Radiografia Nivel 1

•• •• •• •• • •

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

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Instituto Tccnoló~ico l{c~iunal de

Unh:crsidad T('('nológica Nacional Facultad Regional .\-"('"duza

F.nS3)'OS

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CURSO DE , RADIOGRAFIA INDUSTRIAL •

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Nivel!

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Marzo de 2014

Rodriguez 273. Ciudad.

Mendoza - Tel.: (0261) 5244525

- E-mail: [email protected]

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PÁG

CAPiTULO 1 - RADIACiÓN ELECTROMAGNÉTICA 1.1) ENERGIA ELECTROMAGNÉTICA 1.2) INTENSIDAD DE LA RADIACiÓN 1.3) DENSIDAD RADIOGRÁFICA 1.4) MECANISMOS DE INTERACCiÓN DE LA RADIACiÓN ELECTROMAGNÉTICA CON LA MATERIA 1.4.1) INTERPRETACiÓN DE LA ATENUACiÓN 1.4.1.1) DIFUSIÓN RAYLEIGH 1.4.1.2tEFECTO FOTOELÉCTRICO 1.4.1.3) EFECTO COMPTON 1.4.1.4) FORMACiÓN DE PARES

. . .

2

. . . . . .

3 3 3 3 4 4

. . . .

6 6 6 7

1 1

CAPiTULO 2 - LOS RAYOS X 2.1) 2.2) 23) 2.4)

QUE SON LOS RAYOS X PROPIEDADES FlslCAS DE LOS RAYOS X PROPIEDADES GEOMÉTRICAS DE LOS RAYOS X GENERACiÓN DE LOS RAYOS X

CAPiTULO 3 - EL EQUIPO DE RAYOS X 3.1) EL TUBO DE RAYOS X 3.1.1) DETALLES DE LOS TUBOS DE RAYOS X 3.1.2) LA CUBA DEL EQUIPO DE RAYOS X 3.1.3) CAJA O CONSOLA DE COMANDOS 3.1.4) CIRCUITO 3.2) TIPOS DE EQUIPOS DE RAYOS X 3.3) COMO SE HACE UNA RADIOGRAFIA

10

. . . . . . .

11

13 13 14 14 16

CAPiTULO 4 - RAYOS GAMMA 4.1) DESINTEGRACiÓN NUCLEAR. 4.2) LA GAMMAGRAFIA 4.3) LOS RAYOS GAMMA 4.4) LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA 4.5) LA ESTRUCTURA DE LOS ÁTOMOS 4.6) ISOTOPOS 4.7) RADIOACTIVIDAD " 4.8) DECAIMIENTO DE LAS FUENTES RADIACTiVAS 4.9) ACTIVIDAD. UNIDADES 4.10) GRAFICOS DE VARIACION DE ACTIVIDADES 4.11) CARACTERISTlCAS IMPORTANTES DE LAS FUENTES RADIOACTIVAS 4.11.1) FUENTES USUALES 412) EL EQUIPO USUAL DE GAMMAGRAFIA 4.13) LAS FUENTES 4.13.1) PRESENTACION 4.13.2) SECUENCIA OPERATIVA CAPITULO 5 - INTERACCiÓN

. . . . . . . . . .

17 17 17 17 18 18 19 21

. . . . . .

22 23

22 22

23

25 25 26

DE LA RADIACIÓN CON LA MATERIA

S.1.tATENUACIÓN DE LA RADIACiÓN AL ATRAVESAR UN CUERPO 5.1.1) EFECTO DE LA NATURALEZA DEL MATERIAL. 5.1.2.) EFECTO DE LA .CALlDAD" DE RADIACiÓN 5.1.3.) EFECTO DEL ESPESOR DEL MATERIAL 5 2.)-DIFUSIÓN DE LA RADIACiÓN

. . . . .

