Gammagrafía
La gammagrafía es un método de ensayo no destructivo que se basa en la diferente absorción a la radiación “gamma” penetrante de la pieza que está siendo inspeccionada.
Esta absorción depende de la densidad del material, de variaciones de espesor o de su composición química. La diferencia de absorción a la radiación puede ser detectada a través de películas radiográficas y puede ser medida por medio de detectores de radiación. Generalmente este ensayo es usado en la determinación de variaciones de una región de un determinado material que presenta una diferencia en espesor o densidad comparada con una región vecina. La gammagrafía se aplica, en la inspección o control de calidad de, soldaduras, placas fundidas y forjadas, tuberías y construcción civil. La gammagrafía industrial es una técnica de Ensayos No Destructivos (END) que se utiliza para estudiar la integridad y calidad de soldaduras, y del material de tuberías, tanques, piezas metálicas diversas, etc. Su uso es intensivo durante la construcción de grandes piezas metálicas, en el montaje de plantas industriales, en el tendido de oleoductos, y durante el mantenimiento de estas instalaciones. También se utiliza para estudiar el estado de estructuras de hormigón armado en las construcciones. Se trata de equipos robustos que pueden instalarse prácticamente en cualquier sitio, un procesamiento de las placas radiográficas muy sencillo y una técnica que es muy confiable; por lo que su uso está muy extendido desde hace años en todo el mundo. Durante la práctica se coloca una fuente de radiación cerca del objeto que será estudiado, y se obtiene una radiografía del mismo. La atenuación diferencial que producen los defectos de las soldaduras o del volumen de la pieza, produce imágenes de los mismos en las placas radiográficas. Actualmente se utilizan casi exclusivamente fuentes radiactivas encapsuladas de Ir192 y de Co60, si bien aún se siguen utilizando algunas fuentes de Cs137. También se usan, aunque en menor proporción, fuentes radiactivas de Yb169 y de Tm170. En el caso de gammagrafía, el alojamiento blindado de las fuentes varía de acuerdo al radioisótopo y al uso para el que fue construido. Puede ser portátil, o estar montado sobre
ruedas, puede haber sido diseñado para que la fuente no salga del blindaje o para que se la extraiga del mismo manualmente o en forma remota. Las industrias metalúrgicas pesadas, disponen de recintos de irradiación blindados donde se alojan las fuentes y se efectúan las operaciones de gammagrafía de grandes piezas. Los equipos montados sobre ruedas, poseen blindajes muy pesados y suelen tener fuentes de Co60 o de Cs137 de alta actividad. En cambio los equipos portátiles cargan fuentes de Ir192, son de pequeño tamaño, y poseen blindajes de alta densidad (uranio empobrecido o tungsteno) y de menor masa que los otros tipos. Un equipo de gammagrafía portátil típico, también denominado cámara o proyector, cumple funciones de contenedor de blindaje y de transporte. El blindaje propiamente dicho está ubicado en el centro del equipo, y posee un canal que lo atraviesa y por el que se desplaza la fuente cuando debe efectuarse una exposición gammagráfica. Hay diferentes modelos de equipos, algunos poseen canal recto y otros canal curvo, lo que determina el tipo de mecanismo de traba y fijación de la fuente. El "cable de arrastre" con una unidad de control remoto o dispositivo tipo "manivela" permite mover la fuente para su operación remota. Este cable se sujeta al extremo o "cola" de la fuente, la que asoma desde el equipo en la zona donde se halla el mecanismo de traba de la fuente. Este cable de arrastre está contenido dentro de un tubo metálico flexible denominado "tubo guía de arrastre" que se compone de varios tramos unidos y que posee sendas conexiones roscadas que deben ser conectadas por un lado al mecanismo de manivela y por el otro a la cola de la fuente. Se utiliza otro tubo metálico flexible también compuesto de varios tramos unidos, denominado "tubo guía de fuente", el que se conecta al extremo opuesto del equipo. Durante la operación, la fuente es arrastrada desde su posición dentro del blindaje hasta el extremo cerrado del tubo guía de fuente, el que ha sido colocado exactamente en el punto donde se debe efectuar la radiografía
La fuente radiactiva está contenida dentro de una cápsula cerrada estanca. La cápsula está montada en un extremo de un conjunto denominado porta-fuente, el que posee un conector rápido en su otro extremo. En el caso de los equipos de canal curvo, el portafuente consiste en la fuente encapsulada unida al conector por medio de un cable flexible de acero, mientras que en los modelos de canal recto la cápsula de la fuente y el conector son parte de un conjunto recto rígido de uranio o tungsteno que actúa como blindaje. El cable de arrastre debe ser enganchado a la fuente mediante un conector rápido "macho", que se conecta al correspondiente conector "hembra" que forma parte del conjunto del portafuente. Los equipos poseen un dispositivo que libera la fuente de su traba, solo por la acción voluntaria del operador y únicamente si se ha conectado el cable de arrastre a cola de la fuente, y si además se ha conectado apropiadamente el tubo guía de arrastre al equipo. El dispositivo de traba posee una llave que sólo puede ser accionada si previamente se han cumplido los pasos mencionados. Inversamente, la llave sólo puede ser retirada una vez que la fuente retorna completamente a su posición dentro del canal del blindaje. Los operadores no deben efectuar reparaciones que modifiquen los dispositivos de traba de fuente en estos equipos, ni deben operar los equipos cuyos dispositivos de seguridad o sus accesorios no estén en condiciones. Las reparaciones inapropiadas, las modificaciones indebidas y el desgaste de los conectores y trabas, suelen ser causa de una parte importante de los accidentes.
