EXPOSICIÓN = I x t

RAYOS

mA min

Ley de reciprocidad mA.min

I x t = constante

EXPOSICIÓN = A x t

Ley de reciprocidad

Ci

min

A x t = constante

Cte = I1 x t 1

Cte = A 1 x t 1

I2 x t 2

A 2 x t 2

I3 x t 3

A 3 x t 3

mm 63

64



LEY DE LA INVERSA DEL CUADRADO

ABSORCIÓN DE LA RADIACIÓN

I x D2 = constante

I = I0 exp ( - t)

I1 / I2 = D22 / D12

I0: Intensidad de la radiación incidente 2

E2 / E1 = D2 / D1

I: Intensidad de la radiación emergente

2

: coeficiente de absorción lineal

(mA)1 /(mA)2 = D12 / D22 (min)1 /(min)2 =

D12

/

t: espesor

Io

I

D22

HVT = T 1/2 = 0,693/ TEN VT = T 1/10 = 3,33 T 1/2

t 65

5. FACTORES DE EXPOSICIÓN A I R E T A M A L N O C N O I C C A R E T N I

66

5. FACTORES DE EXPOSICIÓN PANTALLAS REFORZADORAS

RADIACION PRIMARIA

HAZ PRIMARIO

OBJETO 1. Intensifi can la acción de la radiación. 2. Absorben la radiación di spersa. RADIACION SECUNDARIA

3. Intensifican el haz primario más que la radicación dispersa

ELECTRONES 67

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PANTALLAS REFORZADORAS

PANTALLAS REFORZADORAS

O M O L P E D S A L L A T N A P

HAZ PRIMARIO

PELICULA TIEMPO DE EXPOSICION PODRA SER 2 A 3 VECES MENOR PARA RADIACIONES MAYORES A 120 KV. 69


70

5. FACTORES DE EXPOSICIÓN CÁLCULO DE LA EXPOSICIÓN

PANTALLAS DE PLOMO

X S O Y A R N O I C I S O P X E

PELICULA

ELIMINA LA RETRODISPERSION 71

O B U T L E D E T N E I R R O C

KV

ESPESOR DE MATERIAL 72



CÁLCULO DE LA EXPOSICIÓN


A M M A G S O Y A R N O I C I S O P X E

Relación entre intensidad y tiempo de exposición:

I x t = constante

D

Relación entre intensidad y distancia:

N I M x i C

I1 / I2 = D22 / D12 Relación entre distancia y tiempo de exposición:

T1 / T2 = D12 / D22 ESPESOR 73

74




Relación entre exposición y densidad radiográfica: A C I R T E M O T I S N E S A V R U C

Relación entre distancia y la exposición: DD=2 A D I S ND=1 E D

mA 1 / mA 2 = D12 / D22 E1 / E2 = D12 / D22 Ci 1 / Ci 2 = D12 / D22 Relación entre tiempo de exposición, intensidad de radiación, exposición y distancia :

E = I x T / D2

I1 x T 1 /

D12

= I2 x T2 /

D22

antilog (2,18-1,91) antilog.(0,27)= 1,86 E1 x 1,86 = E2 E2

75

D=2,0

1,91 2,18

LOG RELAT EXP 76

6. SENSIBILIDAD Y CALIDAD


SENSIBILIDAD RADIOGRÁFICA

INDICADORES DE CALIDAD DE IMAGEN PENETRÁMETRO TIPO AGUJERO

s% 

e t

x100

exd

100 x  % 

e: espesor de la capa más delgada visible col ocada sobre el objeto

2 t

: sensibilidad equivalente del penetrámetro

t: espesor del objeto

t: espesor del objeto

s: sensibilidad radiográfica

e: espesor del penetrámetro d: diámetro del agujero 77


78


O R E J U G A O P I T O R T E M Á R T E N E P

E R B M A L A O P I T O R T E M Á R T E N E P 79

INDICADORES DE CALIDAD DE IMAGEN

D. E .% 

 hilo _ mas _ fino _ visible espesor _ radiografiado

x100 80


6. SENSIBILIDAD Y CALIDAD INDICADORES DE CALIDAD DE IMAGEN

E R B M A L A O P I T O R T E M Á R T E N E P 81

7. TÉCNICAS RADIOGRÁFICAS

82


UNA PARED UNA IMAGEN

DOBLE PARED UNA IMAGEN

83

84



DOBLE PARED DOS IMAGENES

DISPOSICIÓN DE LOS ELEMENTOS

85


86


DISPOSICIÓN PARA TUBERÍAS


87

88


8. DISCONTINUIDADES


POROSIDAD

PUCP - EXSA

0

1

ENSAMBLE - 1T

ASTM

2

3

89

8. DISCONTINUIDADES

4

5

6

90

8. DISCONTINUIDADES

FISURAS

PUCP - EXSA

0

1

ENSAMBLE - 1T

ASTM

2

3

4

5

6

91

92

8. DISCONTINUIDADES

8. DISCONTINUIDADES

93

8. DISCONTINUIDADES

94

8. DISCONTINUIDADES

95

96

8. DISCONTINUIDADES

8. DISCONTINUIDADES

97

8. DISCONTINUIDADES

98

8. DISCONTINUIDADES

99

100

8. DISCONTINUIDADES

8. DISCONTINUIDADES

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8. DISCONTINUIDADES

102

8. DISCONTINUIDADES

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8. DISCONTINUIDADES

8. DISCONTINUIDADES

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8. DISCONTINUIDADES

8. DISCONTINUIDADES

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8. DISCONTINUIDADES

8. DISCONTINUIDADES

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8. DISCONTINUIDADES

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8. DISCONTINUIDADES

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INSPECCIÓN RADIOGRÁFICA

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