27 27

28 28

29

CAPITULO 6 • LA PELICULA RADIOGRÁFICA 6.1) LA PELlCULA RADIOGRÁFiCA 6.2.) COMO FUNCIONA LA PELlcULA RADIOGRÁFiCA 6.3.) CARACTERlsTICAS DE LAS PELlcULAS 6.3.1.) EL GRANO DE LA PELICULA 63.2.) LA VELOCIDAD DE LA PELlCULA 633.) CONTRASTE PROPIO O INTRINSECO 634.) LATITUD 6A.) PANTALLAS REFORZADORAS CAPITULO 7. EL PROCESADO

. . . . .

30 30 31 31 31

32 32 33

DE LA PELlCULA

7.1.) MANIPULACiÓN DE LA PELlcULA 7.2.) PROCESADO MANUAL 7.3.) PROCESADO AUTOMÁTICO 7.4.) CÁMARA O CUARTO OSCURO. ORGANIZACiÓN Y MANTENIMIENTO CAPiTULO

. . .

.

34

.

35 36

.

36

.

8 - CALCULO DE EXPOSICIONES . .

37

. . . . . .

38

. . .

45

. . . . . .

47

. . . . . . . . . . .

51

81) CÁLCULO DE EXPOSICIONES , 8.2) CALCULO DE UNA EXPOSICION CON RAYOS X 8.3) COMO MODIFICAR LA EXPOSICiÓN CUANDO VARIA LA DiSTANCiA 8A) CALCULO DE UNA EXPOSICION CON RAYOS GAMMA 8.41) CÁLCULO CON DIAGRAMA 8A.2) EXPOSICiÓN RELATIVA 8.4.3) CORRECCiÓN DE EXPOSiCiONES 8.4A) CAMBIO DE CONDiCiONES

37

39 39 41

42 43

CAPiTULO 9 - EFECTOS QUE INFLUYEN EN LA CALIDAD DE LA RADIOGRAFIA 9.1) RADIACiÓN DiSPERSA 9.2) SENSIBILIDAD RADIOGRÁFiCA 9.2.1) DENSIDAD, DEFINICiÓN Y CONTRASTE

CAPITULO

45 45

10 - CALIDAD DE IMAGEN

10.1) INTRODUCCION .. 10.2) PARAMETROS DE LA CALIDAD RADIOGRAFICA 10.3) LA DENSiDAD 10A) DEFINICION 10.5) FACTORES GEOMETRICOS 11.5.1) PRINCI PIOS GEOMeTRICOS 10.52) LA SOMBRA Y LA PENUMBRA 10.5.3) LA ATENUACiÓN DE LA CANTIDAD DE RADIACiÓN CON LA DISTANCIA 10.6) PENUMBRA RADIOGRÁFICA 10.6.1) PENUMBRA GEOMeTRICA 1062) PENUMBRA DE PROCESO 10.6.3) PENUMBRA INHERENTE 106A) PENUMBRA TOTAL 10.7) FACTORES FISICOS 10.8) CONTRASTE RADIOGRÁFiCO 10.8.1) CONTRASTE DEBIDO AL OBJETO 10.8.2) CONTRASTE DEBIDO A LA RADIACION 108.3) CONTRASTE DEBIDO A LA PELlcULA

.

47 47 48 49 49 50

53

53 54 56 57 57 58 58 58 58

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• • •• •

•• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

10.84) GRADIENTE MEDIO DE UNA PELlCULA RADIOGRÁFICA... . 10.8.5) GRADIENTE 10.8.6) EFECTOS DEL PROCESO EN EL CONTRASTE 108.7) EFECTOS DE LA TECNICA OPERATORIA EN EL CONTRASTE CAPITULO

60 . .

61 .

.

62 62

11 - LA EVALUACION DE LA CALIDAD

DE LA IMAGEN RADIOGRAFICA

64 11.1) INTRODUCCION 11.2) INDICADORES DE CALIDAD DE IMAGEN 11.2.1) INDICADORES DE HILO 11.2.2) INDICADORES DE LA ESCALERILLA 11.2.3.) INDICADORES DE PLACAS TALADRADAS

. . . . .