Diferencia entre gammagrafía y radiografía La radiografía 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 principal diferencia reside en que la radiografía puede ser realizada por radiación por Rayos-X o radiación gamma. La radiación por rayos-x son radiaciones electromagnéticas cuya longitud de onda va desde unos 10 nm hasta 0,001 nm (1 nm o nanómetro equivale a 10-9 m). Cuanto menor es la longitud de onda de los rayos X, mayores son su energía 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 ésta, se denominan rayos X duros. Los rayos X formados por una mezcla de muchas longitudes de onda diferentes se conocen como rayos X „blancos‟, para diferenciarlos de los rayos X
monocromáticos, que tienen una única longitud de onda. Tanto la luz visible como los rayos X se producen a raíz de las transiciones de los electrones atómicos de una órbita a otra. La luz visible corresponde a transiciones de electrones externos y los rayos X a transiciones de electrones internos. Los rayos gamma, cuyos efectos son similares a los de los rayos X, se producen por transiciones de energía en el interior de núcleos excitados. Y la radiación por gamma Las emisiones alfa y beta suelen ir asociadas con la emisión gamma. Los rayos gamma no poseen carga ni masa; por tanto, la emisión de rayos gamma por parte de un núcleo no conlleva cambios en su estructura, sino simplemente la pérdida de una determinada cantidad de energía radiante. Con la emisión de estos rayos, el
núcleo compensa el estado inestable que sigue a los procesos alfa y beta. La partícula alfa o beta primaria y su rayo gamma asociado se emiten casi simultáneamente. Sin embargo, se conocen algunos casos de emisión alfa o beta pura, es decir, procesos alfa o beta no acompañados de rayos gamma; también se conocen algunos isótopos que emiten rayos gamma de forma pura. Esta emisión gamma pura tiene lugar cuando un isótopo existe en dos formas diferentes, los llamados isómeros nucleares, con el mismo número atómico y número másico pero distintas energías. La emisión de rayos gamma acompaña a la transición del isómero de mayor energía a la forma de menor energía.
Principio Físico de la gammagrafía El principio físico de la gammagrafía se basa principalmente en que un átomo radiactivo al desintegrarse puede emitir rayos α,β o γ. Cuando la radiación atraviesa un medio interactúa con los átomos de ese medio, por diferentes mecanismos que llevan a ceder la energía que posee, al medio que atraviesa. Los mecanismos más comunes son: * Interacción alfa- materia * Interacción β-materia. * Interacción γ-materia.
Interacción alfa- materia
Cuando una partícula alfa pasa a través de una sustancia, interactúa con los electrones orbitales de los átomos que conforman esta última y pierde parte de su energía. La absorción de energía por parte de los electrones del medio da como resultado una ionización o en una excitación atómica. La aniquilación de positrones es un mecanismo de interacción que tiene lugar entre los electrones atómicos del medio y una radiación β+ que lo atraviesa. Las partículas son “aniquiladas” y su masa se convierte en dos rayos γ de a, 511MeV (511KeV) que viajan en
direcciones opuestas.
Medidas Preventivas
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Seguridad en el almacenamiento. Barreras radiológicas y de seguridad física. Almacén de fuentes durante operaciones de campo. Contenedores de almacenamiento y transporte. Aseguramiento de los equipos.
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Monitores de radiación. Barreras, avisos y señales de advertencia.
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Consideraciones para la organización y personal. Estructura. Responsabilidades del personal.
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Normas generales para la utilización del equipo. Condiciones previas a la operación. Determinación de áreas controladas y del punto de control. Monitoreo.
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Montaje y preparación del equipo en el emplazamiento. Procedimiento de operación. Procedimientos y dispositivos de protección utilizados durante la operación de los equipos. Control de accesos. Vigilancia y seguridad física del equipo.
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Transporte del equipo. Requisitos de seguridad física y radiológica.
