Tabla de contenido TEMA: RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL ................................................................................................ ................................................................................................ 2 ¿QUE ES LA RADIOGRAFIA INDUSTRIAL? ...................................................................................... 2 PRINCIPIO FISICO. .............................................................. ...................................................................................................................... ........................................................ 2 FUENTES PRINCIPALES DE RADIACION................................................................ ...................................................................................... ...................... 3 RAYOS-X............................................................................................................... RAYOS-X............................................ ......................................................................................... ...................... 3 COMPONENTES BASICOS PARA QUE UN DISPOSITIVO EMITA RAYOS-X .................................. 4 RAYOS GAMMA ........................................................................................ ......................................................................................................................... ................................. 4 TIPOS DE RADIOGRAFIA INDUSTRIAL ............................................................................................ ............................................................................................ 4 PROCESO PARA REALIZAR UNA RADIOGRAFIA INDUSTRIAL ......................................................... 5 LA PELICULA RADIOGRAFICO ........................................................................................................ ........................................................................................................ 5 VARIABLES QUE INCIDEN EN LA CALIDAD DE UNA RADIOGRAFIA................................................ 6 SELECCIÓN DE LA PELICULA ADECUADA ................................................................. ....................................................................................... ...................... 6
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA RADIOGRAFIA I NDUSTRIAL .............................. 7 APLICACIONES. ........................................................................................................................ 7 LA RADIOGRAFIA Y LA INDUSTRIA PETROLERA .............................................................. ......................................................................... ........... 7
CONCLUSIONES: ...................................................................................................................... ..................................................................................................................... 9 BIBILIOGRAFIA: ......................................................................................................................... ........................................................................................................................ 9
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TEMA: RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL Introducción Es un método que utiliza la radiación ionizante de alta energía que al pasar a través de un material sólido, parte de su energía es atenuada debido a diferencias de espesores, densidad o presencia de discontinuidades. Las variaciones de atenuación o absorción son detectadas y registradas en una película radiográfica o pantalla fluorescente obteniéndose una imagen de la estructura interna de una pieza o componente. Principio básico de la inspección radiográfica. Se basa en la propiedad que poseen los materiales de atenuar o absorber parte de la energía de radiación cuando son expuestos a esta. La atenuación de la radiación ionizante es:
Directamente proporcional al espesor y densidad del material.
Inversamente proporcional a la energía del haz de radiación.
Las diferencias de atenuación producen diferencias en la ionización del bromuro de plata de la película radiográfica y esto provocara ( al revelar la película ) cambios de densidad radiográfica ( grado de ennegrecimiento ). Un área obscura (alta densidad) en una radiografía, puede deberse a un menor espesor o a la presencia de un material de menor densidad como escoria en una soldadura o una cavidad por gas atrapado en una pieza de fundición. Un área más clara (menor densidad) en una radiografía, puede deberse a secciones de mayor espesor o un material de mayor densidad como una inclusión de tungsteno en una soldadura de arco eléctrico con electrodo de tungsteno y gas de protección.
MARCO TEÓRICO ¿QUE ES LA RADIOGRAFIA INDUSTRIAL? Lo que se pretende con la radiografía industrial es verificar, mediante rayos-x o rayos gamma, la calidad de los componentes de los sistemas tecnológicos.
La radiografía industrial ha tomado tanta importancia debido a que ahora se piensa en llevar un control de calidad y asegurar la integridad de diversas estructuras, soldaduras o equipos. PRINCIPIO FISICO. Propiedad que poseen los materiales de atenuar o absorber parte de la energía de radiación, cuando son expuestos a esta. La atenuación de la radiación ionizante es directamente proporcional al espesor y densidad del material e inversamente proporcional a la energía del haz de radiación.
