apostila - radiologia industrial

5/22/2018 Apostila - Radiologia Industrial

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Ed. Jul./ 2009


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A Radiologia Industrial - Ricardo Andreucci Ed.Jul./2009 1

RICARDO ANDREUCCI

Prefcio

Este trabalho apresenta um guia bsico para programas de estudos e

treinamento de pessoal em Radiologia Industrial, contendo assuntosvoltados para as aplicaes mais comuns e importantes deste mtodo deEnsaio No Destrutivo. Trata-se portanto de um material didtico deinteresse e consulta, para os profissionais e estudantes que se iniciam ouestejam envolvidos com a inspeo de materiais por radiografia. Porutilizar as radiaes ionizantes como principal fonte de energia penetrantepara a inspeo, isto pode representar risco e danos sade, assim

recomendamos que a utilizao deste mtodo de ensaio sejaacompanhado de treinamento especfico em Proteo Radiolgica. Oautor disponibiliza um livro especfico sobre o assunto com ttulo - CursoBsico de Proteo Radiolgica Industrial

O Autor


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ANDREUCCI, Assessoria e Servios Tcnicos Ltdae-mail: [email protected]

Esta publicao poder ser obtida gratuitamente atravs de

download nos seguintes web sites:

www.infosolda.com.br/ andreucciwww.abende.org.br

Edio:

Ju l. / 2009

Ricardo

Andreucci

Professor da Faculdade de Tecnologia de SoPaulo - FATEC/ SP, nas disciplinas deControle da Qualidade do Curso deSoldagem.

Qualificado e Certificado pelo IBQN comoNvel III nos mtodos de ensaio radiogrfico,partculas magnticas ultra-som e lquidospenetrantes, conforme norma CNEN-NN 1.17

Membro da Comisso de Segurana eRadioproteo da Associao Brasileira deEnsaios No Destrutivos - ABENDE.

Diretor Tcnico da ANDREUCCI Ass. e Serv.Tcnicos Ltda.

Consultor Tcnico como Nvel III de END paraimportantes empresas brasileiras e do exterior

Participante como Autor do livro "Soldagem"editado pelo SENAI / SP

Autor do Livro "Curso Bsico de ProteoRadiolgica" - ABENDE / SP - Set./ 1998 Autor do livro "Radiografia Industrial -

Aspectos Bsicos"- ABENDE/SP - Jan./1999 Participante como autor do Captulo 07 3a Ed.

do Livro Tecnologia Radiolgica eDiagnstico por Imagem, Difuso , 2007


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umrio

Assunto Pg.

Introduo aos Ensaios No Destrutivos...................................................Princpios e Fundamentos ........................................................................

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Equipamentos e fontes de radiao........ ................................................. 12Equipamentos de Raios-X .......................................................................Aceleradores ...........................................................................................Os Raios Gama ......................................................................................Equipamentos de Raios Gama ................................................................

13202122

Registro Radiogrfico ............................................................................... 30Filmes Radiogrficos ................................................................................Processamento de Filmes Radiogrficos..................................................Telas Intensificadoras de Imagem ............................................................

303540

Radioscopia .............................................................................................Tomografia Industrial ................................................................................Radiografia Digital ....................................................................................

444750

Parmetros Radiogrficos ........................................................................ 58Princpios Geomtricos ............................................................................Clculo da Penumbra Geomtrica ............................................................Sobreposio ............................................................................................Controle da Sensibilidade Radiogrfica ( IQI's) .........................................Controle da Radiao Retrospalhada ........................................................Clculo do Tempo de Exposio do Filme Radiogrfico ...........................Curvas de Exposio para Gamagrafia ....................................................Curvas de Exposio para Radiografia .....................................................

Relao entre Tempo e Corrente .............................................................Relao entre Corrente e Distncia .........................................................Relao entre Tempo e Distncia .............................................................Curvas de Exposio para Aceleradores ..................................................

5859596167686972

73747476

Avaliao da Qualidade da Imagem ......................................................... 79

S


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Assunto Pg.

Tcnicas de Exposio Radiogrfica ...................................................... 82

Interpretao dos Resultados ................................................................. 86Aparncia das Descontinuidades ...........................................................Descontinuidades Internas em Juntas Soldadas ....................................

8687

Critrios de Aceitao ............................................................................ 91Critrios para Ensaio Radiogrfico de Soldas ........................................Critrio de Aceitao para Radiografia Total - UW-51 ...........................Critrio de Aceitao para Radiografia "Spot" - UW-52 .........................Critrio de Aceitao para Qualificao de Soldadores QW-191..........

91919294

Outras Aplicaes da Radiologia ........................................................... 96

Tabelas teis ............. ............................................................................ 110

Obras Consultadas ................................................................................ 115


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ntroduo

Os Ensaios No Destrutivos

Quando pensamos em aeronaves, automveis, metro, trens, navios, submarinos, e outras,todas estas mquinas no poderiam ter um bom desempenho no fossem a qualidade do

projeto mecnico, dos materiais envolvidos, dos processos de fabricao e montagem,inspeo e manuteno.

Todo esse elevado grau de tecnologia foi desenvolvido e aplicado para um fim comum,que assegurar e proteger a vida daqueles que dependem de alguma forma, do bomfuncionamento dessas mquinas, quer sejam nas indstrias automobilsticas, petrleo epetroqumicas, gerao de energia inclusive nuclear, siderrgica, naval e aeronutica.Hoje no mundo moderno, a globalizao nestes segmentos industriais fez aumentar onmero de projetos e produtos de forma multinacional. Usinas eltricas, plantaspetroqumicas, avies, podem ser projetados em um pas e construdos em outro, comequipamentos e matria prima fornecidos pelo mundo todo. Esta revoluo global temcomo conseqncia a corrida por custos menores e presso da concorrncia.

Sendo assim, como garantir que os materiais, componentes e processos utilizados

tenham a qualidade requerida ? Como garantir a iseno de defeitos que possamcomprometer o desempenho das peas ? Como melhorar novos mtodos e processos etestar novos materiais ?As respostas para estas questes esto em grande parte na inspeo econsequentemente na aplicao dos Ensaios No Destrutivos.

Um dos avanos tecnolgicos mais importantes na engenharia, podem ser atribudos aosensaios no destrutivos. Eles investigam a sanidade dos materiais sem contudo destru-los ou introduzir quaisquer alteraes nas suas caractersticas.Aplicados na inspeo de matria prima, no controle de processos de fabricao einspeo final, os ensaios no destrutivos constituem uma das ferramentas indispensveispara o controle da qualidade dos produtos produzidos pela indstria moderna.Quando se deseja inspecionar peas com finalidade de investigar sobre defeitos internos ,a Radiografia e o Ultra-som so poderosos mtodos que podem detectar com alta

sensibilidade descontinuidades com poucos milmetros de extenso. Usadosprincipalmente nas indstrias de petrleo e petroqumica, nuclear, alimentcia,farmacutica, gerao de energia para inspeo principalmente de soldas e fundidos, eainda na indstria blica para inspeo de explosivos, armamento e msseis, a radiografiae o ultra-som desempenham papel importante na comprovao da qualidade da pea oucomponente em conformidade com os requisitos das normas , especificaes e cdigosde fabricao. Usados tambm na qualificao de soldadores e operadores de soldagem,a radiografia e ultra-som proporcionam registros importantes para a documentao daqualidade.

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Em juntas soldadas, a radiografia e o ultra-som so dois mtodos frequentementereferenciados pelos Cdigos de fabricao de peas ou estruturas de responsabilidadepara determinao da eficincia da base de clculo pela engenharia.

Outros ensaios no destrutivos tambm fazem parte das ferramentas da qualidade ondepodemos citar: Partculas Magnticas , Termografia , Emisso acstica , CorrentesParasitas , Lquido Penetrante.

Considerado como um processo especial pelos Sistemas da Qualidade, NBR ISO-90011e outros, os ensaios no destrutivos so aplicados segundo requisitos de projeto doproduto fabricado, e no de forma aleatria ao prazer da convenincia de engenheiros etcnicos.

A radiologia industrial desempenha um papel importante e de certa forma insupervel nadocumentao da qualidade do produto inspecionado, pois a imagem projetada do filmeradiogrfico representa a "fotografia" interna da pea, o que nenhum outro ensaio nodestrutivo capaz de mostrar na rea industrial.

Sendo assim, o treinamento, qualificao e certificao dos profissionais envolvidos comestes mtodos requisito importante do sistema da qualidade. Hoje no Brasil, asqualificaes e certificaes de pessoal para ensaios no destrutivos so efetuadas pororganizaes de classe como associaes, ou por instituies ou fundaesgovernamentais. A mais importante o Sistema Nacional de Qualificao e Certificao -SNQ&C gerenciado pela Associao Brasileira de Ensaios No Destrutivos - ABENDE,com reconhecimento pelo INMETRO. As certificaes de pessoal so dirigidas asegmentos industriais, tais como: siderurgia, aeronutica, calderaria, petrleo epetroqumica e outros.

1Processos Especiais so considerados processos em que as caractersticas da qualidade no podem sertotalmente recuperados aps o servio acabado. So exemplos de processos especiais: Soldagem, pintura,paladar, textura, e outros. A edio mais atual ISO 9001:2000 relata que a organizao deve validarquaisquer processos de produo ou prestao de servio onde o resultado no possa ser verificado porsubsequente monitoramento ou medio ou aps o servio prestado. Em tais casos os tcnicos devem serqualificados.


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rincpios e Fundamentos

Descrio Genrica do Mtodo e Aplicaes

A radiografia um mtodo usado para inspeo no destrutiva que baseia-se na absorodiferenciada da radiao penetrante pela pea que est sendo inspecionada. Devido sdiferenas na densidade e variaes na espessura do material, ou mesmo diferenas nas

caractersticas de absoro causadas por variaes na composio do material, diferentesregies de uma pea absorvero quantidades diferentes da radiao penetrante. Essaabsoro diferenciada da radiao poder ser detectada atravs de um filme, ou atravsde um tubo de imagem ou mesmo medida por detetores eletrnicos de radiao. Essavariao na quantidade de radiao absorvida, detectada atravs de um meio, ir nosindicar, entre outras coisas, a existncia de uma falha interna ou defeito no material.