65 65 69 69

CAPITULO 12 - TÉCNICA RADIOGRÁFICA . RADIOGRAFIA DE UNIONES SOLDADAS 12.1) METODO RADIOGRÁFiCO 122) EXAMEN RADIOGRÁFICO DE UNIONES SOLDADAS 123) PREPARACION DE LA SOLDADURA. 124) MARCADO E IDENTIFICACION DE LAS PELlCULAS 12.41)MARCAS DEL LADO DE LA FUENTE 1242) MARCAS DEL LADO DE LA PELlCULA. . 124.3) MARCAS A AMBOS LADOS 12.5) USO DE LO INDICADORES DE CALIDAD DE IMAGEN 12.5.1) EMPLAZAMIENTO DE LOS ICI 12.5.2) NUMERO DE PENETRAMETROS 12.5.3) CUÑAS O GALGAS BAJO LOS PENETRAMETROS 12.6) TECNICAS RADIOGRAFICAS 12.6.1) RADIOGRAFIAS DE UNIONES SOLDADASATOPE 12.6.1.1) RADIOGRAFIAS DE UNIONES SOLDADAS A TOPE PLANAS 12.6.1.2) RADIOGRAFIAS DE UNIONES SOLDADAS A TOPE CiRCULARES 12.6.2) UNIONES SOLDADAS EN ANGULO

. . . . .

73

73

74 74 75

75 75

. . . . . . .

75 75 75 76 76

.

76

. .

77 81

76

CAPITULO 13. NSPECCION RADIOGRÁFICA DE PIEZAS MOLDEADAS 13.1) INTRODUCCION 132) PIEZAS DE ALEACION LIGERA 13.3) PIEZAS PEQUEÑAS O MEDIANAS DE ALEACIONES PESADAS 134) RADIOGRAFIAS DE GRANDES PiEZAS

. . . .

8.4 84 85 87

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CAPíTOCO 1 - RliD1ACIÓN ELECTROMAGNÉTICA 1.1) ENERGíA ELECTROMAGNÉTICA Las radiaciones se comportan como ondas o como partículas de energía (fotones). La energía electromagnética puede calcularse como:

Donde: h es la constante de Planck f es la frecuencia

c=Axl e es la velocidad de propagación de la onda í.•es la longitud de onda

Reemplazando: E= (h x c)1A :: Esta última es otra forma de calcular la energía electromagnética en función de la velocidad de propagación y de la longitud de onda. Es decir que la energia de una onda electromagnética

es inversamente

proporcional a la longitud de onda

y

directamente proporcional a la propagación . 1.2) INTENSIDAD DE LA RADIACiÓN Es la energía electromagnética tiempo .

que atraviesa un área determinada

• • •

lo es la intensidad de la radiación incidente I es intensidad de la radiación transmitida J.L es el coeficiente (je atenuació3

•

l

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en la unidad de

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~n:sa~l espesor del la pieza a ensayar e es el nOde Euler (constante)

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Las unidades de la intensidad son [lo] [E]' ([Área] x (tiempo» Joule' (m' x s)

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t:a intensidad de la radiación transmitida I son los átomos o fotones que componen radiación electromagnética que han pasado sin interactuar con la materia (pieza a ensayar) .

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la probabilidad que la intensidad de la radiación incidente tiene de interactuar con la materia. J..l depende de la densidad p del material, de la energía de la radiación y del numero atómico del material. A mayor coeficiente de atenuación lineal hay mayor probabilidad de que la radiación incidente interactúe con el material. De manera similar ocurre con el espesor de la pieza a ensayar. Un ejemplo de esto es cuando existe en el interior de una pieza de acero un instercio con aire. 'En este caso JléIire < Macero y la intensidad de la radiación emergente, cuando pasa la onda por esa parte, la intensidad de la radiación transmitida será mayor con respecto al resto de la pieza. Si en cambio existe una inclusión de un material con mayor coeficiente de atenuación (como el tungsteno •.•. tungsteno > ~acero). entonces la intensidad de la radiación transmitida en esa zona será menor con respecto al resto de la pieza,

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Fuente

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Áreas oscuras (debido al proceso)

Para saber en qué lugar se encuentran las fallas, se coloca a la salida de la intensidad transmitida una película radiográfica, produciendo sobre ésta una imagen latente. Por debajo de la película se coloca una placa de plomo (de alto coeficiente •.•. ), para que la intensidad transmitida a través de ella sea baja. ~.3) DENSIDAD RADIOGRÁFICA

('3" Jo

J.

e""~" L; ~.ni.

