RADIOGRAFIA_INDUSTRIA1L__NIVEL11

RADIOGRAFIA INDUSTRIAL NIVEL I

Ing. Régulo Visurraga Sosa (e (e--mail: [email protected] [email protected]))

INSPECCION EN GASEODUCTOS

1

RADIOGRAFIA INDUSTRIAL

Empleado en la inspección de discontinuidades internas (defectos en juntas soldadas, piezas forjadas y en fundiciones.


n

Proceso similar a la fotografía, con la diferencia principal de que la Radiografía Industrial emplea radiación X o gamma, cuya naturaleza es similar a la luz visible pero con menor longitud de onda y mayor energía

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Empleado en la inspección de discontinuidades internas (defectos en juntas soldadas, piezas forjadas y en fundiciones.


n

Proceso similar a la fotografía, con la diferencia principal de que la Radiografía Industrial emplea radiación X o gamma, cuya naturaleza es similar a la luz visible pero con menor longitud de onda y mayor energía

2

PRINCIPIOS

n

n

Los rayos X o Gamma atraviesan cuerpos opacos a la luz visible y producen registros fotográficos de la energía radiante transmitida. Cuando un objeto es expuesto a la radiación penetrante, cierta cantidad será transmitida otra cantidad será reflejada y cierta cantidad será absorbida.

PRINCIPIOS

n

El espectro diferencial que sale del objeto impresiona una película, obteniéndose en ellas impresiones de diversa intensidad de acuerdo a la cantidad de energía a la que fue expuesta.

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PRINCIPIOS

n

Estructura Atómica El núcleo del átomo es pequeño pero contiene aproximadamente toda la masa del átomo y esta rodeado por una nube de electrones. Un átomo es tan pequeño que una sola gota de agua contiene más de mil trillones de átomos.

ESTRUCTURA ATOMICA Electrones, Electrones, son muy pequeños,cargados negativamente y giran alrededor del núcleo. Núcleo, Núcleo, constituido por neutrones yprotones.

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RADIACTIVIDAD n

n

Algunos átomos tienen núcleos que contienen exceso de energía. Estos átomos existen en un estado anormalmente excitado, caracterizado por un núcleo inestable. Para alcanzar el equilibrio, el núcleo emite espontáneamente partículas y energias y se transforma en otro átomo. Este proceso descrito se denomina “Radiactividad o desintegración radiactiva”

RADIACTIVIDAD “Radiactividad o desintegración radiactiva” La cantidad de átomos que se transforma, es descrita matemáticamente por una fórmula conocida como la Ley de Desintegración Radiactiva λt N = No e  N= cantidad de átomos el tiempo t λ = constante de desintegració desintegración

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RADIACTIVIDAD La constante λ se relaciona con el semiper íodo de acuerdo a lo siguiente: 0.693 λ =  T 1/2 T ½ es el semiperiodo caracter ístico del nú núcleo y significa el tiempo requerido para que una cantidad de radiació radiación se reduzca a la mitad de su valor original.

TIPOS DE RADIACION Las radiaciones se clasifican en:

a.a.-Radiaciones en forma de partículas b.b.- Radiación electromagnética

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TIPOS DE RADIACION a.--Radiaciones en forma de partículas a. Partículas alfa (α ) y las partí part ículas beta (β ) Partí Part ículas alfa No es muy penetrante y puede ser retenida por una hoja de papel. Es un riesgo interno significativo y no es facilmente detectable

TIPOS DE RADIACION

Partí Partículas beta (β ) Es ligera y con una unidad de carga negativa. Son electrones. Son mas pequeñ pequeñas y ligeras que las alfa. Son mas penetrantes pero pueden ser detenidas por una lá lámina de metal. Es un riesgo externo para la piel y los ojos.

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TIPOS DE RADIACION b.b.-La radiación electromagnética. Son los rayos XX- gamma, son fotones sin masa ni carga. Es una radiación igual que la luz, radar, TV, mocroondas, etc. La radiación gamma posee una energía más que las otras radiaciones mencionadas con una longitud de onda mas corta. La radiación gamma posee una energía más elevada que las otras radiaciones mencionadas con una longitud de onda mas corta

INTERACCION DE LA RADIACION CON LA MATERIA

Interacció Interacción de partí part ículas La partí partículas pierden energí energía en el medio a travé través de colisiones directas o por interacció interacción coulombiana. Esto ocurre debido a que posee carga y masa. En la interacció interacción las partí part ículas son absorvidas completamente por el medio

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Partí Partícula alfa La interacció interacción de estas partí partículas produce fundamentalmente ionizació ionización y excitació excitación de los átomos del medio, no existiendo radiació radiación de frenado. Su alcance en el aire es casi funció función directa de energí energía


Partí Partícula beta La partí partícula beta pierde su energí energía por colisió colisión y tambié también por radiació radiación de frenado. Su alcance es mayor que las partí part ículas alfa, pero posee una ionizació ionización especí específica menos. En la interacció interacción son absorbidos completamente por el medio.

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Interacció Interacción de la radiació radiación electromagné electromagnética En relació relación a los rayos X existen cinco tipos mediante los cuales pueden interactuar: -La dispersió dispersión clá clásica. -El efecto Compton -El efecto fotoelé fotoeléctrico -Producció Producción de pares. -Fotodesintegració Fotodesintegración

INTERACCION DE LA RADIACION CON LA MATERIA Dispersió Dispersión Compton El fotó fotón incidente puede arrancar un electr ón del átomo cediendole parte de su energí energía y dispersá dispersándose en otra direcció dirección con una energí energía menor a la inicial.

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INTERACCION DE LA RADIACION CON LA MATERIA Efecto fotoelé fotoeléctrico Mediante este proceso el fotó fotón cede su energí energía a un electr ón de la capa interna K del atomo y desaparece. Este efecto es una interacció interacción de la absorció absorción fotó fotónica. Este efecto ocurre a bajas energí energías y con nú números de masas mayores.

INTERACCION DE LA RADIACION CON LA MATERIA Producció Producción de Pares La interacció interacción del fotó fotón con el nú núcleo origina la desaparició desaparición del fotó fotón apareciendo en su lugar dos electrones:uno negativo y otro positivo (positr ón). La energí energía mí mínima que deber á tener el fotó fotón para producir pares es De 1,02 MeV.

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RADIACION ELECTROMAGNETICA

n

n

Radiación electromagnética, electromagnética, es una onda que transporta energía y está compuesta por los campos eléctricos (E) y magnético (M). La velocidad de propagación en el vacio de las ondas electromagnéticas es de 300,000 Km/seg.


n

n

Las ondas electormagnéticas están caracterizadas por su frecuencia (ν ), que es el nú número de oscilaciones que efectú efectúa el campo electromagné electromagnético en cada segundo y que se denomina hertzios (Hz) y por su longitud de onda (λ ), que representa la distancia entre los puntos má máximos sucesivos de la onda y se mide en unidades de longitud. Se relacionan con la velocidad de propagació propagación por la relació relación: C= ν λ

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n

n

n

La luz visible, las ondas de radio, los rayos infrarojos, los rayos ultravioletas, los rayos X y los rayos gamma son radiaciones electromagnéticas, que se diferencian por la cantidad de energía que transportan. Cuando una onda electromagnética se propaga en un medio distinto del vacío se dice que dicho medio es transparente para dicha onda. Un medio puede ser transparente para unas ondas y opaco para otras. Por ejemplo los tejidos blandos del cuerpo humano son opacos para la luz visible y transparentes para los rayos X

RADIACIONES ELECTROMAGNETICAS

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RADIACIONES ELECTROMAGNETICAS Ubicación de los rayos X y gamma en el espectro electromagnético

RADIACIONES ELECTROMAGNETICAS n

n

n

Los rayos X y gamma son radiaciones electromagnéticas cuyas longitudes de onda estan comprendidas entre 10 ¹ 10 . En el espectro electromagné electromagnético mostrado en la siguiente figura, se encuentran las radiaciones X y gamma. Comprenden un campo de energí energía y pequeñ pequeña longitud de onda. En el campo donde se superponen, tendran idé idénticas propiedades.