A radiografia industrial ento usada para detectar variao de uma regio de umdeterminado material que apresenta uma diferena em espessura ou densidadecomparada com uma regio vizinha, em outras palavras, a radiografia um mtodo capazde detectar com boas sensibilidade defeitos volumtricos. Isto quer dizer que a capacidadedo processo de detectar defeitos com pequenas espessuras em planos perpendiculares aofeixe, como trinca depender da tcnica de ensaio realizado. Defeitos volumtricos comovazios e incluses que apresentam uma espessura varivel em todas direes, sero

facilmente detectadas desde que no sejam muito pequenos em relao espessura dapea.

Tcnica Geral de Ensaio Radiogrfico na indstria

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ANatureza da Radiao Ionizante

Com a descoberta dos Raios X pelo fsico W. C. Roentgen em 1895, imediatamenteinciaram-se os estudos sobre as emisses de partculas, provenientes de corposradioativos, observando suas propriedades e interpretando os resultados.Nesta poca, destacaram-se dois cientistas, Pierre e Marie Curie, pela descoberta dopolonio e o radium e ainda deve-se a eles a denominao Radioatividade (propriedadede emisso de radiaes por diversas substncias).No comeo do sculo XX, 1903, Rutherford, aps profundos estudos formulou hiptesessobre as emisses radioativas, pois convm frisar, que naquela poca ainda no seconhecia o tomo e os ncleos atmicos e coube a este cientista a formulao do primeiromodelo atmico criado e que at hoje permanecem suas caractersticas.

O nome Radiao Penetrante se originou da propriedade de que certas formas deenergia radiante possue de atravessar materiais opacos luz visvel. Podemos distinguirdois tipos de radiao penetrante usados em radiografia industrial: os Raios X e os RaiosGama. Eles se distinguem da luz visvel por possurem um comprimento de ondaextremamente curto, o que lhes d a capacidade de atravessarem materiais que absorvemou refletem a luz visvel.

Por serem de natureza semelhante luz, os Raios X e os Raios Gama possuem umasrie de propriedades em comum com a luz entre as quais podemos citar: possuemmesma velocidade de propagao (300.000 km/s), deslocam-se em linha reta, no soafetadas por campos eltricos ou magnticos, possuem a propriedade de impressionaremulses fotogrficas.Poderamos citar outras propriedades comuns entre as radiaes penetrantes e a luzvisvel. Ocorre, no entanto, que vrios fenmenos que observamos na luz, so muitosdifceis de serem detectados. O fenmeno de refrao, por exemplo, ocorre nas radiaespenetrantes, mas numa escala to pequena que so necessrios instrumentos muitosensveis para detect-lo. Isso explica porque a radiao penetrante no pode serfocalizada atravs de lentes, como acontece com a luz.

No mbito dos ensaios no destrutivos devemos salientar seis propriedades da radiaopenetrante que so de particular importncia:

deslocam-se em linha reta; podem atravessar materiais opacos a luz, ao faze-lo, so parcialmente absorvidos por

esses materiais; podem impressionar pelculas fotogrficas, formando imagens; provocam o fenmeno da fluorescncia ; provocam efeitos genticos ; provocam ionizaes nos gases.

Estrutura da Matria:

Em 1906, Ernest Rutherford realizou experincias com bombardeio de partculas alfa emfinas folhas de ouro (as partculas alfa so emitidas por certos radioistopos, ocorrendonaturalmente). Ele achava que a maioria das partculas passavam direto atravs da finafolha do metal em sua direo original. Contudo, algumas partculas foram desviadas.


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Experincia atmica de Rutherford em 1906.

Isto levou ao desenvolvimento do modelo atmico que aceito at hoje. O ncleo contmcarga positiva do tomo e ao redor do ncleo, giram um nmero de eltrons.

Os eltrons ocupam nveis ou camadas de energia e o espaamento desses nveiscausam o grande tamanho do tomo em comparao com o ncleo.

Ncleocamada K

camada L

camada M

Modelo atmico de Rutherford.

Os cientistas conheciam agora que o tomo consistia de um ncleo contendo um nmerode prtons e uma nuvem eletrnica com igual nmero de eltrons. Contudo eles

achavam confuso, pelo fato do tomo de hlio (nmero atmico 2) pesar quatro vezesmais que o tomo de hidrognio. Irregularidades no peso persistiam atravs da tabelaperidica. Predisseram algumas teorias para o acontecido, mas a confuso terminou em1932, quando James Chadwick, fsico ingls, descobriu uma partcula chamada deneutron.Essa partcula tinha uma massa igual ao do prton, mas no tinha carga. Para descreveressa nova propriedade, cientistas alegaram o nmero de massa, nmero de partculas(prtons e neutrons no ncleo). Descrevendo o tomo, o nmero de massa seria escritocom um nmero superior no smbolo qumico.


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Variaes e Composio dos tomos , Radioistopos:

Todos os elementos que contm, em seu ncleo atmico, o mesmo nmero de prtons,mas que possuem nmeros diferentes de neutrons, manifestam as mesmas propriedadesqumicas e ocupam o mesmo lugar na classificao peridica. So elementos que, porterem o mesmo nmero de prtons, tm o mesmo nmero atmico e por terem nmerosdiferentes de neutrons tm nmero de massa diversos. So chamados istopos, nomecuja etnologia indica o mesmo lugar que ocupam na classificao peridica doselementos.O nmero de istopos conhecidos, de cada elemento, muito varivel. O Iodo, porexemplo, tem 13, o ferro e o Urnio tem 6, cada um. Os istopos de um mesmo elementono tem as mesmas propriedades fsicas. Assim, por exemplo, o istopo do Iodo (I-127) estvel, todos os outros so radioativos, isto , so chamados de radioistopos.

A partir de 1954, os radioistopos passaram a ser produzidos em escala aprecivel, nosreatores, iniciando-se a fase de produo de fontes radioativas de alta intensidade quetm um grande nmero de aplicaes industriais.Os trabalhos baseados no emprego dos radioistopos tem hoje enorme extenso. Asexperincias multiplicaram-se em muitos setores e, no exagero dizer que osradioistopos tm trazido uma verdadeira revoluo em todos os domnios, nos quais aexperimentao desempenha papel preponderante.

Radiao e Radioatividade

Define-se Radioatividade como sendo a emisso espontnea de radiao por um ncleoatmico, que se encontra num estado excitado de energia. Existem trs tipos diferentes deradiao, como segue:

- Partculas Alfa ()

- Partculas Beta ()

- Raios Gama ()

As partculas Alfa so constitudas de dois neutrons e dois prtons, caracterizando umncleo atmico de Hlio. Devido ao seu alto peso e tamanho, elas possuem poucapenetrao e so facilmente absorvidas por poucos centmetros de ar.As partculas Beta so constitudas por eltrons, que possuem velocidades prximas daluz, com carga eltrica negativa. Possuem um poder de penetrao bastante superior s

radiaes Alfa, podendo ser absorvidas por alguns centmetros de acrlico ou plsticos, nasua grande maioria.

As partculas Gama so de natureza ondulatria, ao contrrio das demais que temcaractersticas corpusculares. Devido a isto, adquire um alto poder de penetrao nosmateriais.E possvel separar os trs tipos de radiao descritos atravs da aplicao de um campoeltrico ou magntico, numa amostra de material radioativo.


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Esquema de separao das radiaes alfa, beta e gama.

O poder de penetrao das radiaes eletromagnticas, Raios X e Gama, socaracterizadas pelo seu comprimento de onda (ou energia) . As propriedades dos Raios Xque tem importncia fundamental, quando se trata de ensaios no destrutivos e soaquelas citadas anteriormente.Outras grandezas relativas s ondas eletromagnticas so frequncia e energia. Podemosconverter a energia em comprimento de onda ou em frequncia. A equao que relacionaa energia com o comprimento de onda a equao de Planck:

h .x cE = ------

onde:E = energia (Joule).

h = constante de Planck ( 6.624 x 10-34

Joule x segundo).c = velocidade da luz.

= comprimento de onda.

Aenergia das radiaes emitidas tem importncia fundamental no ensaio radiogrfico,pois a capacidade de penetrao nos materiais est associada a esta propriedade.

Exemplo de aplicao:

Qual a energia de uma radiao eletromagntica com comprimento de onda igual a 0,1Angstrom?Resposta:

sendo c = 300 000 km/s = 3 x 108m/s e 0,1 A = 10

-9 m

E = 6,624 x 10-34

x 3 x 108 / 10

-9 = 1,987 x 10

-16 Joule

como 1 Joule = 6,242 x 1012

MevE = 0,0012 Mev ou 1,2 kev


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quipamentos e Fontes de Radiao

Produo das Radiaes X

Os Raios-X

As radiaes X, so emitidas das camadas eletrnicas dos tomos. Essas emisses noocorrem deforma desordenada, mas possuem padro de emisso denominado espectrode emisso.Os Raios X, destinados ao uso industrial, so gerados numa ampola de vidro,denominada tubo de Coolidge, que possui duas partes distintas: o nodo e o ctodo.O nodo e o ctodo so submetidos a uma tenso eltrica da ordem de milhares de Volts,sendo o polo positivo ligado ao anodo e o negativo no ctodo. O nodo constitudo deuma pequena parte fabricada em tungstnio, tambm denominado de alvo, e o ctodo deum pequeno filamento, tal qual uma lmpada incandescente, por onde passa umacorrente eltrica da ordem de miliamperes.

Esquema de tubos convencionais de Raios X Industrial. O tubo da esquerda um tubometlico e o da direita de vidro.

Quando o tubo ligado, a corrente eltrica do filamento, se aquece e passa a emitirespontaneamente eltrons que so atrados e acelerados em direo ao alvo. Nestainterao, dos eltrons com os tomos de tungstnio, ocorre a desacelerao repentinados eltrons, transformando a energia cintica adquirida em Raios X.

Outros fenmenos de interao dos eltrons acelerados com as camadas eletrnicas dostomos de tungstnio, tambm so responsveis pela emisso dos Raios X.

E


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Os Raios X, so gerados nas camadas eletrnicas dos tomos por variados processosfsicos. Caracteriza-se por apresentar um espectro contnuo de emisso ao contrrio dasradiaes gama. Em outras palavras, os Raios X emitidos pelo aparelho apresentam umavariedade muito grande de comprimento de onda ou seja que a energia varia de umaforma contnua.