J. L p

Lo)

El ennegrecimiento de las áreas oscurecidas se mide en unidades de: "densidad fotográfica por transmisión~ o sencillamente "densidad~. Como orientación y aunque hemos de volver sobre esto, na Quena densidad puede estar- comprendida entre 2 y 3' por debajo de 1,5 las imágenes son demasiado transparentes. la densidad de la imagen latente en la película o densidad radiográfica se define como:

o ~109

(1011)

lo es la íntensidad de la radiación incidenfe I es intensidad de la radiación transmitida Al cociente 1011 se lo denomina opacidad O.

2

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Por ejemplo si I = 10/10000 (dosis muy elevada - gran transformación de iones de plata en plata metálica) . 0= 10/1= 10000 = 10' Por lo tanto D = log (lO') = 410g (10) = 4 xl = 4 Las densidades radiográficas que deben tener las películas están comprendidas entre" Para radiación y 2.0 ~ O s 4,0 Para radiación X 1.8 s O :54.0 1.4) MECANISMOS DE INTERACCiÓN CON LA MATERIA: 1.4.1 ) INTERPRETACiÓN

DE LA RADIACiÓN

ELECTROMAGNÉTICA

DE LA ATENUACiÓN

Todo fenómeno que absorbe la radiación o la desvía es un fenómeno de atenuación .

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1

Radiaciónatenuada

• fotones desViados

• • •

x

1.4.1.1) Difusión Rayleigh Es un fenómeno que tiene importancia a niveles de energía muy bájos. El fotón es desviado de su trayectoria por los electrones del átomo pero sin pérdida de energía (difusión elástica). os fotones y los electrones conservan su energía':

1.4.1.2LEfecto fotoeléctrico Cuando radiaci6n X o 'f de baja energía incide en la materia, se puede producir una colisi6n entre un fot6n incidente y un atomo del material, la energía total del fot6n puede ser utilizada para expulsar un electr6n de una órbita de las capas internas del atomo. ~I fot6n, por lo tanto, se aniquila . Ra,," l( incÜ!N~

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3

1.4.1.3) Efecto Compton~ Es un fenómeno que se produce a energías intermedias y altas (100 keV -10 MeV). Consiste en la interacción de fotones X 0"( con electrones de valencia débilmente figados o electrones libres. El fotón incidente cede parte de su energía al electrón que es expulsado y un fotón de menor energía emerge con otra dirección. ....• ,. .

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1.~.1.4) Formación de pares La formación de un par electrón-positrón ocurre a niveles de energía superiores a 1,02 Me\/. Sucede cuando fotones de alta energía sufren una interacción con un núcleo. la energia i1el fotón se transforma en materia (creación de materia) según lo prevé la ecuación de Einstein E = m x 2.

e

En la siguiente gráfica se puede observar la dependencia del coeficiente de atenuación lineal con la energía de la radiación y el fenómeno que lo produce.

4

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De esta manera el coeficiente de atenuación lineal será: ""1=

JlPE+J.1R+J.!P+J.lC+J..lT

En el rango ce radiografía inaustrial el efecto predominante es el efecto Compton .