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n

n

Las radiaciones electromagnéticas tienen mayor poder de penetración, mientras más energéticas sean. Las rayos X y gamma, debido a su alta energía tienen el poder de atravesar espesores considerables de materia.

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PRINCIPIO

n

n

Altas cantidades de energía producirán impresiones más oscuras que las bajas. La distribución variable de la intensidad de la radiación que sale del objeto se debe principalmente a diferencias de espesor o a la presencia de sustancias extrañas al material que lo constituye.

PROPIEDADES DE LAS RADIACIONES X y γ

n n

n

Son invisibles. La propagació propagación se efectú efectúa en lílínea recta y a la velocidad de la luz visible; no son desviados por campos elé eléctricos, ni por campos magné magnéticos. No es posible desviarlos por medio de una lente o de un prisma, pero sí sí por medio de una red cristalina (difracció (difracción).

.

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PROPIEDADES DE LAS RADIACIONES X y γ n

n n

n

Atraviesan cuerpos opacos a la luz ordinaria, sufriendo una absorció absorción o pé pérdida de energí energía en relació relación con espesores o densidades de material atravesado. Son rayos ionizantes. Pueden deteriorar o destruir las cé células vivas y no son detectados por nuestros sentidos. Sensibilizan las emulsiones fotogr áficas.

INSPECCION RADIOGRAFICA EN AVIACION

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EQUIPO DE GAMMAGRAFIA INDUSTRIAL

TABLA 1. PROPIEDADES DE LAS RADIACIONES

TIPO DE

ENERGIA

RANGO

RADIACION

APROXIMADA (MeV)

AIRE (m)

TEJIDO SUAVE (cm)

ORIGEN

ALFA

4-7

0,01 - 0,1

Hasta 0,01

Núcleos pesados

BETA

0-3

0 - 10

0-2

Núcleos radiactivos

X

0 - 10

0 - 100

0 - 30

Nube electrónica

GAMMA

0-5

0 - 100

0 - 30

Núcleos radiactivos

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CARACTERISTICAS DE LA RADIOGRAFIA INDUSTRIAL -Está Está caracterizado por tres factores:

La fuente de radiació radiación. El objeto a ensayarse. Medios utilizados para la detecció detección y registro (pelí (película radiogr áfica). -Los cuerpos só sólidos permiten el paso de cierta cantidad de radiació radiación X o gamma y absorben otra parte. La cantidad de radiació radiación absorbida depende de la d e n s i d a d y el e s p e s o r del material inspeccionado.

CARACTERISTICAS DE LA RADIOGRAFIA INDUSTRIAL -La radiació radiación efectú efectúa la impresió impresión de la pelí película radiogr áfica, que corresponde al negativo de una fotograf ía. Entre mayor sea la cantidad de radiació radiación que incida sobre la pelí película, má más se ennegrecer á esta.

-El medio má más utilizado para le detecció detección o registro de la radiació radiación emergente es la pelí película radiogr áfica. Una muy importante caracter ística de éste mé mé todo es la precaució precaución personal que debe tomarse para no recibir radiació radiación directa o secundaria.

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CARACTERISTICAS DE LA RADIOGRAFIA INDUSTRIAL

VENTAJAS n n

n

n n

n

Puede ser aplicado a casi todos los materiales. Una radiograf ía es un excelente registro permanente del estado interno del objeto inspeccionado. La evidencia o registro de calidad se obtiene directamente de la pieza inspeccionada. Permite ver la naturaleza de la discontinuidad. Detecta determinados errores de fabricació fabricación y muchas veces proporciona suficiente informació información sobre las medidas correctivas Descubre las discontinuidades estructurales y los errores de montaje .

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LIMITACIONES n

.Peligro de irradiació irradiación externa

n

.Personal calificado

n

.Acceso a los lados opuestos del material para producir la radiograf ía

.Geometr ía complicada del material .Espesor del material .Costo del equipo es generalmente alto

EQUIPOS DE RADIOGRAFIA INDUSTRIAL

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EQUIPO DE RADIACION X (Dispositivo electr ónico) n n

n

n

Son generados por dispositivos electr ónicos. La fuente de rayos X es el ánodo en un tubo elé eléctrico de alto voltaje. Cuando se enciende el dispositivo, el haz de electrones generados en el cá cátodo son dirigidos é impacta sobre el ánodo mediante un campo elé eléctrico provocando la emisió emisión de los rayos X; estos rayos son empleados para producir la radiograf ía. Cuando se apaga el dispositivo, la radiació radiación cesa y la pieza inspeccionada no conserva radiactividad.

PRODUCCION DE RAYOS X Para generar una radiació radiación X se requiere: - Una Fuente que produzca electrones libres. -Un procedimiento para conseguir que los electrones se muevan a gran velocidad en la direcció dirección deseada. -Un material adecuado contra el cual han de chocar los electrones. n

Estos tres requisitos bá b ásicos se consiguen en el t u b o d e r a y o s X , que es en definitiva, el verdadero generador de la radiació radiación.

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PRODUCCION DE RAYOS X n

Filamento de Rayos X

PRODUCCION DE RAYOS X n

n

La fuente de radiació radiación X es el ánodo en un tubo elééctrico de alto voltaje. Cuando encendemos el equipo, el el haz de electrones generados en el cá c átodo ((-) impacta sobre el ánodo (+) y esto provoca la emisió emisión de la radiació radiación X en todas direcciones, la capa de blindaje alrededor del tubo absorbe parte de esta radiació radiación, excepto aquellos que pasan a travé través del orificio o ventana. La radiació radiación que pasa se emplea para producir la radiograf ía. Todos los demá demás componentes de un equipo de radiació radiación X no tienen má más objeto que prestar el debido apoyo a la funció función del tubo o de contribuir a las exigencias impuestas por la seguridad.

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TUBO DE RAYOS X n

n

Consiste bá básicamente en una ampolla de vidrio cerrada al vací vacío en el cual se encuentran sellados dos á n o d o (+) y c á t o d o ( -). electrodos: á El cá cátodo termina en un filamento calentado por la circulació circulación de corriente que suministra un transformador de baja tensió tensión.

TUBO DE RAYOS X n

n

n

El filamento que es el elemento emisor de electrones, enfrenta el ánodo que es usualmente un bloque deo cobre con un extremo de cobre cortado a bisel a 70 respecto al eje del tubo. Sobre el ánodo se encuentra una lámina de tungsteno que constituye el blanco. El calentamiento del filamento (cá (c átodo) produce la emisió emisión de electrones que ser á mayor cuanto mayor sea la temperatura; esto es regulado mediante la corriente que circula por el filamento .

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TUBO DE RAYOS X

EQUIPOS COMERCIALES DE RAYOS X n

n

n

Equipos de uso normal en inspecció inspección: rangos de tensió tensión entre 50 y 350 KV. Corriente anó anódica entre 3 y 20 mA. mA. Equipos de rayos X de alta energí energía: betatrones y aceleradores lineales. Rango de tensió tensión entre 1000 y 30000 KV. Equipos de uso especial: Equipos de foco fino (algunos micrones) para radiograf ía de alta definició definición, equipos de pulsos instantá instantáneos para radiograf ía en movimiento .

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PARTES DEL EQUIPO DE RAYOS x

n

Esta constituido por: -Un panel de comando -Tubo de irradiación -Dos cables (uno conecta a la fuente y otro al tubo de irradiación)

EQUIPO DE RAYOS X

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EQUIPO DE RAYOS X

PANEL DE COMANDO Controla las variables que afectan la generación de RayosX, deben ser sencillas, resistentes,manuables Este panel contiene: 1.-Selector de tensión de red 1.2.--Control de tensión de alimentación (sirve para 2. graduar la tensión de línea a valores exactos. 3.--Voltímetro de red (indica la tensión de 3. alimentación) 4.--Mando de alta tensión ( para ajustar la tensión 4. de excitación del tubo)

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PANEL DE COMANDO 5.-Voltímetro para alta alimentación 5.graduado en Kv, se combinación con elmando de alta tensión) 6.--Mando de corriente del tubo 6. 7.--Amperímetro graduado en miliamperios 7. 8.--Medidor de tiempo 8. 9.--Interrupotor de corriente 9. 10 Piloto de refrigeración 11 Piloto de conexión (indica si el equipo esta conectado a la red).