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FUENTES PRINCIPALES DE RADIACION Existen dos tipos principales de fuentes de radiación para poder llevar a cabo el trabajo de radiografía al nivel industrial, estos dos tipos son: por medio de rayos-x y por medio de rayos-gamma; siendo la principal diferencia entre ambas que una necesita de una fuente externa de energía (rayos-x) para producir la radiación que sensibiliza la película, lo cual dificulta su uso en el campo, mientras que el otro tipo (rayos gamma) no necesita de ninguna fuente externa de energía para generar la radiación necesaria para sensibilizar la película. Por otra parte hay que saber que los rayos-x y los rayos gamma parten de un espectro de luz dado de la siguiente manera:
Luz visible: tienen energías semejantes y ninguna predomina sobre la otra Rayos infrarrojos: toda molécula que tenga una temperatura superior al cero absoluto emite rayos infrarrojos
Microondas: 10^9 y 10^11 Ondas de radio: están entre 10[9] hasta unos Hertz Rayos x: longitud de onda menor a 10nm Ultravioleta: se extienden entre 10 y 400 nm Rayos gamma: se extienden entre 10 y 0.01nm
RAYOS-X Radiación electromagnética penetrante, producida bombardeando un blanco, cuanto menos es la longitud de la onda de los rayos-x mayores son sus energías y poder de penetración. Los rayos de mayor longitud de onda, cercanos a la banda ultravioleta del espectro electromagnético, se conocen como rayos-x blandos; los de menor longitud de onda, que están más próximos a la zona de rayos gamma o incluso se solapan con esta, se denominan rayos-x duros. Tanto la luz visible como los rayos-x se producen a raíz de la 3
transición de electrones atómicos de una órbita a otra. La luz visible corresponde a transiciones de los electrones externos y los rayos-x a transiciones de los electrones internos. Los rayos gamma cuyos efectos son similares a los rayos-x, se producen por transiciones de energía en el interior de los núcleos excitados.
COMPONENTES BASICOS PARA QUE UN DISPOSITIVO EMITA RAYOS-X Cascara protectora: está montado en ella esta se encuentra cubierta de plomo y está diseñada para controlar los serios peligros que afectaron a la radiología; cuando se emiten rayos-x estos salen en todas las direcciones nosotros solo necesitamos los que pasan por la sección especial del tubo, a esta sección la llamamos ventana. (Estos rayos se conocen como haz útil). Envoltura de cristal: es un tipo especial de tubo al vacío, está fabricada de vidrio pues debe soportar el calor generado y el vacío, dado que esto hace posible la producción más eficaz de los rayos-x. Este cristal contiene: cátodo (parte negativa del tubo), filamento (filamento de alambre que emite electrones al ser calentado), la copa de enfoque (condensa el haz de electrones en el área pequeña del cátodo), ánodo (lado positivo del tubo de rayos-x, el ánodo tiene tres funciones principales 1. encargado de la conducción de la energía eléctrica. 2. proporciona el soporte mecánico. 3. debe ser buen conductor térmico.), punto focal (constituye la fuente de radiación), blanco (es el área del ánodo donde chocan los electrones procedentes del cátodo).
RAYOS GAMMA Los rayos gamma no poseen carga ni masa; por tanto, la emisión de rayos gamma por parte de un núcleo no conlleva a cambios en su estructura, sino simplemente la perdida de una determinada cantidad de energía radiante.
TIPOS DE RADIOGRAFIA INDUSTRIAL la radiografía industrial es uno de los métodos más utilizados en la industria pues la varias facilidades para utilizarlo, uno de los principales campos en los que se utiliza la radiografía industrial es en el de la evaluación de la calidad de los trabajos de soldadura, otros campos son tales como: la evaluación y detección del armado de la estructura de columnas de concreto en edificios, certificación de maquinaria y equipos, detección de defectos en piezas fundidas, etc. comúnmente se utiliza para la inspección de control de calidad de los tipos de trabajos nombrados anteriormente, así como para la interpretación radiográficas hay que basarse en lo que indica la norma AES D1.1. de esta forma se tiene por ejemplo, para tuberías de potencia se debe utilizar la norma ANSI 31.1b; para tubería que transporta petróleo o alguno de sus derivados se utiliza la norma API1104, para las radiografías en tanques de almacenamiento, el trabajo radiográfico se basa en lo que indica la norma api650(para la construcción de tanques nuevos) o la API653 ( para el almacenamiento, reparación, cambio de servicio o desarmando, traslado y armado de tanques ya existentes) estas normas coinciden en que no se debe fotografiar el 100% de las soldaduras que se realizan en los tanques, sino que se debe escoger al azar cierto porcentaje, el cual será el que se radiografíe.