5.

cAPiTum

2 - LOS RAYOS X

2.1) QUE SON LOS RAYOS X En ciertas ocasiones la luz puede descomponerse en sus componentes. Esto ocurre, por ejemplo, cuando atraviesa un uprisma" de cristal o las gotas de lluvia. El resultado es el arco iris de la luz del sol. La vista distingue por su color siete colores componentes de la luz, ulos siete colores del arco iris": rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta. Los fisitos clasifican los colores según un número que se llama longitud de onda del color. El color rojo tiene mayor longitud de onda que los demás colores y el violeta el menor. Sin embargo, existen "colores" invisibles cuya longitud de onda es mayor que la del rojo y otros con longitud de onda menor que el violeta. Ejemplos de los primeros son las ondas de radio o el color ~negro~. Ejemplos de los segundos son los "rayos ultravioletas~ y ~los rayos X •. La luz del sol que llega a nosotros no tiene rayos X ya que éstos son detenidos por la atmósfera. Los rayos X fueron descubiertos por casualidad por Conrado Guillermo Roentgen, físico alemán que estudiaba el paso de la electricidad por el vacío a finales del siglo pasado. Al no saber cual era su naturaleza los llamó "rayos X" pues la "X" es el símbolo matemático de las cosas o cantidades que no se conocen. Hoy, como acabamos de ver, se sabe que son de la misma naturaleza que la luz pero con un ~color" o longitud de onda mucho mas pequeña que el violeta. Los fisicos dicen que los rayos, la luz y las ondas de radio son miembros de la gran familia de las "ondas electromagnéticas ft

•

2.2) PROPIEDADES

FíSICAS DE LOS RAYOS X

La mas notable es su capacidad de atravesar cuerpos que son opacos a luz, tales como maderas, metales, plásticos, etc. De esta propiedad saca partido, precisamente, la Radiografía en su doble vertiente: Médica e Industrial. Además, los rayos X inducen ciertas reacciones químicas, tales como las fotográficas y ello hace posible la obtención de "radiografías. sobre películas, o mas raramente sobre papel, que no son sino fotografías hechas con rayos X. También excitan la fluorescencia (o sea, hace brillar en la oscuridad) de ciertas sustancias, como el wolframio de calcio. De esta propiedad se saca partido en la "f1uoroscopia técnica radiográfica en la que se sustituye la película por una ~pantalla. cubierta de cristales muy pequeños de wolframio de calcio. Cuando los médicos ~miran los rayos., utilizan la fluoroscopia, llamada también ~radioscopia~. Otra propiedad interesante para quienes utilizan los rayos X, es que estos, por su elevada energía, ~rompen. las moléculas del aire (los físicos dicen que las ~ionizan") que a consecuencia de tal ruptura quedan cargadas de electricidad. Por lo tanto, el aire se vuelve más conductor facilitando la descarga de cualquier objeto electrizado. De esta propiedad se saca partido para ~medir los rayos X~. ft

,

2.3) PROPIEDADES

GEOMÉTRICAS

DE LOS RAYOS X

Los rayos X tienen las mismas propiedades geométricas de la luz, sin embargo algunas (reflexión, refracción, etc.). solo pueden estudiarse, en el caso de los rayos X, con técnicas muy complicadas y no tienen importancia en radiografías. Otras propiedades geométricas de gran interés, como:

:t. Los rayos X se propagan en línea recta. 2. [a intensidad de los rayos X decrece distancia.

en razón inversa al cuadrado

de I

6

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

2.4) GENERACiÓN

DE LOS RAYOS X

La radiación X es producida por transición electrónica o por radiación de frenado, por impacto de electrones en un anticátodo. La energía de la onda electromagnética define el poder ionizante y el poder de penetración de la radiación X . Cuando un cuerpo que se mueve a gran velocidad es frenado bruscamente, la energía que posee por su movimiento (energía cinética) se transforma en otros modos de energía: calor y luz principalmente. Si la 1Jelocidad fuese lo suficientemente alta y el frenado suficientemente brusco, se producirlan radiaciones mas energéticas que la luz y, entre ellas, los rayos X . Este es pues el camino que se ha conseguido para producir rayos X, acelerar pequeños corpúsculos de materia a velocidades próxiIT!as a la de la luz, y detenerlos, por choque, contra una pieza metálica especial. (p •••• ~1L ~ 1 Le '3+c.1,o) .