PANEL DE COMANDO Panel de comando de un equipo de radiografía Industrial Se observa, el control de Kv, mA, tiempo de exposición, control de suministro de energía (apagado o prendido).

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TUBO DE IRRADIACION Consiste en dos electrodos contenidos en una envolvente de vidrio en cuyo interior se ha hecho al vacio. CATODO: Se encuentra el filamento que actua como generador de electrónes libres. ANODO : Es laparte contra la que chocan los electrónes libres. Asociado al tubo se encuentran: -El equipo que calienta el filamento -Sistema de refrigeración -Blindajes protectores del equipo

TUBO DE IRRADIACION

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TUBO DE IRRADIACION

EQUIPO DE RAYOS X

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EQUIPO DE RAYOS X

EQUIPO DE RAYOS X TIPO CRAWLER

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TUBOS ESPECIALES DE RAYOS X


1.-Tubos de anodo largo 1.Lleva el ánodo en el extremo del tubo, refrigerado,el anodo es plano y orientado perpendicularmente al eje del tubo. La radiación se propaga en forma de haz cónico cuyo vértice es el foco.

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2.--Tubos panorámicos. 2. Parecido al tubo de ánodo largo. El ánodo esta situado sobre el eje del tubo. El ánodo es largo. El haz electrónes al incidir sobre el vértice del cono, se consigue un haz de radiación normal al eje del tubo y cubre un desarrollo de 360 grados. grados .


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TUBOS ESPECIALES DE RAYOS X 3.-Tubos de ánodo giratorios 3.El ánodo de estos tubos es un disco, sobre cuyo borde tallado a bisel inciden los electrones. Se utilizan en medicina. 4.-Tubos con ventana de berilio 4.Se usan por su bajo número atómico.Permite el paso de radiaciones de baja energía útil para radiografiar objetos ligeros o delgados, en los que se requiere gran calidad de imagen.

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GAMMAGRAFIA INDUSTRIAL

GAMMAGRAFIA INDUSTRIAL Otro tipo de fuente de radiación, son los rayos gamma, que es producido por la desintegración radiactiva de ciertos radioisótopos. Los mas usados son el cobalto 60, iridio192, cesio 137 y el tulio 170. Dichos isótopos se ubican en el interior de un contenedor para manejo seguro. Tienen una vida media corta y en otros es muy grande. La intensidad decrece con el tiempo debido a la ley de desintegración radiactiva.

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GAMMAGRAFIA INDUSTRIAL Las fuentes se deben manejar de tal manera que puedan ubicarse en posiciones adecuadas y seguras. Sin embargo originan peligros de radiación al personal que lo esta operando si no toma en cuenta los aspectos de seguridad radiológica. Se emplean equipos de manejo a distancia, cuando se extrae la fuente radioactiva del recipiente blindado que la contiene.

GAMMAGRAFIA INDUSTRIAL n

Contenedor de gammagrafia

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EQUIPOS DE GAMMAGRAFIA INDUSTRIAL n

n

Los irradiadores se componen de tres componentes : -Contenedor : es una caja de acero en cuyo interior se aloja un bloque de plomo o uranio empobrecido que constituye el blindaje, en cuyo interior la fuente queda encerrada, cuando no se hace uso de ella.

EQUIPOS DE GAMMAGRAFIA INDUSTRIAL n

n

Bobina de arrastre:permite retirar la fuente al lugar donde se hara la exposición. Es un carrete en el que se recoge la manguera de arrastre.Tiene una manivela para efectura el desplazamiento del cable. Cable guía : es una manguera de desplazamiento de la fuente,que al final cuenta con un terminal metálico.

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EQUIPO DE GAMMAGRAFIA


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DESPLAZAMIENTO DE LA FUENTE DE IRIDIO

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CARACTERISTICAS FISICAS Y TIPOS DE FUENTES GAMMA

n

n

Un dispositivo de contención, transporte y fijación por medio de la cual la capsula que contiene la fuente sellada, se fija solidamente en la punta del cable de acero flexible y permite la manipulación. Las fuentes radioactivas para uso industrial son encapsuladas en acero austenítico, de manera que no exista fuga de materail radioactivo al exterior.

FUENTES DE RAYOS GAMMA n

n

n

Las fuentes de rayos gamma requieren cuidados especiales de seguridad, pues una vez activadas emiten radiación constante por mucho tiempo. Las fuentes son encapsuladas en acero austentico, de manera que no se produzca fuga del material radioactivo. El dispositivo de transporte y de enganche del porta fuente al extremo del cable de comando debe ser seguro, para impedir que el porta fuente, se separe del cable y origine problemas posteriores.

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TIPOS DE FUENTES n

n

n

n

1.-Iridio Iridio--192:

permite radiografiar espesores de acero entre 10 a 40mm. Vida media 73.3dias 73.3dia s 2.--Cobalto 2. Cobalto – –60: –60: permite radiografiar espesores de acero entre 60 a 200 mm. Vida media 5.3 años. 3.--Cesio 3. Cesio--137: permite radiografiar espesores radiografiar espesores de acero entre 20 a 80 mm.Vida media 30 años 4.--Tulio 4. Tulio--170:permite radiografiar espesores de 15 mm. Vida media 130 años.

VENTAJAS n n n

n

n

n

-El costo del equipo es menor -Es liviano, resistente y de fácil transporte -Tiene foco pequeño, lo hace adecuado para trabajos donde la distancia fuentefuente-pelicula es corta Tienen poder de penetración mas alato que los equipos de rayos X No es necesario el suministro de corriente eléctrica Pueden hacerse exposiciones panorámicas y direccionales con una sola fuente.

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DESVENTAJAS n

n

n

La radiación no puede ser detenida o eliminada y presenta consideraciones de seguridad mayores que los equipos de rayos X. Las radiografias obtenidas tienen menor contraste. La capacidad de penetración depende del isótopo utilizado.

DESVENTAJAS n

n

n

Alguno isótopos presentan una vida media relativamente corta El blindaje necesario para el manejo apropiado de un isótopo puede ser bastante pesado. Pueden presentarse situaciones de emergencia radiológica por perdida de fuente, y fuente trabada en el tubo guía.

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UBICACIÓN DE LA FUENTE DE IRIDIO

PORTAFUENTE PARA GAMMAGRAFIA

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APARATO DE GAMMAGRAFIA INDUSTRIAL

CARACTERISTICAS DE LOS IRRADIADORES GAMMA

n

Los irradiadores gamma son equipos dotados de partes mecánicas que permiten exponer con seguridad la fuente radioactiva. La principal parte del irradiador es el blindaje interno, que ayuda al operador, protegiendolo de altas exposiciones.

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CARACTERISTICAS DE LOS IRRADIADORES GAMMA n

Lo que mas diferencia de un equipo a otro son los dipositivos para exportar la fuente, estos pueden ser mecánicos, con accionamiento manual o eléctrico y neumático. La única característica en común es el hecho de permitir al operador trabajar siempre a una distancia segura de la fuente.