Equipamentos de Raios X

Os Raios X so produzidos em ampolas especiais. Os tamanhos das ampolas ou tubosso em funo da tenso mxima de operao do aparelho.Do ponto de vista da radiografia, uma ateno especial deve ser dada ao alvo, contido nonodo. Sua superfcie atingida pelo fluxo eletrnico, proveniente do filamento, edenomina-se foco trmico. importante que esta superfcie seja suficiente grande paraevitar um superaquecimento local, que poderia deteriorar o nodo, e permitir uma rpidatransmisso do calor.Define-se carga focal como sendo a carga em Watts por milmetro quadrado (por

exemplo: 200 W/mm2

) na rea focal. Nas reas focais de pequenas dimenses, podem seraplicadas uma carga relativamente mais elevada que as grandes; esta diferena devidaa diferena no modo de transmisso do calor, a partir do centro.

Corte transversal do nodo, na ampola de Raios X

Para obter-se imagens com nitidez mxima, as dimenses do foco ptico devem ser asmenores possveis. As especificaes de aparelhos geralmente mencionam as dimensesdo foco ptico.

O calor que acompanha a formao de Raios X considervel, e portanto necessrioespecial ateno aos sistemas e mtodos para refrigerar o nodo. Esta refrigerao podeser feita de diversas maneiras:

a) Refrigerao por irradiao: Neste caso o bloco de tungstnio, que compe o alvo, seaquece e o calor se irradia pelo nodo.


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b) Refrigerao por conveco: O calor irradiado pelo nodo, se transmite aoprolongamento de cobre, o qual est imerso em leo ou gs, que se refrigera porconveco natural, ou por circulao.

c) Refrigerao por circulao forada de gua: A refrigerao descrita em (b), limitada,principalmente se o aparelho for operado continuamente, exposto ao sol. Neste caso, acirculao de gua por uma serpentina interna unidade geradora, eficaz, permitindo ouso do aparelho por longos perodos de uso.

Unidade Geradora, Painel de Comando

Os equipamentos de Raios X industriais se dividem geralmente em dois componentes: opainel de controle e o cabeote, ou unidade geradora.

O painel de controle consiste em uma caixa onde esto alojados todos os controles,indicadores, chaves e medidores, alm de conter todo o equipamento do circuito geradorde alta voltagem. E atravs do painel de controle que se fazem os ajustes de voltagem eamperagem, alm de comando de acionamento do aparelho.

No cabeote est alojada a ampola e os dispositivos de refrigerao. A conexo entre opainel de controle e o cabeote se faz atravs de cabos especiais de alta tenso.

As principais caractersticas de um equipamento de Raios X so:

a - tenso e corrente eltrica mxima;b - tamanho do ponto focal e tipo de feixe de radiao;c - peso e tamanho;

Esses dados determinam a capacidade de operao do equipamento, pois estodiretamente ligados ao que o equipamento pode ou no fazer. Isso se deve ao fatodessas grandezas determinarem as caractersticas da radiao gerada no equipamento. Avoltagem se refere diferena de potencial entre o nodo e o ctodo e expressa emquilovolts (kV). A corrente eltrica do tubo e expressa em miliamperes (mA).

Outro dado importante se refere forma geomtrica do nodo no tubo. Quando em formaplana, e angulada, propicia um feixe de radiao direcional, e quando em forma de cone,propicia um feixe de radiao panormico, isto , irradiao a 360 graus, com aberturadeterminada.

Os equipamentos considerados portteis, com voltagens at 400 kV, possuem peso emtorno de 40 a 80 kg, dependendo do modelo. Os modelos de tubos refrigerados a gs somais leves ao contrrio dos refrigerados a leo.


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Raios X industrial, de at 300 kV Inspeo radiogrfica de soldas em tubos (CONFAB)

Energia Mxima dos Raios X e Rendimento

Duas grandezas so geralmente usadas para descrever um determinado feixe de Raios X:a qualidade e a intensidade de radiao.Sabemos que os Raios X so gerados quando eltrons em alta velocidade sodesacelerados no material do alvo. Essa desacelerao se faz por meio de coliso doseltrons com o material do alvo. O caso mais simples ocorre quando um eltron se choca

diretamente com o ncleo de um tomo do alvo. A energia adquirida pelo eltron, nocampo eltrico entre o ctodo e o nodo ser dada pela relao seguinte:

1

E = ------ m . v2 = e . V (eq.1)

2

onde: V = diferena de potencial aplicada entre o ctodo e o nodo.m = massa do eltronv = velocidade do eltron quando atinge o alvo (nodo)e = carga do eltron = 1,6 x 10-19C

Por outro lado a energia pode ser escrita na forma : Emax= h x fmax sendo fmax= c / min

onde: h = a constante de Planck = 6,62 x 10-34J.sc = velocidade da luz = 3 x 108m/s


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Portanto podemos reescrever a eq.(1) acima na forma:

h x c = e x V min= 6,62 x 10-34 x 3 x 108 m

min 1,6 x 10-19x V

min= 1,24125 x 106 m / V sendo 1 Angstron = 10

-10 m

Portanto quando um eltron se choca com o ncleo de um tomo do alvo e transformatoda a sua energia em radiao X, podemos determinar o comprimento de onda mnimo

da radiao gerada .

12.412,5

min = ----------- Angstrons , V = diferena de potencial aplicada em Volts.V

O comprimento de onda encontrado chamado de comprimento de onda mnimo, (min)pois representa a onda de maior energia que pode ser criada. Quanto menor ocomprimento de onda mais penetrante sero os Raios X gerados. Assim como regra geral,para peas finas devemos utilizar maior comprimento de onda ( menor energia) do quepara peas com grande espessura.

Assim, para uma tenso mxima de 60 kV, o comprimento de onda mnimo ser de 0,2Angstron; e para 120 kV ser de 0,1 Angstron

Nota-se que esse comprimento de onda depende da voltagem aplicada ao tubo. Assim,quando aumentamos a voltagem no tubo, estamos criando radiao com o menorcomprimento de onda, ou seja, radiao de maior energia.

Apenas uma parcela muito pequena dos eltrons que atingem o alvo troca toda a suaenergia atravs do choque com o ncleo. A maior parte dos eltrons incidentes choca-secom outros eltrons orbitais, transferindo-lhes parte de sua energia. Portanto, quandoesses eltrons chegam a se chocar contra o ncleo de um tomo, j perderam parte desua energia, indo gerar, portanto, Raios X de maior comprimento de onda, ou seja, demenor energia.

Dessa forma, os Raios X emitidos por uma determinado aparelho apresentam uma grandevariedade de comprimento de onda, a partir do comprimento de onda mnimo.

O conceito de qualidade de radiao est ligado energia do feixe de Raios X. Quandoaumentamos a voltagem do aparelho, aumentamos a energia do feixe de radiao gerado,estamos aumentando a qualidade da radiao, com conseqente aumento do poder depenetrao da mesma.

Os Raios X de alta energia, geralmente produzidos com voltagem superiores a 120 kV,so tambm chamados de raios duros. Os Raios X gerados com tenso inferiores a 50kV so chamados Raios X moles.


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O conceito de intensidade de radiao se refere quantidade de Raios X produzidos, ou,de uma forma mais correta ao nmero de ftons produzidos.

Quando aumentamos a corrente do filamento fazemos com que ele se aquea mais,liberando um nmero maior de eltrons. Isso far com que ocorra um aumento naintensidade da radiao gerada, sem implicar em aumento na qualidade dessa mesmaradiao. Em outras palavras, ns conseguimos aumentar a intensidade sem aumentar aenergia do feixe de radiao.

De uma forma prtica podemos dizer que a qualidade da radiao (energia) se relacionacom a capacidade de penetrao nos materiais, enquanto que a intensidade estintimamente ligada com o tempo de exposio.

Equipamentos de Raios X panormico

Circuitos de Alta Tenso do Tubo de Raios X

A ampola de Raios X pode estar ligada em circuitos eltricos de alta tenso de formasdiferentes que desempenham rendimentos diferentes, assim como tambm uma taxa deexposio diferente, dependendo do tipo do circuito eltrico do sistema. A seguirmostramos alguns circuitos eltricos que podem ser utilizados para a gerao de Raios Xna ampola.


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O circuito eltrico abaixo contm um diodo que permite a passagem da corrente naampola de raios X em somente num sentido propiciando pulsos de corrente na ampola econsequentemente pulsos de Raios X gerados.

i

corrente alternada

i Ampola de Raios X

tempo

++

__

Volts

0 900 1800 2700

O circuito abaixo um sistema que permite elevar a tenso na ampola de Raios X pormcom oscilao. Este circuito eltrico denominado Circuito Villard

i

corrente alternada

i Ampola de Raios X

tempo

++

__

Volts0

O circuito abaixo um retificador de corrente alternada denominado Circuito Graetz, quepermite a passagem de corrente na ampola de Raios X de forma constante pormoscilando entre mximos e mnimos.

i

corrente

alternada

i Ampola de Raios X

tempo

++

__

Volts

0 900 1800 2700


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O circuito eltrico abaixo denominado Circuito Greinacher um sistema que permite apassagem de corrente eltrica na ampola de Raios X quase que contnuo, com umatenso de operao maior , tambm conhecido como Potencial Constante.

i

corrente

alternada

i Ampola de Raios X

tempo

++

__

Volts

0

Circuito Greinacher

O Grfico abaixo permite estimar as faixas de espessuras e tenses mximas, para vriosmateriais diferentes, onde o Raios X aplicvel.

Grfico indicando os limites de aplicao da tenso dos Raios X em funo da espessurade material: (1) cobre , (2) ao, (3) titnio e (4) alumnio

(extrado da norma EN-1435)


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Acessrios do Aparelho de Raios X

Cabos de energia:

O aparelho de Raios X composto pela mesa de comando e unidade geradora, so ligadasentre si atravs do cabo de energia. A distncia entre a unidade geradora e a mesa decomando deve ser tal que o operador esteja protegido no momento da operao doscontroles, segundo as normas bsicas de segurana. Para tanto os fabricantes de

aparelhos de Raios X fornecem cabos de ligao com comprimento de 20 a 30 metrosdependendo da potncia mxima do tubo gerador.