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Target Nucleus Tungsten ~

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Si un electrón con elevada energía cinética pasa cerca de un átomo disminuye su velocidad (desaceleración) y por ende su energía cinética disminuye. Esta pérdida de energía, es denominada energía de frenado o radiación de frenado, y se transforma en una onda electromagnética (rayos X). Si el electrón, en vez de disminuir su velocidad es frenado por completo (pierde toda su energía en un evento), la radiación electromagnética será alta, rayos X más intensos. Se pueden encontrar rayos X, dependiendo de las veces que el electrón interactua con los átomos, de muy diversas energías, generanoo un espectro continuo de energías

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_ longitud de onda

Como puede verse en la gráfica la energía depende de la longitud de ond~ A. A menor longitud de onoa la energía será ce mayor intensidad. Si el valor de la lon~¡tud de

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7

onda A es mayor o igual a 700nm la energía está dentro del rango infrarrojo, por lo tanto se transforma en calor. Otro fenómeno de generación de rayos X es por transición electrónica, en el cual electrones de altos niveles de energía pasan a ocupar las capas inferiores (cercanas al núcleo), ya que en éstas existe un "hueco" de electrones, originado por desprendimiento de tos mismos por efecto Compton o fotoeléctrico. Estos fenómenos se producen con distinta probabilidad. Transición electrónica a las capas K

Transición electrónica a las capas L

Electrones Auger

A~E,.E2-e3 6Augllr ElectrQn

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•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

lV'1lentrasmayor sea el salto energético L\.Emayor será la energía de la radiación. Se produce así un espectro discreto de energías . Slm.~.nI1l1

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CAPiTULO

3 - El EQUIPO DE RAYOS X

3.1) El TUBO DE RAYOS X Los gránulos de materia preferentemente utilizados para producir rayos X, son los electrones. Estos forman parte de los átomos de todos los cuerpos y se manifiestan libres en los fenómenos de la electricidad. Pueden, pues obtenerse fácilmente. Además los electrones tienen carga eléctrica negativa y esta carga es enorme si se la compara con su masa. Esto hace que puedan ser acelerados con gran facilidad por medios eléctricos. El aparato en que se realiza lo anterior se conoce como TUBO de Rayos X y consiste en una ampolla de cristal de forma especial (Fig. 2.1) en la que se ha hecho un vacío tan perfecto como ha sido posible (para que los electrones que se acelerarán tengan la mínima resistencia). En un extremo hay un filamento semejante al de una bombilla, hecho de wolframio o tungsteno y enfrente una pieza tallada a bisel, como el corte de un salchichón. El filamento, que es el manantial de electrones, se calienta con una corriente de baja tensión (12 voltios) hasta ponerlo rojo. Entonces 105 electrones del metal de que está hecho salen de éste y quedan a su alrededor formando una nube electrónica o carga espacial del filamento. Si éste se enfriase por dejar pasar la corriente eléctrica, 105 electrones de la nube volverían al metal. Si por el contrario, el filamento permanece caliente y se establece mediante conexión a un transformador de alta tensión, una diferencia de potencial de varios miles de voltios entre él y la pieza metálica de enfrente, los electrones producidos se precipitarán a enorme velocidad sobre esta. 'AJt Chocar los electrones, son bruscamente detenidos y del mismo modo que el meteorito producía luz y calor al rozar con la atmósfera, 105 electrones producen rayos X (además de luz y calor) al sel: frenados. En los tubos de rayos X el filamento se llama CATODO y es el polo negativo del tubo, en tanto que la pieza destinada a detener los electrones, recibe el nombre de ANTICÁTODO o ANODO y es el polo positivo. Se trata pues de un tubo electrónico de dos polos al que un experto en electrónica llamaría ~diodo de alta tensión~.

10

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3.1.1) DETALLES DE LOS TUBOS DE RAYOS X Acabamos de comentar que el choque de los electrones con el anticátodo produce,

además de rayos X (el 2% de la energía total) mucho calor (casi el 90% de dicha energfa), calentando al rojo blanco el anticátodo que puede llegar a fundirse. Por esto se construyen los anticátodos con metales poco fusibles como el wolframio o tungsteno. Además los metales muy pesados, como ocurre con el wolframio, tienen un rendimiento en rayos X más alto que los metales ligeros, lo que es también una ventaja .