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ACTIVIDAD DE UNA FUENTE RADIACTIVA La actividad de un radioisó radiois ótopo es caracterizada por el número de desintegraciones en un intervalo de tiempo. -λ .t A = Ao e (formula 1) Ao = Actividad inicial del elemento radiactivo A = Actividad despues de transcurrido un tiempo λ = Constante de desintegració desintegración t = Tiempo transcurrido

RADIACTIVIDAD Atenuación : Es el decaimiento exponencial de la intensidad de la radiación mientras pasa a través de la materia (absorción) Características de la atenuación en el ensayo radiográfico. -Limita la capacidad de penetración de la radiación. -A mayor espesor o densidad, mayor atenuación. -Depende del coeficiente de atenuación del material, el cual no es constante (disminuye cuando la intensidad de radiación aumenta) Es la causa del necesario contraste radiográfico

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RADIACTIVIDAD Relación entre la ionización y la atenuación

EFECTO COMPARATIVO DE LA ATENAUACION EN DIFERENTES MATERIALES Y TIPOS DE FUENTES RAYOS X Kv

MATERIAL

Magnesio Alumnio Titanio Acero Cobre Plomo

RAYOS GAMMA

————————————————————————————— 50 100 150 220 400 100 Ir -192 Co 60 Cs 137 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ 0.6 0.6 0.05 0.08 0.22 0.22 0.22 1.0 1.0 0.12 0.18 0.34 0.34 0.34 8.0 0.63 0.71 0.71 0.9 0.9 0.9 0.9 12.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 18.0 1.6 1.4 1.4 1.1 1.1 1.1 1.1 14.0 12.0 -- 5.0 4.0 3.2 2.3

El aluminio es referencia para bajo Kv y el acero para alto Kv.

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ATENUACION DE LA RADIACION

Las imágenes son producidas por el contraste debido a las diferencias entre la atenuaciones generadas dentro del material.

ECUACION DE ATENUACION DE LA RADIACION

∆ I = I ‘- I ∆ I = µ∆ x µ = coeficiente de atenua. ∫ d I / I = -µ∫ dx I = Io exp ((-µ x) A mayor intensidad de radiació radiaci ón se alcanza penetrar mayores espesores del Material. Esto se logra con alto Kv o con el isó isótopo Adecuado.

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ECUACION DE ATENUACION DE LA RADIACION

mx I = Io e ¯ e ¯ Io = es la radiación incidente sobre el material que tiene un coeficiente de atenuación m y un espesor X e I es la intensidad transmitida.

ECUACION DE ATENUACION DE LA RADIACION El coeficiente de atenuación lineal µ para un material varia con la energí energ ía de radiació radiación. El coeficiente µ esta dado por: µ =µ / ρ (p) µ /ρ = es el coeficiente de atenuació atenuación de masa ρ = es la densidad Muchas tablas de coeficientes de atenuació atenuación estan dados en terminos del coeficiente de atenuació atenuación de masa.

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CAPA MITAD DE VALOR

n

n

Definición: constituye el espesor necesario de un material para que al actuar como una barrera a la radiación, reduzca la intensidad de la misma a la mitad (HVL). Características de la Capa Mitad de Valor -Depende de cada material del tipo de radiación -A mayor densidad, menor capa mitad valor. -Depende del coeficiente de atenuación del material. -Facilita los cálculos para el diseño de la barreras de protección radiológica

CAPA MITAD DE VALOR -Reduce la intensidad de la radiación por un factor de dos. Se puede calcular por la ecuación: mx 0.5 Io = Io e ¯ log 2 0.693 X = T ½ = ———e ———e = ——— = HVL µ µ

Para un decimo valor se puede calcular: 10

T 1/10 = Log / µ e

= 2.3/ µ

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CAPA MITAD DE VALOR

———————————————————————— MATERIAL CoCo-60 Ir -60 CsCs-137 1/10 ½ 1/10 ½ 1/10 ½ ————————————————————————————— ––––– PLOMO 0.49 1.62 0.19 0.64 0.25 0.04 ACERO 0.07 2.90 0.61 2.00 0.68 2.25 CONCRETO 2.60 0.60 1.90 0.20 2.10 2.10 7.10 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ½ :CAPA MITAD VALOR 1/10 CAPA DE UN DECIMO DE VALOR

FORMULA PARA EL CALCULO DE BARRERAS

HVL (cm) = 0.693/ µ ( 1/ cm)

N

If= Ii / 2 N= t / HVL

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Capa Capa Hemireductora La capa hemireductora , es el espesor de un determinado material que disminuye la radiación incidente en la mitad de su intensidad original. Puede determinarse por la expresión:

CHR

=

ln 2 ì

CALCULO DE ESPESOR DE BARRERAS EJERCICIO DE APLICACIÓN Durante la toma de radiografías con una fuente de Ir -192, en un taller se ha medido una intensidad de radiación de 10 r/h a las afueras de una oficina proxima. Cual sera el espesor de la pared de concreto, acero o plomo, que evite la exposición del personal dentro de la oficina a niveles por encima de 100 mr/h. -Cual es el coeficiente de absorción lineal del concreto utilizado.

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VIDA MEDIA

Cuando se produce una fuente radiactiva, colocamos en estado de excitació excitación un cierto nú número de átomos. Por la ley de decaimiento radioactivo ese nú número de átomos excitados disminuye con el tiempo, segú según las carcter ísticas del elemento.

VIDA MEDIA

La vida media es representada por el s ímbolo T½ T ½ y se determina por la siguiente ecuació ecuación : 0.693 T½ = -------λ (formula 2)

T½ T ½ = vida media del elmento λ = cte de desintegració desintegración

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ACTIVIDAD DE UNA FUENTE RADIACTIVA La unidad de actividad es el Becquerel y se define como la cantidad de cualquier material radiactivo que sufre una desintegració desintegración por segudo. 1 Bq = 1 dps 1 kBq = 103 dps

1GBq = 109 dps 1TBq = 1012 dps

unidad antigua 1 Curie = 3.7 x 1012 1 Ci = 3.7 x 10 10

dps

Bq = 37 GBq

PRINCIPIOS GEOMETRICOS BASICOS

El problema de la geometría es la nitidez y es función de: - Fuente emisora. - Posición del material situado entre la fuente y la película.

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Si la fuente es de un diámetro considerable o esta próximo al material, la sombra o imagen no estará bien definida. La forma de la imagen será diferente a la del material o sea el ángulo del plano del material varia en relación a los rayos incidentes, produciéndose una distorsión de la imagen.


Para obtener imágenes definidas o proximas al tamaño del objeto se debe considerar: -La fuente debe ser lo más pequeña posible. -Distancia fuentefuente-película debe ser la mayor posible. -El plano de interés de la pieza debe ser paralelo a la película. -La alineación objeto fuente debe ser perpendicular a la película.

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LEY DE INVERSO DEL CUADRADO DE LAS DISTANCIAS La intensidad de la radiación disminuye al alejarse de una fuente radiactiva puntual, de forma inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Características de la ley: -Conociendo la emisividad de la fuente, se puede calcular la intensidad de la radiación en cualquier punto a sus alrededores. -La intensidad de la radiación disminuye rápidamente al alejarse de la fuente. -Alejarse de una fuente radiactiva es una buena medida de protección radiológica.

LEY DE INVERSO DEL CUADRADO DE LAS DISTANCIAS Formula Ley del inverso del Cuadrado de las Distancias. I f / I i = (di / df)² df) ²

Se aplica para el cálculo de exposiciones: Exp f / Expi = ( df / di )² )²

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LEY DE INVERSO DEL CUADRADO DE LAS DISTANCIAS Cálculo de distancias A que distancia de una fuente de iridioiridio -192, con una actividad de 60 Ci, debería colocarse para garantizar qu está expuesto a niveles de radiación por debajo de 100 mr/sem.

PENUMBRA GEOMETRICA

n

DEFINICION Es la falta de nitidez que se presenta en los bordes o límites de una imagen, debido al hecho que la fuente tiene unas dimensiones particulares, por lo cual la radiación no parte de un punto único.

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PENUMBRA GEOMETRICA n

Características de la penumbra: -A menor tamaño de fuente, la penumbra es más pequeña. -Al acercarse la fuente al objeto o al alejarse la película del objeto, crece la penumbra. -Radiografias de alta calidad tiene penumbras por debajo de 0.5 mm. Las especificaciones usualmente limitan el tamaño de la penumbra aceptable.

