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Apresentação
Centro Universitário Estadual da Zona Oeste
Tecnologia em Construção Naval
Ensaios Não Destrutivos:
Radiologia Industrial com Detector Flat Panel
Antônio Sérgio
Alunos:
Antônio Sérgio
Elaine AlvesSâmara PintoSuelen Matos Prof.: EdmilsonTurma: 2010.1Rio de Janeiro
Alunos:
2
Introdução
Os raios X são ondas eletromagnéticas utilizadas para a obtenção de imagens
de
materiais
opacos
devido
a^
sua
característica
de
poder
atravessar corpos.
A radiografia é um método usado para inspeção não destrutiva que se baseia na absorção diferenciada da radiação penetrante pela peça queestá sendo inspecionada. Devido às diferenças na densidade e variaçõesna
espessura,
ou
mesmo
diferenças
nas
características
de
absorção
causadas
por
variações
na
composição
do
material,
diferentes
regiões
de
causadas
por
variações
na
composição
do
material,
diferentes
regiões
de
uma
mesma
peça
absorverão
quantidades
diferentes
da
radiação
penetrante. Essa absorção diferenciada de radiação poderá ser detectadapor meio de um filme, ou de um tubo de imagem ou mesmo medida pordetectores eletrônicos de radiação.
Essa variação na quantidade de radiação absorvida, detectada através de um meio, irá indicar, entre outras coisas, a existência de um defeitointerno em determinado material, por isso a radiografia industrial é utilizadapara detecção de defeitos volumétricos com boa sensibilidade.
Descontinuidades
que
não
produzem
mudanças
significativas
da
espessura não são detectadas por esta técnica.
3
O que são raios X?
Os raios gama e X são
ondas eletromagnéticas
assim como a luz,
destacando-se por possuírem alta freqüência e comprimento deonda extremamente curto o que lhes confere a propriedade deatravessarem
materiais
opacos.
A
quantidade
de
radiação
que
atravessa a peça é variável e depende da espessura e densidadedo material naquele ponto. Depende também da freqüência de radiação
radiação
Comprimento de ondas (m)
10
3
10
10
2
10
10
-^
10
10
Frequência (Hz)
Infra Vermelho
Luz
Ultra violeta
Raios X
Gama
A imagem não pode ser exibida. Talvez o computador não tenha memória suficiente para abrir aimagem ou talvez ela esteja corrompida. Reinicie o computador e abra o arquivo novamente. Seainda assim aparecer o x vermelho, poderá ser necessário excluir a imagem e inseri-la novamente. Microondas
Rádio
4
Radiografia
A
radiografia
(comumente chamada de “raios X”) é um método
que expõe um corpo a uma pequena dose de radiação ionizantepara produzir imagens de seu interior. Os raios X são a forma maisantiga e freqüente de produzir imagens clínicas e ultimamente estãosendo utilizados no meio industrial.
Radiografia do corpo
humano
Radiografia de uma
tubulação
Radiografia de uma
bagagem
5
Radiologia Industrial
“A radiologia industrial é um método usado para inspeção nãodestrutiva que baseia-se na absorção diferenciada da radiação
penetrante pela peça que está sendo inspecionada.”
Raios X
Peça
Fonte
Raios X
Filme oudetector
6
Radiologia Industrial
As diferenças de densidade e variações na espessura do material farão
com
que
diferentes
regiões
de
uma
peça
absorvam
quantidades
diferentes
de
radiação
penetrante
que
podem
ser
detectadas através de um filme, de um tubo de imagem ou pormedidores eletrônicos de radiação.
7
Radiografia Digitalizada de
um carro
Radiografia Digitalizada de
um cano
Radiologia Industrial
Com
essa
variação
de
quantidade
de
radiação
absorvida
é
possível identificar a existência de uma falha interna ou defeito nomaterial.
8
A figura ao lado mostra umacarcaça de uma peça dealumínio, inspecionada portomografia. No detalhe, aprojeção do defeito interno.
Detector Flat Panel
Dois
métodos
de
conversão
são
utilizados,
a
saber:
método
cintilador
(método
indireto)
e
método
fotocondutor
(método
direto).
Cada
método
tem
vantagens e desvantagens especiais bem como limitesde uso em sistemas de imagem.