Blindagem de Proteo :

O incio da operao do aparelho deve ser feita com aquecimento lento do tubo de RaiosX, conforme as recomendaes do fabricante. Neste processo o operador deve utilizar ascintas ou blindagens especiais que so colocadas na regio de sada da radiao, sobre acarcaa da unidade geradora. Este acessrio fornecido pelo fabricante permite maiorsegurana durante o procedimento de aquecimento do aparelho.

Aceleradores Lineares

O aceleradores lineares so aparelhos similares aos aparelhos de Raios X convencionaiscom a diferena que os eltrons so acelerados por meio de uma onda eltrica de altafreqncia, adquirindo altas velocidades ao longo de um tubo retilneo. Os eltrons ao sechocarem com o alvo, transformam a energia cintica adquirida em calor e Raios X comaltas energias cujo valor depender da aplicao. Para uso industrial em geral so usadosaparelhos capazes de gerar Raios X com energia mxima de 4 Mev.

A foto ao lado representa umaunidade de comando de umaparelho de Raios X industrialmoderno. O painel, digital, resumeuma srie de informaes tcnicassobre a exposio, tais comodistncia fonte-filme, kilovoltagem,miliamperagem, tempo deexposio. As informaes nodisplay poder ser memorizada erecuperada quando necessrio.

Foto extrada do catlogo da Seifert


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Os Betatrons so considerados como transformadores de alta voltagem o que consiste naacelerao dos eltrons de forma circular por mudana do campo magntico primrio,adquirindo assim altas velocidades e consequentemente a transformao da energiacintica em Raios X, aps o impacto destes com o alvo. Este processo podem gerarenergias de 10 a 30 Mev.

Os aceleradores lineares e os betatrons so aparelhos destinados a inspeo decomponentes com espessuras acima de 100 mm de ao.As vantagens do uso desses equipamentos de grande porte, so:

foco de dimenses reduzidas (menor que 2 mm) tempo de exposio reduzido maior rendimento na converso em Raios X

Estes equipamentos no so portteis e necessitam de instalao adequada, tanto do pontode vista de movimentao do aparelho como das espessuras das paredes de concretorequeridas, que podem alcanar cerca de 1,2 metros.

Fotos de um acelerador linear LINAC - Mitsubishi, usado para radiografia industrial depeas com espessura de 20 a 300 mm de ao.

(Foto cedida pela CBC Indstrias Mecnicas So Paulo)

Acelerador linear industrial, para radiografias depeas com espessuras acima de 100 mm deao. Projetado para produzir um feixe deradiao de 4 Mev, com ponto focal bastantereduzido de 2 mm, produz uma taxa de dose de2,5 Gy/min a 1 m operando com 2 Mev, e 0,25Gy/min com 1 Mev.. Produz filmes com alta

qualidade, mesmo em altas espessuras.

Foto e dados extrada do catlogo da VARIAN


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Os Raios Gama

Com o desenvolvimento dos reatores nucleares, foi possvel a produo artificial deistopos radioativos atravs de reaes nucleares de ativao.

O fenmeno de ativao, ocorre quando elementos naturais so colocados junto ao ncleode um reator e, portanto, irradiados por neutrons trmicos, que atingem o ncleo dotomo, penetrando nele. Isto cria uma quebra de equilbrio energtico no ncleo, e aomesmo tempo muda sua massa atmica, caracterizando assim o istopo. Oestabelecimento do equilbrio energtico do ncleo do tomo, feito pela liberao deenergia na forma de Raios gama.

Um tomo que submetido ao processo de ativao, e portanto seu ncleo se encontranum estado excitado de energia passa a emitir radiao. fcil ver, portanto, que onmero de tomos capazes de emitir radiao, diminui gradualmente com o decorrer dotempo. A esse fenmeno chamamos de Decaimento Radioativo.

Atividade de uma Fonte Radioativa:

A atividade de um radioistopo caracterizada pelo nmero desintegraes que ocorremem um certo intervalo de tempo. Como a atividade apresentada uma proporcionalidadecom o nmero de tomos excitados presentes no elemento radioativo, podemos expressa-la atravs de uma frmula semelhante do Decaimento Radioativo , uma vez que A= .N,

ou seja: A = Ao . e - . tonde: Ao = atividade inicial do elemento radioativo.

A = atividade do elemento radioativo aps transcorrido um certo intervalode tempo.= constante de desintegrao.t = tempo transcorrido.

Como demonstrado no Decaimento Radioativo, a atividade de um certo elemento diminuiprogressivamente com o passar do tempo, porm nunca se torna igual a zero.A unidade padro de atividade o Becquerel, que definida como sendo a quantidade dequalquer material radioativo que sofre uma desintegrao por segundo.

1 Bq = 1 dps. 1 GBq = 109

dps.

1 kBq = 103 dps. 1 TBq = 1012 dps.

unidade antiga : 1 Curie = 3,7 x 1010

dps. ou

1 Ci = 3,7 x 1010

= Bq = 37 GBq.


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Meia Vida

Quando produzimos uma fonte radioativa, colocamos em estado excitado, um certonmero No de tomos na fonte. Vimos atravs da Lei do Decaimento Radioativo queesse nmero de tomos excitado diminui com o passar do tempo, segundo ascaractersticas do elemento radioativo.Portanto, aps passado um certo intervalo de tempo, podemos ter no material radioativoexatamente a metade do nmero inicial de tomos excitados.A esse intervalo de tempo, denominamos Meia - Vida do elemento radioativo. Como ataxa em que os tomos se desintegram diferente de um elemento para outro elemento aMeia - Vida tambm ser uma caracterstica de cada elemento.

A Meia - Vida representada pelo smbolo T1/2 e pode ser determinada pela seguinte :

0,693T1/2 = --------

Nota: No confundir com vida-mdia que um parmetro estatstico e vale 1/

Equipamentos de Raios Gama

As fontes usadas em gamagrafia (radiografia com raios gama), requerem cuidadosespeciais de segurana pois, uma vez ativadas, emitem radiao, constantemente.Deste modo, necessrio um equipamento que fornea uma blindagem, contra asradiaes emitidas da fonte quando a mesma no est sendo usada. De mesma forma necessrio dotar essa blindagem de um sistema que permita retirar a fonte de seu interior,para que a radiografia seja feita. Esse equipamento denomina-se Irradiador.

Os irradiadores compe-se, basicamente, de trs componentes fundamentais: Umablindagem, uma fonte radioativa e um dispositivo para expor a fonte.As blindagens podem ser construdas com diversos tipos de materiais. Geralmente soconstrudos com a blindagem, feita com um elemento (chumbo ou urnio exaurido), sendocontida dentro de um recipiente externo de ao, que tem a finalidade de proteger ablindagem contra choques mecnicos.

Uma caracterstica importante dos irradiadores, que diz respeito blindagem, a suacapacidade. Como sabemos, as fontes de radiao podem ser fornecidas com diversasatividades e cada elemento radioativo possui uma energia de radiao prpria. Assimcada blindagem dimensionada para conter um elemento radioativo especfico, com umacerta atividade mxima determinada.

Portanto, sempre desaconselhvel usar um irradiador projetado para um determinadoradioistopo, com fontes radioativas de elementos diferentes e com outras atividades.

onde T1/2 = meia-vida do elemento.

= constante de desintegrao radioativa


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Caractersticas Fsicas e Tipo de Fontes Gama:

As fontes radioativas para uso industrial, so encapsuladas em material austentico, demaneira tal que no h disperso ou fuga do material radioativo para o exterior.Um dispositivo de conteno, transporte e fixao por meio do qual a cpsula que contma fonte selada, est solidamente fixada em uma ponta de uma cabo de ao flexvel, e naoutra ponta um engate, que permite o uso e manipulao da fonte, denominado deporta fonte.Devido a uma grande variedade de fabricantes e fornecedores existem diversos tipos deengates de porta-fontes.

fonte

mola

cabo de ao

cpsula de ao inoxidvel engate

Caractersticas das fontes seladas radioativas industriais comparadas com uma caneta BIC.

Embora apenas poucas fontes radiativas seladas sejam atualmente utilizadas pelaindstria moderna, daremos a seguir as principais que podem ser utilizadas assim comoas suas caractersticas fsico-qumicas.

(a) Cobalto - 60 ( 60Co , Z=27)

O Cobalto-60 obtido atravs do bombardeamento por nutrons do istopo estvel Co-

59. Suas principais caractersticas so: Meia - Vida = 5,24 anos Energia da Radiao = 1,17 e 1,33 MeV Faixa de utilizao mais efetiva = 60 a 150 mm de ao Fator Gama ( ) = 9,06 C/kg.h / GBq a 1 m ou 1,35 R/h .Ci a 1m ou 0,351

mSv/h.GBq a 1m

Esses limites dependem das especificaes tcnicas da pea a ser examinada e dascondies da inspeo.

2 discos de Ir-192 , 3 mm x 0,25 mm


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(b) Irdio - 192 ( 192Ir , Z=77)

O Iridio-192 obtido a partir do bombardeamento com nutrons do istopo estvel Ir-191.Suas principais caractersticas so: Meia - Vida = 74,4 dias Energia da Radiao = 0,137 a 0,65 MeV Faixa de utilizao mais efetiva = 10 a 80 mm de ao Fator Gama ( ) = 3,48 C/kg.h / GBq a 1 m ou 0,50 R/h.Ci a 1m ou 0,13 mSv/h .

GBq a 1m

(c) Tlio -170 ( 170Tu , Z=69)

O Tlio-170 obtido com o bombardeamento por nutrons do istopo estvel, Tlio - 169.Como esse material extremamente difcil de produzir, o material geralmentemanuseado sob a forma de xido. Suas principais caractersticas so: Energia de Radiao: 0, 084 e 0,54 MeV. (O espectro do Tlio possui tambm

radiao de Bremsstrahlung, que a radiao liberada pelo freiamento dos eltronsem forma de partculas beta).