PENUMBRA GEOMETRICA Formula para el calculo de la penumbra Ug = F b / a Ug :penunbra geométrica F : dimensión del punto focal b : espesor del objeto a : distancia focal

59

PENUMBRA TOTAL La configuración geométrica no es el único origen de la formación de penumbra. Adicionalmente a la penumbra geométrica existe la debido al tipo de película utilizada Características - A mayor tamaño de grano de la película, mayor penumbra total. -Algunas especificaciones de fabricación limitan el tamaño de la penumbra geométrica y regulan el tipo de película a utilizar. U total = (Ug² (Ug² + U film)¹ film) ¹ /² /²

TABLA DE PENUMBRA MAXIMA ACEPTABLE TABLA DE PENUMBRA MAXIMA ACEPTABLE (REFERENCIA CODIGO ASME v ARTICULO 2) Espesor del material Valor Máximo dePenumbra (pulgadas) (pulgadas) (pulgadas) ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Debajo de 2 0.020 De 2 a 3 0.030 Sobre 3 hasta 4 0.040 0.040 Mayor a 4 0.070

60

MAGNIFICACION DE IMAGENES Ajustando la distancia de la fuente a la película, se puede ampliar el tamaño de la imagen. Características de la magnificación: -Hace las discontinuidades más visibles. -Permite investigar componentes internos de objetos sellados. -Produce penumbras indeseables. -Es útil para la detección que para la evaluación de discontinuidades. -Se aplica en Rx, con tubos de micromicro-foco (micro(micro-radiografía)

MAGNIFICACION DE IMAGENES

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DISTORSION DE LAS IMAGENES Cuando los objetos o discontinuidades se encuentran inclinados con respecto a la dirección del haz de radiación, se produce una distorsión. Características. .Superficies circulares lucen elípticas .Formas cuadradas lucen rectangulares. .Formas lineales lucen más alargadas. .Puede causar malas interpretaciones /evaluac

DISTORSION DE LAS IMAGENES

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SOBREPOSICION La sobreposición entre películas permite que el volumen total de la junta soldada sea inspeccionada. La imagen de los marcadores de posición, en la pelelícula se utilizan como referencia, para ubicar en el material las posibles discontinuidades presentes

SOBREPOSICION Formula para calcular la sobreposición Cxe S = ––––––– Df S: Sobreposici ón (mm) C: Longitud pel ícula (mm) e: Espesor del material (mm) Df: Distancia focal (mm)

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ACCESORIOS DE LOS EQUIPOS n n n n n n n

Diafragmas y colimadores. Filtros. Pantallas reforzadoras (de plomo y fluorescentes). Posicionadores. Chasis o porta pelí películas. Marcas para identificació identificación y localizació localización. Indicadores de calidad de imagen (IQI) penetr ámetros.

o

ACCESORIOS DE LOS EQUIPOS

Colimadores Disminuyen la dósis recibida por los operadores. Disminuye la radiación difusa sobre la película. Ajusta el haz a las necesidades de inspección que se ha de realizar.

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ELEMENTOS ESENCIALES PARA LA EXPOSICION RADIOGRAFICA n n n n n

n

Fuente de radiació radiación. Objeto a ser radiografiado. Pelí Película radiogr áfica. Persona capacitada para realizar la exposició exposición. Procesamiento quí químico de la pelí película radiogr áfica expuesta. Persona capacitada para interpretar las imá imágenes radiogr áficas.

FACTORES GEOMETRICOS n

n

n n

n

La fuente de radiació radiación debe ser lo má más puntual posible. Al seleccionar un equipo debe tomarse en cuenta el tamañ tama ño del foco de radiació radiación, sea ésta X o Gamma. La distancia de la fuente a la pelí película debe ser lo mayor posible. El objeto debe estar lo mas cerca posible de la pelí película. La radiació radiación debe ser dirigida perpendicularmente a la pelí película. El plano del objeto y el plano de la pelí película deben ser paralelos.

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REGISTRO RADIOGRAFICO Pelí Pel ícula radiogr áfica n

n

Plá Plástico delgado, transparente y flexible que ha sido cubierto con una gelatina que contiene cristales microscó microscópicos de haluros de plata en una cara o en ambas. Durante la exposició exposición la radiació radiación sensibiliza los granos de haluros de plata que al ser procesados mediante reactivos quí químicos son reducidos a plata metá metálica en funció función de la dosis de radiació radiación recibida. Los finos granos de plata reducida constituyen la imagen fotogr áfica.

PELICULA RADIOGRAFICA Caracter ísticas -Hoja de plá plástico (espesor aprox.0.21 mm). -Doble cubierta de emulsi ón de bromuro de plata. -Forma imá imágenes latentes al recibir radiació radiaci ón. -Proceso de revelado fija la imagen de granos expuestos.

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PELICULA RADIOGRAFICA

.Pelí Película radiogr áfica AGFA con pantallas de plomo

PELICULA RADIOGRAFICA Curvas Caracteristicas de las Pelí Películas

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CLASIFICACION DE LAS PELICULAS RADIOGRAFICAS n

La clasificación establecida por ASTM EE-1815, identifica los tipos de película por la velocidad de exposición y por la sensibilidad. TIPO DE PELICULA

VELOCIDAD

1 2 3 4

BAJA MEDIA ALTA MEDIA

TAMAÑO DE GRANO

MUY FINO FINO GRUESO MEDIO

CONTRASTE

MUY ALTO ALTO MEDIO MEDIO

PELICULA RADIOGRAFICA La siguiente tabla proporciona los factores R para el tamañ tamaño de grano (T) de la pelí película Factor del Film (R) Densidad deseada en la radiografia Tipo de Pelí Pel ícula 2.0 2.5 3.0 3.5 AA400 (D7) 1.3 1.7 2.0 2.6 T200 (D5) 2.6 3.2 3.9 4.3 MX 125 (D4) 4.4 4.8 5.3 5.9 M100 (D3) 6.1 6.4 6.9 7.3 4 minutos a 20º 20ºC – 24º 24 ºC revelador KODAK

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CLASIFICACION DE LAS PELICULAS RADIOGRAFICAS n

La clasificación establecida por ASTM EE-1815, identifica los tipos de película por la velocidad de exposición y por la sensibilidad

PELICULA RADIOGRAFICA La siguiente tabla muestra la equivalencia entre las pelí películas KODAK y AGFA STRUCTURIX Tipo de Pelí Película KODAK AGFA AA400 T200 MX 125 M100

D7 D5 D4 D3

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REGISTRO RADIOGRAFICO

n

n

Las caracter ísticas má más importantes de estas pelí películas son el tamañ tamaño de grano, la velocidad (o sensibilidad de la radiació radiación), el contraste y la latitud de la exposició exposici ón. Luego del revelado (revelador) el haluro de plata que fue expuesto a la radiació radiación se descompone en plata metá metálica la cual le ennegrece. El proceso de fijaci ón ó n , que sigue al revelado, elimina el haluro de plata no sensibilizado transparentes las zonas no impresionadas.

REGISTRO RADIOGRAFICO

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DENSIDAD OPTICA n

La imagen formada en la película posee áreas claras y oscuras, evidenciando un cierto ennegrecimiento que se denomina densidad. Se expresa como el logaritmo entre densidad de luz incidente y la intensidad de luz transmitida. D= log Lo/L Lo =intensidad de luz incidente L =intensidad de luz transmitida Cuanto mayor sea la densidad mas oscura será la película radiográfica.

VELOCIDAD n

n

n

n

Es una característica propia de cada película, principalmente del tamaño de los cristales presentes en la emulsión, cuanto mayor sea el tamaño de los cristales más rápido es el film. Una imagen formada por granos de grandes dimensiones es mas grosera o sea menos nítida, que la imagen formada por granos pequeños. Cuanto mas rápido es el film, menos nítida será la imagen formada por una exposición Las películas de grandes velocidades se usan para radiografiar piezas de grandes espesores.