13
Processamento da
Imagem Digital
Tubo de
RX
Amostra
Flatpanel
Sinal digital
Sistema de melhoria
de imagem
Imagem no monitor
Flat Panel – Método Cintilador
No método cintilador, os raios X interagem com um
cintilador onde a luz visível é emitida e difusa através deelementos detectores foto sensíveis do painel.
Raio X
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Elementos^ Substratode vidro Cintilador (CsI)detectores TFT
Flat Panel – Método Fotocondutor
No método fotocondutor usa-se uma camada de silício amorfo fotocondutor
acoplado
a
uma
coleção
de
filmes
finos
(TFT).
A
interação dos raios X na camada de silício liberta elétrons, quais sãousados para formar o sinal elétrico. Um campo elétrico aplicadoatrás da camada de silício minimiza o espalhamento dos elétrons,preservando a resolução.
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Substratode vidro Camada de Si
Raio X
Eletrodo Elementos detectores TFT
Elétrons
Campoelétrico
Aplicações - Soldas
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Inspeção de tubos
Radiografia de um cordão de solda
Inspeção de uma tubulação
Inspeção de solda
Aplicações – Mecânica e estrutural
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Roda de um carro
Cabeça de cilindro Roda de um carro
Parte do chassi de um carro
Aplicações - Eletrônica
Sensor
18
Relés
Console de um video game
Aplicações - Materiais
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Orientação das fibras em um componente de fibra de carbono
Defeitos em um compósito com estrutura
honeycomb
Inspeção de fabricação e montagem para
plugs e interruptores
Radiografia de uma estátua
Aplicações - Alimentos
20
3 dias
12 dias
14 dias
17 dias
Infestação de uma larva em uma maçã
Objeto estranho em uma lata de sardinha fechada
Estudo de Caso
Neste trabalho
foi
adotado um
procedimento
de
criação
das
trincas obedecendo a seguinte seqüência:1. Demarcar o local onde a trincas seriam feitas.2. Abrir neste local uma cavidade por goivagem com eletrodo de carbono
com
profundidade
de
cerca
de
da
espessura
da
carbono
com
profundidade
de
cerca
de
da
espessura
da
amostra.3. Na cavidade aberta foram colocados pequenos pedaços dealumínio
provenientes
de
um
arame
de
mm
de
diâmetro
e
pedaços
de
raspa
de
cobre
que
foi
raspado
a
partir
do
recobrimento do eletrodo de carbono.4.
Soldagem
obedecendo
ao
contorno
original
da
solda
“SAW”
utilizando
eletrodo
básico
e
amperagem
entre
a
A
e
voltagem entre 23 a 24 V.
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Estudo de Caso
Após a colocação dos grupos de trincas, a região foi inspecionada por partículas magnéticas e, em seguida, foi radiografada com o objetivo de avaliar a necessidadede eliminar ou mesmo reduzir as dimensões das trincas existentes, Figura 2 e Figura 3.Em alguns casos a região foi esmerilhada para que os tamanhos das trincas fossemreduzidos.
Figura 2 – (a) Corpo de prova 2
de 1,000”
-^
Solda Externa.
26
de 1,000”
-^
Solda Externa.
(b) Região de trincas detectadas
por partículas magnéticas. Figura 3 – (a) Corpo de prova 3de 1,000” – Solda Interna.
(b) Região de trincas detectadas por partículas
magnéticas.
Estudo de Caso 1.3. Técnicas:
Nesse trabalho foram utilizadas duas técnicas radiográficas para avaliação
e
comparação.
A
técnica
convencional
atualmente
empregada que utiliza filmes radiográficos e a técnica digital queutiliza detectores planos (flat panel). 1.
.^ Técnica
Convencional
.^ Técnica
Convencional
Os testes utilizando a técnica convencional foram realizados em sua
totalidade
na
TenarisConfab,
nas
dependências
regulamentadas para aplicação da atividade radiográfica. Todas as15 amostras foram radiografadas com 4 tipos de filmes, Classe I
pela
norma ASTM, que são fornecidos pelos dois maiores fornecedores:Kodak e AGFA.
Os filmes foram expostos de acordo com as
instruções dos fabricantes objetivando o menor tempo de exposiçãopossível.