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PROCESO PARA REALIZAR UNA RADIOGRAFIA INDUSTRIAL
determinación del área donde no puede ingresar personal laboralmente expuesto. cálculos de tiempo de exposición a la radiación. elaboración de las marcas a estampar en la película radiográfica
marcación de la zona a inspeccionar montaje de la película radiográfica
ubicación del emisor a la distancia calculada
no
exposición del emisor de radiación durante el tiempo calculado procesamiento de la película radiográfica: revelado, lavado del exceso del revelador, fijado, lavado del exceso del fijador. secado de la película radiográfica (acetato de celulosa y partículas de haluro de plata) interpretación de los resultados de la inspección radiográfica, se realiza utilizando una fuente de iluminación variable y de la intensidad suficiente elaboración del informe correspondiente.
LA PELICULA RADIOGRAFICO La película radiográfica se compone de:
un soporte de tricótate de celulosa o poliéster
ambos lados del soporte están provistos de: una capa de gelatina endurecida que protege la emulsión
una capa de emulsión
una capa muy delgada llamada substrato, que asegura la adherencia de la capa de emulsión al soporte
Una emulsión fotográfica, sensible a la luz y a las radiaciones “x” y gamma, que cubre las películas, está constituida por una mezcla de gelatina y cristales de halogenuro de plata microscópico. Antes del proceso de revelado y fijado, la capa de emulsión de una película radiográfica presenta una tono verde claro. Dentro de las propiedades de una película radiográfica se encuentran las siguientes:
presenta dos capas de emulsión, una por cada lado del soporte, lo que permite reducir el tiempo de exposición y obtener una imagen más electromagnética sobre la película da lugar a la formación de una imagen latente, la cual es puesta contrastada. la acción de la radiación electromagnética sobre la película da lugar a la formación de la imagen latente, la cual es puesta en manifiesto por el tratamiento de revelado y fijado adecuado. la emulsión sensible a las radiaciones electromagnéticas. 5
En el mercado existen varios tipos de película, que generalmente, proporcionan resultados óptimos para las diferentes clases de trabajo en la radiografía de producción. Sin embargo, no pueden formularse reglas definidas en la selección de películas puesto que ellos depende de los requisitos específicos del usuario tales como: nivel de calidad radiográfico, y el tiempo de exposición máximo económicamente permisible. Las películas no expuestas, deben almacenarse de tal forma que sean protegidas de los efectos: de la luz, la presión, calor excesivo, humedad excesiva, vapores de gases o radiación penetrante. Las películas deben manejarse bajo las condiciones de luces de seguridad recomendadas por el fabricante.
VARIABLES QUE INCIDEN EN LA CALIDAD DE UNA RADIOGRAFIA Para obtener una radiografía de óptima calidad se deben tener en cuenta algunos factores aparte del manejo cuidadoso de la película. Entre estos factores se pueden mencionar:
SELECCIÓN DE LA PELICULA ADECUADA Escoger, según sean los requerimientos del trabajo, la película con las características adecuadas: El tamaño de los cristales de la mezcla que posee la película determina el tamaño del grano que posee la misma y a su vez la calidad de la imagen obtenida. A menor tamaño de grano, mayor calidad. Las películas radiográficas industriales se clasifican de acuerdo con la norma astme-94-68, en cuatro grandes grupos o tipos, en función de su rapidez, contraste y tamaño de grano. En la siguiente tabla se da la clasificación de las distintas películas radiográficas industriales:
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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA RADIOGRAFIA INDUSTRIAL
VENTAJAS
Registros permanentes con rayos-x, se puede ajustar a varios niveles de energía.
Con rayos gama se obtiene altas energías de radiación
No está limitado por el tipo de material o densidades
Puede inspeccionar los componentes ensamblados
Mínima preparación de la superficie requerida
Sensibilidad a los cambios de espesor, corrosión, huecos, grietas, material y cabios de densidad.