Meia - Vida = 127 dias Faixa de utilizao mais efetiva = 1 a 10 mm de ao Fator Gama ( ) = 0,017 C/kg.h / GBq a 1 m ou 0,0025 R/h.Ci a 1m ou 0,0007

mSv/h .GBq a 1m

(d)Csio - 137 ( 137Cs , Z=55)

O Csio-137 um dos produtos da fisso do Urnio-235. Este extrado atravs deprocessos qumicos que o separam do Urnio combustvel e dos outros produtos defisso. Suas principais caractersticas so: Meia - Vida = 33 anos Energia de Radiao = 0,66 MeV Faixa de utilizao mais efetiva = 20 a 80 mm de ao Fator Gama ( ) = 2,30 C/kg.h / GBq a 1 m ou 0,33 R/h.Ci a 1m ou 0,081 mSv/h

.GBq a 1m uma fonte de radiao quase sem utilidade no momento, em razo das dificuldades deobteno e da m qualidade do filme radiogrfico

(e) Selnio - 75 (75

Se ) Meia-vida = 119,78 dias Energia das Radiaes = de 0,006 a 0,405 MeV Faixa de utilizao mais efetiva = 4 a 30 mm de ao Fator Gama ( ) = 1,39 C/kg.h / GBq a 1 m ou 0,28 R/h.Ci a 1m

um radioistopo de uso recente na indstria, proporcionando uma qualidade muito boade imagem, assemelhando-se qualidade dos Raios-X


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Caractersticas Fsicas dos Irradiadores Gama:

Os irradiadores gama so equipamentos dotados de partes mecnicas que permitemexpor com segurana a fonte radioativa. A principal parte do irradiador a blindageminterna , que permite proteo ao operador a nveis aceitveis para o trabalho, porm comrisco de exposio radiolgica se armazenado em locais no adequados ou protegidos.

O que mais diferencia um tipo de irradiador de outro so os dispositivos usados para seexpor a fonte. Esses dispositivos podem ser mecnicos, com acionamento manual oueltrico, ou pneumtico. A nica caracterstica que apresentam em comum o fato de

permitirem ao operador trabalhar sempre a uma distncia segura da fonte, sem se exporao feixe direto de radiao.

Os irradiadores gama so construdos atravs de rgidos controles e testes estabelecidospor normas internacionais, pois o mesmo deve suportar choques mecnicos, incndio einundao sem que a sua estrutura e blindagem sofram rupturas capazes de deixar vazarradiao em qualquer ponto mais do que os mximos exigidos.

Aparelho para gamagrafia industrial, projetado para operao comcapacidade mxima de 100 Ci de Ir-192. O transito interno da fonte no

interior da blindagem feita no canal em forma de "S "

Irradiador gama especfico para fontes radiativasde Selnio-75.

Foto extrada do catlogo da Sauerwein


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Esquema do Equipamento para Gamagrafia Industrial

Aparelho para Gamagrafia usando fonteradioativa de Cobalto-60 com atividademxima de 30 Curies , pesando 122 kg,projetado com tipo de canal reto.

Foto extrada do catlogo da Sauerwein

Aparelho de gamagrafia industrial projetadopara operao com capacidade mxima de 130Ci de Ir-192. O canal interno de trnsito dafonte do tipo de canal reto. Peso 30 kg


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EXEMPLO DE UMA TABELA DE DECAIMENTO RADIOATIVO PARAUMA FONTE DE Ir-192 INDUSTRIAL PRODUZIDA NO IPEN/SP


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EXEMPLO DE UM CERTIFICADO DE FONTE SELADA PARA USOINDUSTRIAL


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egistro Radiogrfico

Filmes Radiogrficos

Os filmes radiogrficos so compostos de uma emulso e uma base. A emulso consiste

em uma camada muito fina (espessura de 0,025 mm) de gelatina, que contm, dispersosem seu interior, um grande nmero de minsculos cristais de brometo de prata. Aemulso colocada sobre um suporte, denominado base, que feito geralmente de umderivado de celulose, transparente e de cor levemente azulada.Uma caracterstica dos filmes radiogrficos que, ao contrrio dos filmes fotogrficos,eles possuem a emulso em ambos os lados da base.Os cristais de brometo de prata, presentes na emulso, possuem a propriedade de,quando atingidos pela radiao ou luz, tornarem-se susceptveis de reagir com produtoqumico denominado revelador. O revelador atua sobre esses cristais provocando umareao de reduo que resulta em prata metlica negra.Os locais do filme, atingidos por uma quantidade maior de radiao apresentaro, aps aao do revelador, um nmero maior de gros negros que regies atingidas por radiaode menor intensidade, dessa forma, quando vistos sob a ao de uma fonte de luz, osfilmes apresentaro reas mais escuras e mais claras que iro compor a imagem do

objeto radiografado.

Estrutura de um filme radiogrfico

Os filmes radiogrficos industriaisso fabricados nas dimensespadres de 3.1/2 x 17 ou 4.1/2x 17 ou 14 x 17 . Outrasdimenses e formatos podem serencontrados em outros pases daEuropa e EUA

R


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Granulao

A imagem nos fi lmes radiogrficos formada por uma srie de partculas muito pequenasde sais de prata, os quais no visveis a olho nu. Entretanto, essas partculas se unem emmassas relativamente grandes que podem ser vistas pelo olho humano ou com auxlio depequeno aumento. Esse agrupamento das partculas de sais de prata da emulso criauma impresso chamada de Granulao.Todos os filmes apresentam o fenmeno de granulao. Por possurem gros maiores, osfilmes mais rpidos apresentam uma granulao mais acentuadas que os filmes lentos. Agranulao, alm de ser caracterstica de cada filme, tambm sofre uma influncia daqualidade da radiao que atinge o filme. Portanto, podemos afirmar que a granulao deum filme aumenta quando aumenta a qualidade da radiao. Por essa razo os filmescom gros mais finos so recomendados quando se empregam fontes de alta energia(Raios X da ordem de milhes de volts). Quando usados com exposio longa, essesfilmes tambm podem ser empregados com raios gama.A granulao tambm afetada pelo tempo de revelao do filme. Se aumentarmos, porexemplo, o tempo de revelao, haver um aumento simultneo na granulao do filme.Esse efeito comum quando se pretende aumentar a densidade, ou a velocidade, de umfilme por intermdio de um aumento no tempo de revelao. E claro que o uso de temposde revelao pequenos resultaro em baixa granulao porm corremos o risco de obterum filme sub-revelado. importante salientar que a granulao aumenta de acordo com oaumento de grau de revelao. Dessa forma, aumentamos no tempo de revelao quevisam a compensar atividade do revelador ou a temperatura do banho, tero umainfluncia muito pequena na granulao do filme.

Densidade ptica

A imagem formada no filme radiogrfico possui reas claras e escuras evidenciando um

certo grau de enegrecimento que denominamos de Densidade. Matematicamenteexpressamos a densidade como sendo logaritmo da razo entre a intensidade de luzvisvel que incide no filme e a intensidade que transmitida e visualmente observada.

Io

D = log -----I

onde Io = intensidade de luz incidenteI = intensidade de luz transmitida

Ampliao dos gros de um filmeradiogrfico ainda no processado.

(foto extrada do Livro da Kodak)


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Velocidade

Antes de introduzirmos o conceito de velocidade preciso definir o que entendemos porexposio. uma medida da quantidade de radiao que atinge um filme. Ela representada pelo produto da intensidade da radiao pelo tempo que o filme fica exposto. evidente, portanto, quanto maior a exposio a que submetemos um filme, maior adensidade que esse filme atinge.Se submetemos dois filmes diferentes a uma mesma exposio, notaremos que asdensidades obtidas nos dois f ilmes sero diferentes. Ou seja, com uma mesma exposio,um filme apresenta maior rapidez com que um filme atinge determinada densidade,quando comparado com um outro filme. Portanto, um filme rpido necessita de menortempo de exposio para atingir uma determinada densidade, que num outro filme, maislento. Ou ainda, se um filme rpido e um filme lento forem submetidos a uma exposioidntica, o filme rpido atingir uma densidade maior.A velocidade uma caracterstica prpria de cada filme. Ela depende, principalmente, dotamanho dos cristais de prata presentes na emulso. Quanto maior o tamanho dos cristaismais rpido o filme. claro que uma imagem formada por gros de grandes dimenses mais grosseira, ou seja, menos ntida, que uma imagem formada por gros menores.Portanto, quanto mais rpido o filme, menos ntida ser a imagem formada por ele.Os filmes de grande velocidade podem ser utilizados em radiografias de peas comgrandes espessuras que exigiria um tempo de exposio incompatvel com aprodutividade, quando utilizado filmes mais lentos.

Curva Caracterstica dos Filmes Industriais

A curva caracterstica de um filme, tambm chamada de curva sensitomtrica ou curva He D (Hurter-Driffield) relaciona a exposio dada a um filme com a densidade resultante.Atravs das curvas caractersticas podemos comparar qualitativamente filmes diferentes,e ainda estabelecer critrios para corrigir densidades obtidas para uma dada exposio.As curvas so em geral fornecidas pelo fabricante do filme e so obtidas mediante aexposies sucessivas do filme, tendo suas densidades medidas em cada exposio. Osvalores so plotados num grfico de densidades em funo do logaritmo da exposiorelativa.

Observe que mesmo sem exposio alguma o filme apresenta uma certa densidade defundo denominado Vu de Fundo, (base azul) prprio do filme, podendo aumentar casoo filme estiver guardado em condies irregulares, tais como na presena de nveis baixosde radiao ou calor excessivo.


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Curva caracterstica de filmes radiogrficos Kodak.

Exemplo de aplicao:

Suponhamos que uma densidade radiogrfica D = 1,8 num filme Kodak AA-400 o filmeno foi aceito e portanto se deseja aumentar a densidade para D = 2,3. Qual ser o novotempo de exposio?

Temos que: Usando o grfico abaixo, na curva do filme Kodak AA-400

para D = 1,8 ------ log Er = 2,04para D = 2,3 ------ log Er = 2,14

----------------------

diferena = 0,10antilog 0,10 = 1,25

Neste caso devemos aumentar 1,25 vezes o tempo de exposio para alcanarmos adensidade 2,3 no mesmo filme considerado.


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Classificao dos Filmes Industriais

A grande variedade de condies e a heterogeneidade de materiais encontrados naradiografia industrial, levaram os fabricantes a produzir vrias espcies de filmes. Umaclassificao dos filmes foi estabelecida pelo ASTM*E-1815-96 , que identifica os tipos defilmes pela velocidade de exposio e sensibilidade. A velocidade de exposio funologartmica da dose de radiao necessria para que o filme atinja densidade ptica de2,0. A seguir descrevemos de forma simplificada os tipos de filmes .