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Estudo de Caso
Para a execução das radiografias foi utilizado um aparelho de raios-X e acessórios da TenarisConfab, (Figura 4), descritos a seguir:Marca : YXLON International X-Ray GmbH/ Modelo: MG 325 – Potencial constante. /Ampola:
Y.TU
320-D03./
Foco:
mm,
conforme
EN
12534./
Ecran:
De
chumbo
espessura
de
mm./
Penetrâmetro:
De
arame
conforme
DIN
54
109./
Processadora: Kodak X-OMAT B./ Densitômetro: Agfa Gevaert D102./ Negatoscópio:BRASREMKO AT II./ Filme: Classe I - Kodak T200 e Kodak MX125./ Classe I - Agfa Gevaert D
4
e^
Agfa
Gevaert
D
D
4
e^
Agfa
Gevaert
D
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(a)
(b)
Figura 4 :
(a)Ampola de Raios-X;
(b) negatoscópio/
(TenarisConfab).
Estudo de Caso
Após as radiografias terem sido reveladas, estas foram verificadas no negatoscópio (Figura 4 - b) e posteriormente digitalizadas comresolução de 4096 dpi no sistema Kodak Industrex de digitalizaçãode filmes, modelo LS 85, conforme a Figura 5.
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Figura 5 : Sistema Kodak Industrex de digitalização de
filmes (Kodak)
Estudo de Caso 1.3.2. Técnica Digital: 1.3.2.1. Amostras selecionadas para a técnica digital
Os testes com a técnica digital foram realizados nas mesmas amostras que foram testadas
pela
técnica
convencional
na
TenarisConfab.
As
amostras
foram
selecionadas e enviadas para a cidade de Hamburg na Alemanha, visto que no Brasilnão existe equipamento digital disponível para tal aplicação. 1.3.2.2. Equipamentos e acessórios utilizados
A
Figura
41
a^
mostra
a
vista
geral
do
laboratório
de
aplicação
da
empresa
YXLON
.
A
Figura
41
a^
mostra
a
vista
geral
do
laboratório
de
aplicação
da
empresa
YXLON
.
Este laboratório dispõe de todos os recursos necessários para a execução dos testesde fluoroscopia, radiografia convencional e detectores planos.
30
(a)
(b)
Figura 6 – Laboratório de
aplicação/(YXLON).(a) Vista geral dolaboratório; (b) Arranjopara exposição.
Estudo de Caso
Para execução da radiografia digital foram utilizados os aparelhos e acessórios conforme descrito a seguir:Marca: YXLON International X-Ray GmbH/ Modelo: MG 165 - Potencial Constante/Ampola: Y.TU 160-D05/ Foco: 1,0 mm conforme EN 12543/ Detector Plano: Y. Panel XRD0820./ Sistema de Imagem: 3500FR – YXLON./ Resolução Espacial: Penetrâmetro deArame Duplo conforme BS EN 462-5/ Imagens: 8 Bits, exceto quando mencionado 16Bits.
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Figura 7: Detector plano
XRD 0820 NA/(PerkinElmer).
Estudo de Caso Experiência com tubo de espessura de 1,000’’ Técnica Convencional
A Figura 8 apresenta o resultado da radiografia, utilizando-se filme AGFA D4, do corpo-de-prova de espessura de 1,000”, número
(2). Na região marcada com o
retângulo, pode-se observar a existência de um grupo de trincas. No detalhe pode-seobservar a região das trincas ramificadas no cordão de solda. Observando-se aescala utilizada, é possível estimar o tamanho e o formato das trincas detectadas.
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Figura 8: Radiografia convencional – Sensibilidade W
Referências Disponível
em:
http://www.yxlon.com
Acessado
em:
Novembro
2011 Moreira, E. V., “Aplicação da Radiologia Digital utilizando detectoresplanos
para
inspeção
de
soldas
de
gasodutos
e
oleodutos”,
Dissertação de Mestrado, Universidade de Taubaté, São Paulo, 2007 Chabbal,
J.,
Arques,
M.,
Peyret
O.,
“Flat
Panel
X
Ray
Detector”,
Troisième Conférence Internationale Surles, França, 2002Andreucci, R., “A Radiologia Industrial”, Assessoria e Serviços TécnicosLtda. Publicação disponível em: <www.infosolda.com.br/andreucci>Garrett, W. R., Splettstosser, H. R., Titus, D. E., “Radiography in ModernIndustry”, Eastman Kodak Company, EUA, 2009
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Agradecemos pela atenção!
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