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CARACTERISTICAS DE LAS PELICULAS RADIOGRAFICAS Contraste Diferencia de densidades entre dos areas adyacentes. Mayor contraste mejor sensibilidad Tamaño de grano Grano fino mejor sensibildad

CARACTERISTICAS DE LAS PELICULAS RADIOGRAFICAS Velocidad Con grano grueso más rápida Latitud Rango máximo de espesores registrable en una exposición única con densidades admisibles. Alta latitud dar un bajo contraste y baja sensibilidad

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CALIDAD DE IMAGEN RADIOGRAFICA

n

Ligados a la característica de la película radiográfica y de la fuente de radiación utilizada. Contraste: La diferencia de densidades entre dos regiones adyacentes se denomina contraste. Ejemplo si medimos las densidades de dos áreas adyacentes como D1=2.2 y D2=1.8 el contraste es la difrencia o sea 0.4 Se entiende también como la capacidad del film de detectar intensidades y energías de radiación. Imágenes con alto contraste dan una buena calidad de película

CALIDAD DE IMAGEN RADIOGRAFICA Definición : Obsevando con detalle la imagen formada en la película radiográfica, vemos que los cambios de densidades de un área a otra no se hacen de manera brusca. Por ejemplo la imagen de un objeto presenta un pequeño halo que acompaña los bordes de la misma con una densidad intermedia entre la densidad de la imagen y del fondo. Cuanto mas estrecha sea esta banda de transición la definición sera mejor. La nitidez de bordes entre dos areas de diferente densidad se llama definición.

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PERSONA CAPACITADA PARA HACER LA EXPOSICION

n

n

La obtenció obtención de placas de alta calidad es fuertemente dependiente de la capacidad del operador, debe contarse con personal entrenado, calificado y certificado par garantizar la calidad del trabajo. El personal debe estar calificado en Seguridad y Protecció Protección Radioló Radiológica.

PROCESAMIENTO QUIMICO DE LA PELICULA EXPUESTA n

Procesamiento es la etapa bá básica del ensayo, en la actualidad las pelí películas son tratadas cada vez má más en forma automá automática, pero es necesario conocer en detalle el tratamiento manual

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Imagen visible o virtual + Procesamiento = Imagen visible. Procesamiento en cuarto oscuro. Revelado + Fijado + Lavado en agua + Secado.

PROCESAMIENTO QUIMICO DE LA PELICULA EXPUESTA Revelado Procesamiento de Películas (18 a 24ºC) Partículas de bromuro de plata pasan plata pura. Función del tiempo, actividad química y temperatura Mayor tiempo de revelado mayor densidad. Tiempos a 20ºC de 4 a 8 minutos con agitación. Los químicos se presentan en polvo o disueltos.

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PROCESAMIENTO QUIMICO DE LA PELICULA EXPUESTA Baño de Parada Solución de ácido ácetico y agua o en todo caso con agua sola. Remueve y neutraliza el revelador remanente. 1 a 2 minutos con agitación.

PROCESAMIENTO QUIMICO DE LA PELICULA EXPUESTA Fijado Remueve el bromuro de plata no expuesto y endurece la gelatina. Tiempo de 1 a 15 minutos. Se presenta en polvo o disuelto en agua. Procesamiento ideal de 18 a 24º

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PROCESAMIENTO QUIMICO DE LA PELICULA EXPUESTA Lavado Con agua Remueve y neutraliza el revelador remanente. 10 a 30 minutos con agitación. Puede enjabonarse o humectarse posteriormente para evitar manchas. Secado Al aire tibio o colgado al aire libre. Automáticamente. 30 a 40 minutos, dependiendo del método

PROCESAMIENTO QUIMICO DE LA PELICULA EXPUESTA Controles Durante el Revelado -Temperatura, concentración y agitación de químicos. .Tiempo dentro de rangos establecidos. .Usar implementos resistentes a los químicos ( no usar cobre o estaño) .Cuarto oscuro hermético a la luz, con luz de seguridad .Limpieza y orden del cuarto de revelado y de los encargados del proceso.

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Procesado automático

CUARTO OSCURO n

n

n

n

El cuarto oscuro por razones de carácter práctico se instala generalmente en la zona de toma de placas, pero fuera del alcance de la radiación. No debe permitirse el paso de ningun tipo de luz, pues provoca el velado de las películas. Las películas seran tratadas con alumbrado de cuarto oscuro rojorojo -naranja o verde. La distancia de la fuente de luz y el tiempo de exposición a esta fuente estará en función de la sensibilidad de la película.

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PREPARACION DE LOS QUIMICOS n

n

n

n

Deben seguir las recomendaciones de los fabricantes. Es necesario separar cada químico en recipientes de acero inoxidable o de material sintético identificandolos. El control de la temperatura del proceso de revelado será controlado de acuerdo a las recomendaciones del fabricante. Es importante agitar los químicos con paletas de acero inoxidable u otro material que no reaccione con los químicos.

ETAPAS DEL PROCESADO DE PELICULAS Revelado manual

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ETAPAS DEL PROCESADO DE PELICULAS n

Procesamiento Manual: 1.--Revelado: la solución actua sobre los cristales 1. de bromuro de plata metálica. Las moléculas de los agentes reveladores alcanzan los cristales fijados al plástico. El control de la temperatura y el tiempo es fundamental para obtener una buena calidad Debe agitarse el film, para obtener una buena distribución del líquido en ambos lados, para evitar la sedimentación del bromato y otras sales. A 20ºC y de 4 a 8 minutos con agitación.

ETAPAS DEL PROCESAMIENTO DE PELICULAS

n

2.-Baño de parada: 2.Al concluir el revelado una parte de revelador queda en contacto con ambas caras del film, permitiendo que el revelado continúe. Esta etapa tiene como finalidad impedir que la acción del revelador prosiga. Puede usarse ácido acético Este líquido se deberá cambiar diariamente, pues pierde su efecto con el uso. De 1 a 2 minutos con agitación

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ETAPAS DEL PROCESAMIENTO DE PELICULAS 3.--Fijado: 3. La película expuesta que ha sido lavada se introduce en el fijador, que tiene como función remover el bromato de plata de las porciones no expuestas del film, sin afectar las que fueron expuestas a la radiación. La función del fijador es endurecer la emulsión gelatinosa permitiendo el secado al aire o automáticamente. El tiempo no debe exceder de 15 minutos

ETAPAS DEL PROCESAMIENTO DE PELICULAS 4.--Lavado de las películas: 4. Al termino del fijado la película es lavada para remover el fijador de la emulsión. El film es sumergido en agua de modo que toda la superficie entre en contacto con el agua. Cada film será lavado por un periodo de 30 minutos aproximadamente. La temperatura es importante 30ºC, altas temperaturas causan daño al film y valores bajos reducen la eficiencia.

81


5.--Baño con agentes humectantes : 5. Luego de las etapas mencionadas las películas, deben pasar por un baño preparado con agentes humectantes, con el fin de eliminar las tensiones superficiales. Esto facilita el secado evita la formación de gotas de agua, las cuales se pueden presentar como manchas en la película seca


6.--Secado 6. Si es manual pueden ser colgadas al aire libre, evitando el polvo. Puede utilizarse el método automático de secado, ganado tiempo en esta etápa. Tiempo estimado de 30 a 45 minutos.