Tipos dos Filmes :

Tipo 1 - Caractersticas: granulao ultra fina alto contraste e qualidade. Deve serusado em ensaios de metais leves ou pesados, ou sees espessas, com radiao dealta energia.

Tipo 2 - Caractersticas: Filme com granulao muito fina e com alta velocidade ealto contraste quando utilizado em conjunto com telas intensificadoras de chumbo.

Tipo 3- Caractersticas: Filme de granulao fina, com alto contraste e velocidade. o filme mais utilizado na indstria em razo do atendimento em qualidade e maiorprodutividade

Tipo 4- Caractersticas: Filme de granulao mdia, pouco utilizado na indstria.

Qualidade da Imagem Radiogrfica

A qualidade da imagem radiogrfica est associada a alguns parmetros importantesligados a caractersticas do filme radiogrfico e da fonte de radiao utilizada , e umfator para aceitao ou rejeio da radiografia.

Contraste

Para que se forme uma imagem no filme necessrio que ocorram variaes nadensidade ao longo do mesmo. Em outras palavra, uma imagem formada a partir dereas claras e escuras. A diferena de densidades entre duas regies adjacentes no filme

denominada de Contraste. Por exemplo se medirmos a densidade de duas reasadjacentes no filme e encontrarmos os valores D1 = 2,2 e D2 = 1,8 , o contraste ser dadopela diferena entre D2 e D1, e portanto de 0,4.

O contraste pode tambm ser entendido como sendo a capacidade do filme detectarintensidades e energias diferentes de radiao. Imagens com alto contraste permitem emgeral melhor qualidade e segurana na interpretao da radiografia.


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Gradiente

Para avaliar o efeito da forma da curva caracterstica do filme radiogrfico, podemosempregar outra grandeza denominada Gradiente. O gradiente de um filme numericamente igual tangente em um certo ponto de sua curva. Quando regies dacurva apresenta um gradiente maior que 1,0 , o contraste amplificado, da mesma forma,nas regies em que o gradiente menor que 1,0 o contraste transmitido pela pea diminudo.

Definio

Observando com detalhe a imagem formada no filme radiogrfico, veremos que amudana de densidades de uma rea a outra no se faz de maneira brusca. Por exemplo,a imagem de um objeto apresenta um pequeno halo que acompanha as bordas damesma, com uma densidade intermediria entre a densidade da imagem e a de fundo.Quanto mais estreita for esta faixa de transio a definio ser melhor.

Processamento do Filme Radiogrfico

Preparao Inicial:

A preparao do filme e dos banhos para o processamento radiogrfico deve seguiralgumas consideraes gerais, necessrias ao bom desempenho desta tarefa.

Limpeza: no manuseio do filme, a limpeza essencial. A cmara escura, bem comoos acessrios e equipamentos, devem ser mantidos rigorosamente limpos, e usadossomente para o propsito aos quais eles se destinam. Qualquer lquido de fcilvolatilizao deve estar acondicionado em recipientes fechados, para no contaminaro ambiente. O termmetro e outros acessrios que manuseados devem ser lavadosem gua limpa imediatamente aps o uso, para evitar a contaminao das solues.Os tanques devem estar limpos e preenchidos com solues frescas.

Preparao dos banhos: a preparao dos banhos devem seguir a recomendao dosfabricantes, e preparados dentro dos tanques que devem ser de ao inoxidvel ou damatria sinttica, sendo prefervel o primeiro material. importante providenciaragitao dos banhos, utilizando ps de borracha dura ou ao inoxidvel ou ainda dematerial que no absorva e nem reaja com as solues do processamento. As psdevem ser separadas, uma para cada banho, para evitar a contaminao dassolues.

Manuseio: aps a exposio do filme, o mesmo ainda se encontra dentro do porta-filmes plstico, e portanto dever ser retirado na cmara escura, somente com a luzde segurana acionada. Nesta etapa os filmes devero ser fixados nas presilhas dascolgaduras de ao inoxidvel para no pressionar o filme com o dedo, que podermanch-lo permanentemente.


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Controle da temperatura e do tempo: os banhos de processamento e a revelaodevem ser controlados, quanto a temperatura. Normalmente devem estar de acordocom a recomendao do fabricante.

Processamento Manual

A partir do momento que temos um filme exposto radiao e passamos ento aoprocessamento, o mesmo passar por uma srie de banhos nos tanques de revelao, deacordo com as seguintes etapas:1 Preparao dos banhos: a preparao dos banhos devem seguir a recomendao dosfabricantes, e preparados dentro dos tanques que devem ser de ao inoxidvel ou damatria sinttica, sendo prefervel o primeiro material. importante providenciar agitaodos banhos, utilizando ps de borracha dura ou ao inoxidvel ou ainda de material queno absorva e nem reaja com as solues do processamento. As ps devem serseparadas, uma para cada banho, para evitar a contaminao das solues.

2 Medio da Temperatura: O grau de revelao afetado pela temperatura da soluo:Quando a temperatura aumenta o grau de revelao tambm aumenta. Desta forma,quando a temperatura do revelador baixa, a reao vagarosa e o tempo de revelaoque fora recomendado para a temperatura normal (200C), ser insuficiente resultando emuma sub-revelao. Quando a temperatura alta, a sobre-revelao. Dentro de certoslimites, estas mudanas no grau de revelao podem ser compensadas aumentando-seou diminuindo-se o tempo de revelao. So fornecidas, inclusive, tabelas tempo-temperatura, atravs das quais pode-se a correo de comparao.

3 Manuseio: aps a exposio do filme, o mesmo ainda se encontra dentro do porta-filmes plstico, e portanto dever ser retirado na cmara escura, somente com a luz desegurana acionada. Nesta etapa os filmes devero ser fixados nas presilhas dascolgaduras de ao inoxidvel para no pressionar o filme com o dedo, que podermanch-lo permanentemente.

4 O dispositivo para medio do tempo necessrio para cada passo do processamento,deve ser acionado (cronmetro)

1 - Preparao dos Banhos 2- Medio da Temperatura 3 - Prender dos Filmes 4. Acionamento do Cronmetro


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5 - Revelao

Quando imergimos um filme exposto no tanque contendo o revelador, esta soluo agesobre os cristais de brometo de prata metlica, por ao do revelador. Esta seletividadeest na capacidade de discriminar os gros expostos dos no expostos. Devido a fatoreseletroqumicos as molculas dos agentes reveladores atingem os cristais, que ficam comoque revestidos. Os cristais, que so constitudos de ons, ganham eltrons do agente

revelador, que se combinam com o on Ag+

, neutralizando-o, tornando Ag metlica.

Essa reao qumica provoca uma degradao progressiva do revelador que lentamenteoxidado pelo uso e pelo meio ambiente.

A visibilidade da imagem e consequentemente o contraste, a densidade de fundo e adefinio, dependem do tipo de revelador usado, do tempo de revelao e da temperaturado revelador. Desta forma, o controle tempo-temperatura de fundamental importnciapara se obter uma radiografia de boa qualidade.

A revelao deve ser feita com agitao permanente do filme no revelador, afim de que seobtenha uma distribuio homognea do lquido em ambos os lados da emulso,evitando-se a sedimentao do brometo e outros sais que podem provocar manchassusceptveis de mascarar possveis descontinuidades.Em princpio, o revelador deveria somente reduzir os cristais de haletos de prata que

sofrem exposio durante a formao da imagem latente. Na realidade, os outros cristais,embora lentamente, tambm sofrem reduo.Chama-se Vu de fundo o enegrecimento geral resultante, que deve ser sempre mnimopara otimizar a qualidade da imagem radiogrfica.

5 Revelao 6 Agitar os Filmes 7 Deixar escorrer 8 Banho de Parada

6- Os filmes devem ser agitados na soluo reveladora para que no haja formao debolhas grudadas no filme que possam causar falta de ao do revelador nestes pontos,formando assim um ponto claro.


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7 Deixar escorrer por alguns segundos o filmes.

8 - Banho Interruptor ou Banho de Parada.

Quando o filme removido da soluo de revelao, uma parte revelador fica em contatocom ambas as faces do filme, fazendo dessa forma que a reao de revelao continue. Obanho interruptor tem ento, a funo de interromper esta reao a partir da remoo dorevelador residual, evitando assim uma revelao desigual e prevenindo ainda aocorrncia de manchas no filme.Portanto, antes de se transferir o filme do tanque de revelao para o de fixao, deve-seusar o tanque do banho interruptor, agitando-o durante mais ou menos 40 segundos.

O banho interruptor pode ser composto, na sua mistura, de gua com cido actico oucido glacial. Neste ltimo caso, deve-se ter cuidado especial, prevendo-se uma ventilaoadequada e evitando-se toc-lo com as mos. Quando se fizer a mistura com gua e noao contrrio, pois poder respingar sobre as mos e face causando queimaduras.

O banho interruptor perde o seu efeito com o uso e deve ser sempre substitudo. Umasoluo nova do banho interruptor de cor amarela e quando vista sob a luz de segurana quase incolor. Quando a cor se modifica para azul prpura que aparece escuro sob ailuminao de segurana, a soluo deve ser trocada. Geralmente 20 litros, de banho deparada so suficientes para se revelar 400 filmes de 3 x 17 pol.

9- Fixao

Aps o banho interruptor, o filme colocado em um terceiro tanque, que contm umasoluo chamada de fixador. A funo da fixao remover o brometo de prata daspores no expostas do filme, sem afetar os que foram expostos radiao. O fixadortem tambm a funo de endurecer a emulso gelatinosa, permitindo a secagem ao araquecido.

O intervalo do tempo entre o incio da fixao at o desaparecimento da coloraoamarelo-esbranquiada que se forma sobre o filme, chamada de tempo de ajuste outempo de definio (clearing time). Durante este tempo o fixador estar dissolvendo ohaleto de prata no revelado. Este tempo, em geral o dobro do tempo de clareamento.O tempo de fixao normalmente no deve exceder a 15 minutos. Os filmes devem seragitados quando colocados no revelador durante pelo menos 2 minutos, a fim de quetenhamos uma ao uniforme dos qumicos.

O fixador deve ser mantido a uma temperatura igual ao do revelador, ou seja, cerca de 20graus Celsius. Os fixadores so comercialmente fornecidos em forma de p ou lquido e asoluo formada atravs da adio de gua de acordo com as instrues dosfornecedores.