11

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Sin embargo, el wolframio conduce mal el calor, por lo que se calienta excesivamente en el punto de incidencia de los electrones (FOCO). Para mejorar el rendimiento del anticátodo se combina una pastilla de wolframio que soporta la elevada temperatura de funcionamiento sin fundirse encastrándola en una pieza de cobre que conduce muy bien el calor. Esta pieza es hueca y se refrigera con agua, gas o aceite. El filamento va rodeado, como con un espejito cóncavo o' COPA destinada a enfocar en una misma zona pequeña del anticátodo de los electrones. Finalmente, el anticátodo va encerrado en una capucha metálica para evitar el rebote de los electrones con dos orificios, uno para que se paren los electrones, y el otro para facilitar la salida de los rayos X, cubIerto este último con una capa de metal ligero ~Berilio~.Este elemento actúa como filtro para eliminar la radiación de baja energia. La figura 2.1 muestra la disposición de estos elementos.

12

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

3.1.2) LA CUBA DE[ EQUIP.O DE RAYOS)( El tubo de rayos X, que es la parte más cara y delicada del equipo va encerrado en una caja metálica o cuba herméticamente cerrada. Esta cuba va rellena con aceite que facilita la refrigeración o en equipos más modernos con un gas aislante especial (exafluoruro de azufre). Por su parte exterior la cuba lleva las conexiones del agua o aceite del circuito de refrigeración y los enchufes o fichas de conexión a la caja de mandos. También existe un relé térmico que desconecta el equipo si su temperatura se eleva demasiado, evitando de este modo que se deteriore . La cuba tiene una ventana protegida por una lámina de aluminio o plástico (a veces berilio) por donde salen Jos rayos X . En Jos aparatos de tipo ~portátjr, el transformador de alta tensión va también metido dentro de la cuba, ~ tanto que en los aparatos de tipo "fijo", el transformador o transformadores ( púeden haber dos) va en una unidad independiente .

Fi gura:! .:! 3.1.3) CAJA: O CONSOLA DE COMANDOS Es la unidad mediante la cual se maneja el equipo y se controla la producción de rayos X. Aunque varia de unos equipos a otros según las marcas, todas las cajas de mandos tienen:

•

• • • • •

• • •

Un miliamperimetro para conocer la intensidad de corriente que pasa por el tubo . Un mando para controlar dicha intensidad (mando de miliamperaje) . Un kilovoltímetro para conocer la tensión aplicada al tubo . Un mando de kilovoltaje para controlar dicha tensión (a veces se llama incorrectamente mando de penetración) . Un reloj para controlar el tiempo de exposición . Un interruptor general del equipo . Un conector de alta tensión . Un interruptor de alta tensión . Luces que indican si el equipo esta conectado y si funciona o no .