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ESQUEMA DEL PROCESO MANUAL DE REVELADO

PROCESAMIENTO DE PELICULAS Comparació Comparación de tiempos de revelado manual y automá automático

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PROCESAMIENTO DE PELICULAS Medició Medición de densidad de la pelí película radiogr áfica Se efectua mediante el uso de densitó densitómetros

PANTALLAS DE PLOMO Son hojas finas de plomo que actuan como intensificadoras de la radiació radiación primaria emitida por la fuente. El factor de intensificació intensificación es funció función de la naturaleza y el espesor de la lamina de plomo. El plomo es colocado sobre finas capas de papel, deben tener un espesor constante para evitar inhomogeniedades que perjudique la calidad de la peí peíicula. El espesor esta en el orden de 0.05 pulg. (0.127 mm). La funció función es : absorver la radiación radiació secundaria,generar electrones por efecto fotoelé fotoeléctrico o Compton produciendo un flujo adicional de radiació radiación y reduciendo el tiempo de exposició exposición

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PANTALLAS DE PLOMO Elementos: Pantalla de plomo y antimonio -Espesores entre 0.004” y 0.006” -Efecto de filtración, disminuye el efecto de la radiación dispersa. -Efecto de intensificación de la acción fotográfica de la radiación. -Disminuye el tiempo de exposición

PANTALLAS DE PLOMO

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SENSIBILIDAD RADIOGRAFICA

n

Indicadores de calidad de imagen Para evaluar la calidad de imagen de una pelí película radiogr áfica, se utilizan pequeñ pequeños elementos denominados INDICADORES DE CALIDAD DE IMAGEN (IQI) O PENETRAMETROS, estos son colocados sobre el objeto que se ha de radiografiar.


n

Indicadores de calidad de imagen -Son de material similar al elemento radiografiado. -Usualmente el espesor o diametro del alambre son de 2% del espesor de la pieza (sensibilidad 2%). -Los má más comunes de hueco (ASTM(ASTM-ASMEASME -API) y alambres(DINalambres(DIN -ASME). -Diferentes huecos o diá diámetros de alambres= diferentes sensibilidades. -Colocados del lado de la fuente resulta má m ás riguroso.

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n

Indicadores de calidad de imagen

-Número de identificació identificación API (relieve) = espesor en milé milésimas de pulgada. -En soldadura, su colocació colocación sobre un shim, iguala al espesor de la soldadura. -Ejemplo : sensibilidad 22 -2T implica una sensibilidad de 2% cuando se puede observar el hueco 2T

SENSIBILIDAD RADIOGRAFICA Indicadores de calida de imá imágen tipo ASME y ASTM Son bastante usado y consisten de una placa fina conteniendo tres huecos con dá d ámetros calibrados. ASME Sec.V SESE-1025 refiere tres huecos cuyos diá diámetros son 4T,T, y 1T donde T es el espesor del IQI, en ellos la sensibilidad es 2% del espesor del material. La lectura en la radiograf ía se hace del hueco menor visible en la radiograf ía . Se colocan sobre la pieza que se evaluaracon cara a la fuente, se coloca en el metal base.

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SENSIBILIDAD RADIOGRAFICA Indicadores de calida de imá imágen tipo ASME y ASTM

SENSIBILIDAD RADIOGRAFICA Indicadores de calida de imá imágen de hilos Esta descrita por la norma ASTM 747, se trata de 6 hilos de material similar al que ser á radiografiado , con diferentes diá diámetros, desde el mas fino al mas grueso, que se encuentran en una envoltura plá plástica transparente, que contiene la informació información sobre el IQI. La selecció selección del IQI ser á hecha tomando en cuenta el espesor a ser radigrafiado. En estos IQI, los nú números indican el diá diámetro de los hilos en pulgadas y las letras A,B,C identifican el conjunto de hilos propios del IQI

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89


DIAGRAMAS DE EXPOSICION n

n

n

n

Para efectuar los calculos de tiempo de exposición, tanto para rayos x como para gammagrafia, se utilizan diagramas de exposición. Para rayos X , los diagramas de exposición llevan en abcisas los espesores del material y en ordenada la exposición en miliamperiosmiliamperios min. Este gráfico muestra el tipo de película, distancia focal, pantallas usadas, procesado y densidad de la radiografía. Para trabajar a distancias distintas a las indicadas usar la ley del cuadrado de la distancia

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DIAGRAMAS DE EXPOSICION n

n

Los aparatos de rayos traen consigo una serie de gráficos (ábacos) para ser utilizados en diversas situaciones de exposición, como toma de radiografías en diversos materiales . Interesa conocer el miliamperaje (mA) Kilovoltaje (Kv) Espesor del material

DIAGRAMAS DE EXPOSICION PARA GAMMAGRAFIA n

n

Las curvas de exposición relacionan el espesor, el tipo de película, la actividad y el tiempo. Otros factores que se considera, son la densidad de la película, pantalla de plomo (espesor), distancia focal. La gráfica es para densidad 2.0, distancia focal 24 pulgadas

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DIAGRAMAS DE EXPOSICION Un tipo de curva de xposición relaciona el factor de exposición con el tiempo, la actividad de la fuente y la distancia focal. Se relacionan mediante la siguiente formula: AxT F.E. = -———— Dff ² F.E. =factor de exposició exposición A= actividad de la fuente en Ci T= tiempo de exposició exposición en minutos Dff= Distancia focal en cm. n

n

DIAGRAMAS DE EXPOSICION

Calcular el tiempo de exposición para una plancha de acero de 1.5 cm de espesor, para obtener una densidad de 2.0. La fuente es de Ir 192 y actividad de 50 Ci, la película es de clase 1;Dff es 60 cm

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DIAGRAMAS DE EXPOSICION Reemplazando los valores en la formula : Para un espesor de 1.5 cm el factor de exposición (FE) es 50, la actividad 20 CI es 20,000 mCi FexDFF² FexDFF² T = ———— A 50 x 3600 T = —————— = 3.6 min 20,000

ARITMETICA DE LAS EXPOSICIONES

n

Relaciones entre tiempo y amperaje (rayos X) Se relaciona la exposición (M) en miliamperios (mA) y el tiempo de exposición (T): M1 T

2 ------- = -------

M1

T1

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n

Relaciones entre el amperaje y la distancia para (rayos X)

La intensidad requerida para una cierta exposición es directamente proporcional al cuadrado de la distancia M1 D 21 ------ = -----M2 D22


n

Relaciones entre el tiempo y la distancia El tiempo requerido para una cierta exposición es directamente proporcional al cuadrado de la distancia T1 D 21 ------ = -----T2 D22

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ARITMETICA DE LAS EXPOSICIONES n

n

n

El tiempo de exposición puede calcularse con el gráfico siguiente. Calcular el tiempo de exposición para una pieza de 25 mm de espesor, usando 220 Kv y 5 mA, distancia focal 70 cm, la película es de clase 2. Respuesta: 1.7 min

CALCULO DEL TIEMPO DE EXPOSICION

E = 60 x d 2 x 2n x S / (FG x C) E = Tiempo de exposición (min) d = Distancia fuente película (m) n = número de capas mitad valor (t/HVL) HVL= capa mitad de valor del material t = Espesor del material (misma unidad que HVL) S = Velocidad de la película para obtener una densidad (r) FG=Intensidad de radiación a un metro ( r/h x Ci) C = Actividad de la fuente en el día de la prueba (Ci)

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CALCULO DEL TIEMPO DE EXPOSICION n

Ejemplo:

Calcular el tiempo de exposición para una junta soldada de 0.50 pulg. de espesor (t), la película utilizada es AGFA D7, actividad de la fuente 50 Ci Considerar: HVL (capa mitad del valor del material) = 0.61pul. n = t/HVL S = Para AGFA D7 es 1.7 FG= 0.55 Respuesta: 1.5 min

PERSONA CAPACITADA PARA INTERPRETAR LAS IMÁ IM ÁGENES RADIOGRÁ RADIOGR ÁFICAS

n n

Experiencia +Entrenamiento Requiere conocimiento de tipos de discontinuidades y de la probabilidad de que ocurran en determinado proceso de soldadura

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DIAGRAMA DE EXPOSICION PARA GAMMAGRAFIA n

n

Los cálculos del tiempo de exposición para gammagrafía, se pueden realizar de diversas formas, utilizando las curvas de exposición CuriesCuries-hora y el espesor del material. En estas curvas estan representadas diferentes densidades radiográficas mediante rectas y son eficientes cuando obedecen a condiciones de revelado, tipo de película y pantalla de plomo.