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10 - Lavagem dos Filmes.

Aps a fixao, os filmes seguem para o processo de lavagem para remover o fixador daemulso. O filme imergido em gua corrente de modo que toda superfcie fique emcontato constante com a gua corrente. O tanque de lavagem deve ser suficientementegrande para conter os filmes que passam pelo processo de revelao e fixao, sendo quedevemos prever uma vazo de gua de de maneira que o volume do tanque seja de 4 a 8vezes renovado a cada hora. Cada filme deve ser lavado por um perodo deaproximadamente 30 minutos. Quando se imergem as colgaduras carregadas no banhode lavagem, deve ser adotado um procedimento tal que se as mesmas sejamprimeiramente colocadas prximas ao dreno de sada (gua mais suja) e sua posio vmudando o tempo de lavagem de maneira que se termine o banho o mais prximopossvel da regio de entrada da gua, onde a mesma se encontra mais limpa.

9 Fixao 10- Lavagem com gua 11- Distensor 12 - Secagem

A temperatura da gua no tanque de lavagem um fator muito importante. Os melhoresresultados so obtidos com a temperatura por volta de 20 graus centgrados. Se tivermosaltos valores para a mesma, poderemos causar efeitos danosos ao filme, assim comovalores baixos podero reduzir a eficincia.

11 - Alm das etapas acima relatadas, aconselhvel, aps a lavagem passar os filmesdurante mais ou menos 30 segundos, por um quinto banho que tem a finalidade dequebrar a tenso superficial da gua, facilitando desta maneira, a secagem e evitando quepequenas gotas de gua fiquem presas emulso, o que iria acarretar manchas nosfilmes depois de secos.

12 - Antes do filme ser colocado no secador, deve-se dependurar as colgaduras em umescorredor por cerca de 2 a 3 minutos.A partir do momento que temos um filme exposto radiao e passamos ento aoprocessamento, o mesmo passar por uma srie de banhos nos tanques de revelao,aps o descrito acima , dever ser feitas as seguintes etapas:


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Processamento Automtico

Este sistema de processamento qumico e mecnico utilizado quando h grande volumede trabalho, pois s assim torna-se econmico. O processamento inteiramenteautomtico sendo que o manuseio s utilizada para carregamento e descarregamento defilmes. O ciclo de processamento inferior a 15 minutos. Quando adequadamentemantido e operado, este equipamento produz radiografia de alta qualidade.

A alta velocidade de processamento torna-se possvel pelo uso de solues qumicasespeciais, contnua agitao dos filmes, manuteno da temperatura das solues esecagem por jatos de ar aquecido.

Revelao

A imagem latente torna-se visvel por ao do agente qumico chamado de revelador. Asoluo reveladora fornece eltrons que migram para gros que foram sensibilizadospelos raios X, e converte os outros ons de prata que no foram expostos em onsmetlicos de cor escura. Isto faz com que apaream pintas pretas na emulso.Geralmente, o filme radiogrfico revelado por uma processadora automtica onde semostram os quatro estgios do processamento. Em uma processadora convencional, ofilme revelado por um perodo entre 20 e 25 segundos.

Concentrao - o revelador, em geral, fornecido em forma de um concentrado que deveser diludo em gua para abastecer a processadora. Se a diluio no for correta haveralteraes na sensibilidade.

Taxa de reposio - a revelao do filme consome uma quantidade de soluo reveladorae torna o restante menos reativa. Se no houvesse reposio do revelador, a sensibilidadediminuiria gradual-mente. Nas processadoras a reposio automtica. A taxa dereposio depende do tamanho do filme


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Contaminao - se o revelador for contaminado com outro qumico, como o fixador, porexemplo, ocorrero alteraes abruptas na sensibilidade do filme (aumento oudecrscimo), dependendo do tipo e da quantidade de contaminao. mais provvel quea contaminao do revelador ocorra quando os rolos de transporte so removidos ousubstitudos.

Tempo - quando o filme entra na soluo reveladora, a revelao no instantnea. umprocesso gradual durante o qual os gros so revelados, aumentando a densidade dofilme. O processo termina com a sada do tanque de revelao e a ida do filme para otanque de fixao Geralmente, aumentando-se o tempo de revelao, aumenta-se asensibilidade do filme, pois menos exposio necessria para produzir uma determinadadensidade ptica. O tempo de processamento em geral de 20 a 25 s.

Temperatura - a atividade do revelador varia com a sua temperatura. Um aumento natemperatura aumenta a taxa da reao, e tambm aumenta a sensibilidade do produziruma determinada densidade tica. Geralmente, a temperatura do revelador est na faixade 32 a 35 C.

Fixao

Aps passar pelo revelador, o fi lme transportado para um segundo tanque que contmuma soluo fixadora. O fixador uma mistura de vrias solues qumicas quedesempenham as funes:

Clareamento: a soluo fixadora tambm clareia os gros de haletos de prata norevelados. Utiliza-se amnia ou tiosulfato de sdio. Os gros no expostos so retiradosdo filme e se dissolvem na soluo fixa-dora. A prata que se acumula no fixador durante oprocesso de clareamento pode ser recuperada.

Conservao: o sulfato de sdio usado para proteger o fixador de reaes que odeterioram.

Lavagem

O prximo estgio do filme passar por um banho de gua para retirar dele a soluofixadora em contato com a emulso. muito importante que se remova todo o tiosulfatoproveniente do fixador. Se o tiosulfato ficar retido na emulso, ele eventualmente poderia

reagir com nitrato de prata e o ar para formar o sulfato de prata, dando a radiografia umacolorao marrom-amarelada.A quantidade de tiosulfato retida na emulso determina o tempo de vida til da radiografiado filme processado. O American National Standart Institute recomenda uma retenomxima de 30 g por polegada quadrada.


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Secagem

A ltima etapa do processamento do filme a secagem. Em uma processadoraautomtica o filme passa em uma cmara por onde circula o ar quente.

Telas Intensificadoras de Imagem

Telas de chumbo

As telas de chumbo tambm chamados de telas intensificadoras possuem como finalidadediminuir o tempo de exposio em ensaios radiogrficos industriais, usam-se finas folhasde metal (geralmente chumbo) com intensificadoras da radiao primria emitida pelafonte. O fator de intensificao, alm de ser funo da natureza e da espessura da tela,depende do contato efetivo entre elas e o filme.As telas intensificadoras de chumbo geralmente so coladas sobre cartolina comespessura da ordem de 100 gramas por centmetro quadrado. Essa cartolina deve terespessura constante para evitar que qualquer falta de homogeneidade prejudique aqualidade da radiografia.A tela intensificadora de chumbo precisa ter uma espessura ideal para determinadaenergia da radiao incidente, pois, caso contrrio, a eficincia dela ser reduzida. Emgeral a espessura de chumbo da ordem de 0,005 pol. (0,127 mm) para a tela dianteira ede 0,010 pol. (0,254 mm) para a tela traseira. A tela traseira tem a funo de absorver aradiao retroespalhada no ambiente da instalao radiogrfica

Esquema de exposio mostrando a radiao retroespalhada no piso e parede, queretorna ao filme, que eliminada pela tela intensificadora traseira.

A atenuao da intensidade da radiao primria em uma tela intensificadora de chumboser insignificante, desde que esta tela tenha a espessura ideal que deve ser igual aoalcance dos eltrons emitidos pela folha de chumbo. Os eltrons que so emitidos poruma face devem atingir a face oposta e consequentemente o filme produzindo ionizao


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adicional na emulso fotogrfica. Quando se aumenta a espessura da tela de chumbo, aradiao primria e os eltrons emitidos pela face oposta dessa tela sofrem atenuao, eem conseqncia o fator de intensificao diminui.O grau de intensificao das telas de chumbo depende da natureza e espessura domaterial a ensaiar, da qualidade da fonte emissora de radiao e do tipo de fi lme usado.

As funes das telas intensificadoras de chumbo em radiografia industrial devem ser asseguintes:

gerar eltrons por efeito fotoeltrico ou Compton, produzindo fluxo adicional deradiao e diminuindo o tempo de exposio;

absorver ou filtrar a radiao secundria espalhada que pode atingir o filmeradiogrfico, borrando a imagem e empobrecendo a definio.

Outras telas fabricadas em outros materiais tambm podem ser utilizadas, como porexemplo telas de cobre para uso com fontes de Cobalto-60.

Radiografia sem telas intensificadoras Radiografia com telas intensificadoras(fotos extradas do livro Radiografia Industrial Agfa NDT NV 1989)


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Os Chassis Industriais

O chassis para armazenar o filme para a exposio fabricado na forma de um envelopeplstico duplo reforado, flexvel para acompanhar a curvatura ou irregularidades da peaa ser inspecionada. Os tamanhos padro so iguais aos dos filmes.

Dentro chassis inserido as telas intensificadoras de imagem e no meio o filme. Ochassis fechado com fita adesiva para evitar a entrada de luz.

Chassis plstico flexvel tpico industrial tamanho 4,5 x 8,5 polegadas

Telas fluorescentes

Ecrans fluorescentes ou tambm chamadas telas intensificadoras fluorescentes sousadas para reduzir consideravelmente, o tempo de exposio em radiografias industriais.Constam, fundamentalmente, de fina folha de cartolina impregnada de minsculos grosde sais (usualmente o tungstato de clcio) os quais, sob a ao da radiao incidente,

emitem luz fluorescentes para a qual o fi lme radiogrfico sensvel.

Estas telas fluorescentes causam um empobrecimento da definio radiogrfica e,portanto, no devem ser usadas.Por essas razes acima expostas, as telas fluorescentes somente so utilizadas emsistemas de radioscopia ou como um sistema de identificao do filme radiogrfico.


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adioscopia Industrial

A radioscopia, um meio usado para se detectar a radiao que emerge da pea, numatela fluorescente. As telas fluorescentes se baseiam no princpio que determinados sais(tungstato de clcio, por exemplo ), possuem a propriedade de emitir luz em intensidademais ou menos proporcional intensidade de radiao que incide sobre eles .

A radiao emitida de um tubo de raios X, colocado no interior de um gabineteblindado, atravessando a pea e indo atingir uma tela fluorescente. Este, por sua vez,transforma as intensidades de radiao que emergem da pea em luz de diferentesintensidades, formando na tela a imagem da pea. Essa imagem, refletida em umespelho , examinada pelo inspetor, a procura de possveis defeitos.