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Mantenimiento de equipos. Telemanipulador. Tubos guías. Limpieza y lubricación de los tubos de control y guías. Ajuste del odómetro. Pruebas de contaminación. Prueba de fuga de material radiactivo.
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Recambio de fuentes. Requisitos y método operativo.
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Disposición de fuentes en desuso.
SEGURIDAD Y PREVENCION DE ACCIDENTES.
Registro de ingreso, utilización y almacenamiento de fuentes.
Seguridad física de los equipos y fuentes.
Chequeo y prueba de detectores de radiación.
Entrenamiento y re-entrenamiento de personal.
Cultura de protección en la instalación.
Técnicas para realizar una gammagrafía Técnica de doble pared En esta técnica la radiación pasa a través de dos paredes y solamente la soldadura del lado de la película es interpretada para su aceptación. Puede ser utilizada esta técnica para soldaduras en componentes de diámetro exterior menor o igual a 3 1/2", en la que la radiación pasa a través de las dos paredes y la soldadura de ambas paredes es interpretada en la misma radiografía.
Técnica en elipse El haz de radiación se sitúa desplazado del plano de soldadura un ángulo suficiente para separar las posiciones de soldadura a interpretar. Cuando sea requerido el examen al 100% de la soldadura un mínimo de dos exposiciones a 90º una de otra serán realizadas para cada soldadura.
Técnica de gammagrafía Panorámica En primer lugar, está la panorámica, una de las cuatro la exposición de una pared/Regímenes de vista de una pared. Esta exposición se crea cuando el técnico coloca la fuente de radiación en el centro de una esfera, cono o cilindro. Dependiendo de los requisitos del cliente, el técnico podría entonces colocar casetes de película en el exterior de la superficie a examinar. Esta disposición de la exposición es casi ideal - cuando dispuesto y expuesto correctamente, todas las porciones de todo película expuesta serán de la misma densidad aproximada. También tiene la ventaja de tomar menos tiempo que otros arreglos desde la única fuente debe penetrar en el espesor total de la pared una vez y sólo debe viajar el radio del punto de inspección, no su diámetro completo. La principal desventaja de la panorámica es que puede ser poco práctico para llegar al centro del artículo o la fuente puede ser demasiado débil para llevar a cabo en esta disposición.
Ventajas y Desventajas de la gammagrafía • Ventajas
Coste inferior de la fuente. Pequeño volumen. Independencia de conexión a la red eléctrica. Bajísimo coste de mantenimiento. Posibilidad de radiografiar grandes espesores. • Desventajas
Menor calidad de las imágenes. Imposibilidad de interrumpir instantáneamente la emisión. Imposibilidad de variar la energía. Escasez de fuentes radiactivas de período largo y energía baja.
Uso y Aplicaciones Las fuentes de radiación gamma, más comúnmente iridio-192 y el cobalto-60, se utilizan para inspeccionar una variedad de materiales. La gran mayoría de la radiografía se refiere a las pruebas y la clasificación de las soldaduras de las tuberías a presión, recipientes a presión, recipientes de almacenamiento de gran capacidad, tuberías, y algunas soldaduras estructurales. Otros materiales ensayados incluyen cupones de hormigón, de soldador de prueba, piezas de maquinaria, metal, placa o pipewall. Los componentes no metálicos como cerámicos utilizados en la industria aeroespacial también se ponen a prueba con
regularidad. Teóricamente, radiólogos industriales podrían radiografiar cualquier material sólido, piso o cualquier objeto cilíndrico o esférico hueco.
Bibliografía http://www.uco.es/~fa1orgim/fisica/archivos/Radiacciones/ER$G13.pdf http://www.luciabotin.com/publicaciones/prindustrial.pdf http://es.scribd.com/doc/211154040/2009-SF-PR-en-Radiografia-y-GammagrafiaIndustrial-Parte-II http://www.monografias.com/trabajos30/radiografia-industrial/radiografia-industrial.shtml http://www.buenastareas.com/ensayos/Gammagraf%C3%ADa-Industrial/2077327.html http://www.uptc.edu.co/facultades/f_ciencias/pregrado/fisica/inf_adicional/laboratorios/ga mmagrafia http://www.foroiberam.org/documents/193375/199944/Norma+AR+7+9+1+Operaci%C3% B3n+de+equipos+de+gammagraf%C3%ADa+industrial++Revisi%C3%B3n+3/7ad9707d128f-48a1-b21bc34a3f634cf2;jsessionid=422CC0D93593C0D71E81364E1DC41317?version=1.0
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO "SANTIAGO MARIÑO" EXTENSIÓN MATURÍN
GAMMAGRAFÍA
Sección “F
Ing. Max Ruettes
Bachilleres: Joel Ascenso Menry Gómez Francisco Ramos Luis Rojas
Maturín, Julio del 2014