DIAGRAMA DE EXPOSICION PARA GAMMAGRAFIA n

Para calcular el tiempo de exposición interesa conocer el espesor del material, tipo de fuente, actividad, distancia focal, tipo de película. También se determina el tiempo de exposición mediante el uso de reglas de cálculo.

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DIAGRAMA DE EXPOSICION PARA GAMMAGRAFIA REGLA DE CALCULO

TECNICAS DE EXPOSICION RADIOGRAFICA

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TECNICAS DE EXPOSICION RADIOGRAFICA Los métodos que se exponen corresponden a la mayoria de casos, utilizados en la inspección radiográfica. Las uniones soldadas se clasifican de acuerdo a criterios puramente geométricos pues su diseño influirá en la elección de la técnica mas adecuada. Las técnicas que se presentan estan especificadas en las normas y procedimientos utilizados.

TECNICAS DE EXPOSICION RADIOGRAFICA Uniones Soldadas Circulares Este es el caso de uniones a tope sobre tuberias u objetos de revolución de curvatura. Todo lo que se menciona en inspección de uniones soldadas en tuberias, puede aplicarse a objetos como depósitos cilíndricos cónicos, esféricos de pequeño y moderado diámetro

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TECNICAS DE EXPOSICION RADIOGRAFICA Técnica de Pared Simple Esta técnica es llamada así, pues no hay contacto entre la fuente de radiación, el material y la película. Solamente una sección del material que esta cerca de la película será inspeccionada y la proyección será en apenas un espesor del material. Es la técnica más utilizada y la mas fácil de interpretar.

TECNICA DE PARED SIMPLE

100

TECNICAS RADIOGRAFICAS

EXPOSICION PANORAMICA Esta técnica es un caso particular de la técnica de pared simple vista simple, descrita anteriormente. Proporciona una alta productividad en rapidez en inspecciones de juntas soldadas circulares con acceso interno. En este tipo de inspecciones la fuente se coloca en el centro de la tuberia, equidistante de las paredes y de la película. Con una sola exposición todas las películas dispuestas en 360 grados son igualmente irradiadas.

101

EXPOSICION PANORAMICA


102



103


EXPOSICION PANORAMICA GAMMA PIPELINE CRAWLER

104


TECNICA DE PARED DOBLE VISTA SIMPLE En esta técnica el haz de radiación atraviesa dos espesores de la pieza inspeccionada, proyectando en la película la sección del material que esta mas proxima a la película radiográfica. Esta técnica es utilizada en juntas soldadas en las cuales no existe acceso interno, por ejemplo tuberias de 31/2 “, cerrados y otros. Esta técnica requiere que la radiación atraviese dos espesores y por tanto el tiempo de exposición será mayor que el usado para pared simple.

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TECNICA DE PARED DOBLE VISTA SIMPLE

TECNICA DE PARED DOBLE VISTA DOBLE

n

En este caso la fuente de radiación, atraviesa dos espesores, en tanto que se proyectara en la película la imagen de las dos secciones de la pieza. En este caso se consideran dos espesores para el cálculo del tiempo de exposición. Esta técnica es frecuentemente utilizada para la inspección de juntas soldadas en tuberias con diámetros menores a 31/2 pulgada.

106

TECNICA DE PARED DOBLE VISTA DOBLE

TECNICA DE PARED DOBLE VISTA SIMPLE

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UNIONES SOLDADAS PLANAS

n

Este tipo de uniones no suele presentar dificultades, pues la unión soldada y su zona crítica están perfectamente definidos en longitud y ancho. Su espesor es fácil de medir y suele ser accesible por ambos lados.


n

n

En las uniones a tope sin preparación de bordes suele ser suficiente una sola exposición con un ángulo de incidencia igual a 90º. Si el espesor es mayor y requiere preparación de bordes, como el caso de la fig. con chaflan en V a 60º, la primera toma se hara con un angulo de 90º y otro con 60º.

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UNIONES EN ANGULO

n

n

Este tipo de uniones presentan problemas para obtener la mejor imagen sobre la película, teniendose en cuenta los criterios del proyecto y la configuración de la unión. Los factores a considerar son fundamentalmente, las normas de soldadura, la configuración de la junta, y las condiciones de trabajo.

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UNIONES EN ANGULO

n

La unión en T es un caso partícular de las uniones en ángulo, presenta dificultades pues la raíz de la soldadura es una zona propicia para las discontinuidades. Hay dificultad para colocar el film.

UNIONES EN ANGULO

110

UNIONES EN ANGULO

UNIONES EN ANGULO n

Cuando se trata de observar el grado de penetración sobre la esquina

111

UNIONES EN ANGULO n

Aunque el ángulo de incidencia puede ser correcto, observamos una falta de penetración en la zona de acoplamiento de las dos planchas, dando interpretaciones erróneas.

UNIONES EN ANGULO n

Se tiene una unión en ángulo con penetración del 100%, en este caso el ángulo de incidencia de la radiación será de 45º y la película se dispondarn normales al haz de radiación.

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UNIONES EN ANGULO n

Se puede resolver el problema de radiografíar en uniones en ángulo, haciendo uso de una cuña del mismo material que el objeto radiografiado.

UNIONES EN ANGULO (T) n

Presenta algunas dificultades, pues la raíz de la soldadura es zona partícularmente propicia a la presencia de discontinuidades y la colocación de la película es difícil para la obtención de una buena imagen.

113


En la fig. se considera que el ángulo de 15º es correcto, siempre que se trate de comprobar el grado de penetración del cordón sobre ambas planchas

UNIONES EN ANGULO (T)

n

En la fig. el ángulo de 15º es incorrecto, pues al atravesar una zona fundida la radiografía presenta la imagen de una falta de penetración, usar 45º

114


Usar un ángulo de incidencia de 45º

RADIOGRAFIA EN DEPOSITOS CERRADOS

Radiografía de uniones soldadas de depósitos cerrados, tanto circulares como esféricos, siempre que no haya acceso a su interior, es un caso de la técnica de una sola o doble pared, dependiendo del tamaño del depósito.

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RADIOGRAFIA EN DEPOSITOS CERRADOS Los esquemas siguientes sirven como referencia, en los que no sea posible colocar la fuente de radiación ni la película en el interior. En el equema siguiente, es posible obtener la radiografía para su interpretación sobre la imagen de doble pared, esto no será posible

RADIOGRAFIA EN DEPOSITOS CERRADOS

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VISIBILIDAD DE LOS DEFECTOS

Tres factores determinan la visibilidad de los defectos: Los factores geomé geométricos: dimensiones de la fuente, distancia fuente - objeto y distancia defecto - pel pelíícula. Las propiedades de la pelí película: granulació granulación, contraste, velo, borrosidad interna. La calidad de la radiació radiación utilizada.

n

n

n

DEFECTOS QUE PUEDEN PRODUCIRSE EN LAS RADIOGRAFIAS En la siguientes figuras se indican muchos de los defectos que pueden producirse en las radiograf ías y que hacen que no sean útiles para su adecuada interpretació interpretación, lo que implica que tengan que ser rechazadas. Examinando oblicuamente, frente a la superficie de la pelí película y comparando el aspecto de las capas de emulsió emulsión es a veces posible descubrir los defectos debido al trataminento. Pueden aparecer a menudo tan solo en una de las capas de emulsió emulsión

117

DEFECTOS PRODUCIDOS EN LAS RADIOGRAFIAS


118



119



120


FACTORES QUE GOBIERNAN LA EXPOSICION

n

Los factores que afectan directamente la densidad o ennegrecimiento de la pelí película son los siguientes: Kilovoltaje o tipo de radiois radioisó ótopo. Cantidad de radiaci radiació ón. Distancia fuente fuente--pel pelíícula. Tiempo de exposici exposició ón. Pel Pelíícula radiogr áfica. Pantallas intensificadoras. Procesado, equipo de rayos X.

n

El objeto a radiografiar.

n n n n n n

121

DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS EN SOLDADURA

122

RADIOGRAFIA_INDUSTRIA1L__NIVEL11

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