A radioscopia usada principalmente, no exame de pequenas peas, com espessurabaixa. Sua grande vantagem reside na rapidez do ensaio e no seu baixo custo. Emcontrapartida, apresenta trs limitaes importantes:

No possvel se inspecionar peas de grande espessura ou de alto nmero atmico,pois nesse caso a intensidade dos Raios X no seria suficientemente alta para produziruma imagem clara sobre a tela fluorescente.

Devido s caractersticas prprias das telas fluorescentes e baixa distncia foco-tela,usada, a qualidade de imagem na fluoroscopia no to boa quanto a da radiografia.

A radioscopia, com imagem visualizada diretamente na tela fluorescente, no permitea localizao precisa na pea das reas que contm descontinuidades inaceitveis.

Como foi descrito acima, a observao da imagem pelo inspetor feita diretamente natela fluorescente, ou por reflexo num espelho. Entretanto tal procedimento pode muitasvezes ser perigoso para o operador, pois este leva muitas horas para a inspeo de

R

Sistema de radioscopia conven-cional, utilizando um aparelho de

Raios X , o sistema de suporteda pea e a tela que forma aimagem radioscpica.

(Foto extrada do filme X RayTechnology- Seifert / GE)

Tela radioscpicaRaios X


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componentes de fabricao seriada, principalmente, sendo obrigatrio nesses casos a suasubstituio aps um perodo de trabalho.

Sistema com Tela Fluorescente e Cmera Sistema com uso de Cmera de TV e intensificador

( figuras cedidas pela Seifert / GE)

Os sistemas de TV foram criados para eliminar totalmente os problemas de radioproteomencionados, pois a captao da imagem, feita diretamente da tela fluorescente, procedida mediante a utilizao do circuito interno de TV, ou seja uma cmera de TV dealta sensibilidade, ligada a um monitor de alta resoluo. Deste modo o operador ouinspetor visualiza a imagem no monitor de TV, distante o suficiente para garantir suasegurana radiolgica, podendo ainda, caso necessrio, registrar as imagens produzidasem vdeo tape (vdeo cassete).

Sistema de Radioscopia usando intensificados de imagem com Cmera de TV.

Raios X

Raios X

ObjetoObjeto

intensificadortela

monitor

monitor


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Conversor Universal de Imagem

A captura da imagem na forma de um sinal eltrico feita atravs de detetores deradiao no estado slido que tornam possvel converter a radiao ionizante em sinaleltrico, conforme mostrado na figura abaixo:

Contato EltricoRadiao Camada de Fsforo

Germnio ou Silcio

Contato Eltrico

Eletrodo metlico

R

i

Os detetores de estado slido so formados pela parte superior que contm um material abase de fsforo que emite luz (cintilao) pela passagem da radiao, que por sua vezincide no ncleo do detetor que por efeito foto-eltrico emite eltrons, dando origem a umacorrente eltrica no terminal do detetor, que proporcional ao fton de radiao deentrada. Esta corrente eltrica pode ser usada para gerar imagens em TV, gravao emvdeo, digitalizao e outros.

FDD

FOD

attenuation image

X-ray tube

test sample

flat panel detector

Data acquisition anddigital imageprocessing

digital signal

monitor image

monitor

image processing system

Sistema de Radioscopia usando captura digital da imagem

Esquema de um detetor no

estado slido de germnio ousilcio, utilizada So muitosensveis, e o sinal eltrico quesai do detetor proporcionalao fton de radiao queatingiu o detetor. uma dasformas eficazes de transformara exposio radiao emsinal eltrico .


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Sistema de Radioscopia automatizado.( Foto extrada do filme X Ray Systems for Industrial Applications in Automotive Industries

produzido pela Seifert / GE)

As principais aplicaes da radioscopia na inspeo de rodas de alumnio, pontas deeixo de automotivos, carcaa da direo hidrulica, pneus automotivos , nos aeroportospara verificao de bagagens, inspeo de componentes eletrnicos, e muitas outrasaplicaes.

A radioscopia moderna pode ser totalmente automatizada, no sendo necessrio o tcnicopara analisar as imagens, sendo estas escaneadas e verificadas por um sistema ptico deum computador por comparao a uma imagem padro da mesma pea. Todas asimagens podem ser armazenadas em fita de vdeo, como arquivo eletrnico , filme oupapel.

Tomografia Industrial

A tomografia industrial tambm pode ser considerada como um mtodo de inspeo nodestrutiva que no utiliza o filme radiogrfico para registro dos resultados, assim como naradioscopia convencional.

Nesta tcnica , a pea exposta a um feixe estreito de Raios X giratrio que atravessa apea em vrios planos , projetando sua imagem processada por computador, nummonitor. Este processo feito por um complexo sistema que permite visualizar a imagemde uma pea em 3D e permite separar por planos ou camadas a pea.

Raios XImagem obtidadigitalmente eanalisada pelocomputador narazo de 66imagens em 90segundos

Pea


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FDD

FOD

attenuation image

tube

testing sample

flat panel detector

data acquisitionand 3-dimensional

volume reconstruction

digital signal

monitor image

monitor

reconstruction computer

Esquema do Sistema de Inspeo por Tomografia Industrial

A Tomografia industrial um ensaio muito pouco aplicado na indstria em razo do altocusto como tambm das aplicaes restritas a peas pequenas.

Point shapedsource

rectangularvolume elements

x

y

z

Cone beam

Object

Rotation-axis

Flatdetector

Circular-scanning

Princpio da formao da imagem Tomogrfica.


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A seqncia abaixo mostra uma carcaa de bomba de alumnio, inspecionada portomografia. A figura a seguir mostra a projeo no plano da imagem da pea e direita odefeito interno.

Sequencia a seguir a imagem volumtrica tomogrfica da mesma pea usando Raios Xde 225 kV e 1,5 mA, de uma caixa de bomba de Alumnio, mostrando na imagem 1 a peainteira e na imagem 2 o corte tomogrfico indicando por um crculo a presena de umdefeito interno.

Imagem 1 Visualizao completa Imagem 2 Visualizao em corte. Observe o defeito

( Imagens extradas do filme 3D Computed Tomography produzido pela Seifert - RAIMECK )


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adiografia Digital

Os mtodos de obteno de imagem atravs da radiao sem o uso do filme fotogrfico,j est disponvel a muitos anos, como por exemplo os sistemas de radioscopia comcamera de vdeo analgica em tempo real, que evoluram para o CCD, tubos de raios Xmicrofocus, e finalmente a digitalizao da imagem analgica. Porem, nestes sistemas,

por melhores que sejam, a qualidade da imagem intrnseca no comparvel imagemdo filme radiogrfico convencional, restando assim pouca escolha para a substituio dofilme.

Quando falamos em qualidade da imagem digital, estamos nos referindo res oluodaimagem. A resoluo definida como sendo a menor separao (distancia) entre doispontos da imagem que podem ser distinguidas ou visualizadas. O olho humano oobservador final de uma imagem, assim em linguagem simples, a resoluo seria "o que oolho consegue ver". A imagem digitalizada formada por "pixels" ou seja a clula oupartcula que quando agrupadas formam a imagem digital. Cada "pixel" possui uma nicatonalidade de cor e possui a mesma medida horizontal e vertical.

Imagem de 1 pixel

Imagem de 2 x 2 pixels

Imagem de 3 x 4 pixels

O nmero de "pixels' lineares existentes em uma medida padro, tal como milmetro oupolegada ( p.p.m ou em ingls d.p.m) defini a resoluo, e nica para toda a imagem.Por exemplo uma resoluo de 6 p.p.m significa que existem 6 pixels em cada medida

linear de 1 mm.

1 mm

R

Imagem comresoluo de6 p.p.m ou d.p.m


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Sempre haver perda de qualidade e da resoluo de uma imagem digitalizada, quandoampliamos uma outra imagem j digitalizada, a menos que se aumente a quantidade depixels na mesma proporo da ampliao.

Exemplos de graus de resoluo diferentes para uma mesma imagem

Portanto para avaliar a capacidade de resoluo de diferentes sistemas de imagem aquantidade de pixels fator determinante. Na radiografia digital industrial valores como

2500 x 3000 pixels so comuns para uma boa qualidade de imagem. Outro fator quemede a qualidade o contraste entre dois pontos adjacentes como uma funo da suadistncia de separao. Isto chamado de "Funo Modulao de Transferncia- MTS"que assume valores de 0 a 1 dependendo do sistema digital usado. Por exemplo, quantomaior for o valor do MTS mais facilmente ser visualizada uma descontinuidade.

Digitalizao de uma imagem comresoluo de: 14 pixels x 11 pixels

Tamanho da Imagem: 1 kbyte

Digitalizao da mesma imagem comresoluo de: 84 pixels x 63 pixels

Tamanho da Imagem: 16 kbytes

Digitalizao da mesma imagem comresoluo de: 640 pixels x 480 pixels

Tamanho da Imagem: 900 kbytes


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Processos de Digitalizao da Imagem Radiogrfica

Os processos de digitalizao da imagem radiogrfica so os seguintes mostrados noquadro abaixo.

PROCESSOS INDIRETOS PROCESSO DIRETO

RADIOGRAFIA

COMPUTADORIZADA

DISPOSITIVO FOTODIODO

FLUORESCNCIA DO FSFORO

DISPOSITIVO FOTODIODO

IODETO DE CSIO

DISPOSITIVO DETECTOR

Direct Ray

Radiao X,Gama Radiao X,Gama Radiao X,Gama Radiao X,Gama

TelaIntensificadora Eletrodo micro placa

CamadaDieltrica

SemicondutorPlaca levada

ao leitor

Placa deFsforo

Laser

Perfil do Sinal Perfil do Sinal Perfil do Sinal Perfil do Sinal

Eletrodo coletorna forma de um finotransistor

Superfcierefletora

Cristal deCsI

FotodiodoFotodiodo

Placa deFsforo

Radiografia Computadorizada - CR

O mtodo de Radiografia computadorizada (CR), utiliza uma tela contendo cristais defsforo fotoestimulado. Os gros de fsforo so cobertos por um substrato flexvel earmazenam a energia da radiao incidente. Os eltrons so excitados por um feixe delaser que emitem uma luz proveniente dos pequenos elemen

apostila - radiologia industrial

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