Detecta defectos superficiales e internos
DESVENTAJAS
La sensibilidad decrece con el espesor de la parte atravesar
Las fallas transversales son difíciles de detectar
Peligro de radiación y altas costos por su licencia
Requiere de personal entrenado para su manejo y análisis de resultados
Orientación del equipo y falla puede ser crítica.
APLICACIONES. LA RADIOGRAFIA Y LA INDUSTRIA PETROLERA debido a que la petrolera es una industria en la cual hay gran cantidad de trabajos de soldadura, la radiografía se ha vuelto de uso común en ella, ya que es un tipo de ensayo que permite de forma segura detectar cualquier defecto interno o superficial que se haya dejado al momento de realizar una soldadura, la radiografía industrial se puede utilizar no solo en la inspección y control de la calidad de elementos que se están montando o construyendo, sino que también se puede utilizar para la inspección periódica de ciertos elementos críticos en la operación y que por los usos que se le dan corren el riesgo de ser atacados por sustancias corrosivas o sufrir esfuerzos muy altos que puedan causar en
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cierto momento que las uniones soldadas lleguen a fallar por fatiga. Las aplicaciones de la soldadura y por lo tanto de la inspección radiográfica son:
construcción de tanques de almacenamiento tanto de petróleo como de sus derivados. (norma api 650)
para la reparación, mantenimiento, desmontaje, montaje de tanques usados o inspección por cambio de servicios de los mismos.(norma api 653)
para la construcción de líneas de tuberías nueva o para realizar mantenimiento o modificaciones en líneas de tuberías ya existentes, en las que son parte del oleoducto como en las tuberías auxiliares (norma api 1104)
APLICACIONES. Las propiedades particulares de la radiografía facilitan su aplicación a nivel industrial, médico y de investigación; pues adicionalmente de que la energía de la radiación puede ser absorbida por la materia, también puede hacer fluorescer ciertas sustancias; siendo por todo esto que la técnica tiene diversas aplicaciones en diferentes ramas.
En primer lugar, están las aplicaciones en las que se emplea la energía radiante y su efecto sobre la materia, como es el caso de las aplicaciones físicas (efectos de fluorescencia), médicas (destrucción de ciertas células) y biológicas (mutaciones o aplicaciones de esterilización biológica).
En segundo lugar, deben mencionarse las aplicaciones en las cuales se emplean los efectos físicos, como son la difracción (determinación de estructuras cristalográficas), fluorescencia (determinación de composición química) y la ionización (detección de la radiación), etc.
En tercer lugar, se tienen las aplicaciones en las que se mide la atenuación de la radiación, como es el caso de la medición de espesores en procesos de alta temperatura; la medición de niveles de fluidos; la determinación de densidades en procesos de producción continua y la Radiografía Industrial.
Finalmente, resta aclarar que la corta longitud de onda de la radiación que emplea la radiografía le permite penetrar materiales sólidos, que absorben o reflejan la luz visible; lo que da lugar al uso de esta técnica en el control de calidad de productos soldados, fundiciones, forjas, etc.; para la detección de defectos internos microscópicos tales como grietas, socavados, penetración incompleta en la raíz, falta de fusión, etc.
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CONCLUSIONES:
A lo largo de la historia se ha tratado de verificar y testear la calidad los productos sin comprometer su funcionalidad y vida útil; todos esos esfuerzos se ven sumado en los ensayos no destructivos como la radiografía industrial la cual ha ido evolucionando para facilitar su práctica y desarrollo.
En cuanto a la seguridad e integridad de los trabajadores de esta práctica, (teniendo en cuenta que en estos procesos se entra en contacto con la radioactividad), es necesario la capacitación y experiencia de los tales sumado a todas las normas de seguridad para evitar daños irrevocables.
BIBILIOGRAFIA:
http://es.scribd.com/doc/53724983/Radiografia-Industrial http://www.google.com.ec/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0 CBoQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww. http://www.sieend.com.mx/servicios_radiografia.html
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Facultad de ingenierías
Mantenimiento
INTEGRANTE:
Pedro Chimbo
DOCENTE:
Ing. Cristian García
GRUPO:
2
FECHA:
15-07-2014
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