13

La caía de mandos va conectada mediante un enchufe a la red eléctrica, y a través de un cable multifilar, a la cuba. En la fig. 2.2, se esquematiza la disposición de las partes fundamentales de un equipo portátil de rayos X. 3.1.4) CIRCUITO Según lo visto, el circuito más simple de un aparato de rayos X, tal como es el de los equipos llamados portátiles, tiene un transformador de alta tensión para acelerar los electrones producidos por el filamento y hacerlos chocar contra el anticátodo; además existe otro de baja tensión para calentar el filamento. El kilovottaje se regula con un autotransformador sobre el bobinado primario midiéndose en este la tensión de entrada con el voltímetro. Como se conoce perfectamente la relación de transformación, el voltímetro se gradúa no en tensión de entrada al transformador, sino en tensión de salida, esto es en tensión aplicada al tubo (kilovoltios). La intensidad de corriente en algunos equipos permanece fijo, pero en otros puede graduarse de modo sencillo calentando mas o menos el filamento. Conviene advertir que en estos circuitos, la tensión aplicada es alterna y variable, como lo es la corriente de alimentación, existiendo emisión de rayos X solamente cuando el filamento es negativo y el anticátodo es positivo, esto es, 50 veces por segundos, 1/100 segundos. Esto quiere decir que la mitad de tiempo el tubo no emite rayos X y por otra parte, en los periodos de emisión, solamente durante un instante la tensión de aceleración de los electrones coincide con la indicada por el aparato, siendo generalmente menor. Dicha tensión máxima se conoce como tensión pico de trabajo y los circuitos de estas características se llaman autorectificados. Existen aparatos de circuitos más complicados en los que la tensión pico coincide con la nominal aceptablemente y emiten rayos X en modo constante. 3.2) TIPOS DE EQUIPOS DE RAYOS X Existen equipos que permiten variar tanto la corriente de filamento como la diferencia de potencial. Como se ha dicho la tensión de trabajo, se mide en Kilovoltios, esto es una unidad de 1000Voltios (1KV 1000V), y se gradúa mediante un mando de Kilovoltaje. La cantidad de corriente que pasa a través del tubo por segundo, se mide en milésimas de amperio o miliamperaje (en la jerga del oficio milis), 1mA 0,001A Y se controla con el mando de miliamperaje. Al cambiar la corriente de filamento, por ejemplo aumentándola, habrá más electrones emitidos y mayor cantidad (producción) de rayos X, pero con la misma energía, ya que ésta depende únicamente de la diferencia de potencial entre el cátodo y el anticátodo con la que se aceleran los electrones. En la siguiente figura se puede observar el efecto del cambio de una corriente de filamento M a una dos veces mayor (2M). Ambas curvas comienzan en el mismo punto A, por lo tanto la energia de la radiación (es decir el poder de penetración) será igual. Por el contrario el tiempo de ensayo si varia al cambiar la corriente, disminuyendo el tiempo cuanto mayor sea la corriente.

=

=

14

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• l.

longitud de onda Efecto del cambio de intensidad en las curvas de emisión espectral

Al variar la diferencia de potencial varía la energía, manteniendo una corriente de (ilamento constante. Es decir que los electrones son mas fuertemente acelerados y por lo tanto adquieren mayor energía. Como consecuencia, al impactar contra el anticátodo producirán mayor cantidad de rayos y con más energía y poder de penetración. Al aumentar la diferencia de potencial disminuye la longitud de onda y aumenta la energía de los rayos como se puede observar en las siguientes gráficas .

Nuevas longitudes de onda

producidas al aumentar el kV

longitudes de onda con mayor intensidad al aumentar el kV

Longitud de onda

15 .

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I

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As! a mayor Kilovoltaje, radiación mas energética y por lo tanto, más penetrante. EL PODER DE PENETRACiÓN DE LA RADIACiÓN, AUMENTA CON LA TENSiÓN. Por su parte SI SE AUMENTA EL MILlAMPERAJE, AUMENTA LA CANTIDAD DE RADIACiÓN, lo que permite acortar el tiempo de exposición (y esto es lo importante) NO AUMENTA EL PODER DE PENETRACiÓN DE AQUELLA. Finalmente, se define como EXPOSICiÓN, al producto de la INTENSIDAD en miliamperios por el TIEMPO que dura la exposición. A tensión constante, los efectos radiográficos de exposiciones iguates, son iguales. Así que es igual aplicar una inlensidad de 4 miliamperios durante 5 minutos, que dos miliamperios durante 10 minutos o 5 miliamperios durante 4 minutos, ya que en todos los casos la ~exposici6n", esto es, el producto: mA x tiempo = 20. 3.3) COMO SE HACE UNA RADIOGRAFíA La propagación en línea recta de los rayos X hace posible la obtención de imágenes radiográficas, del mismo modo que la propagación en línea recta de la luz posibilita la proyección de líneas chinescas sobre la pared. Una radiografía es como una sombra chinescas hechas con rayos X. Continuando con el ejemplo de las sombras chinescas, basta sustituir la vela o la bombilla (fuente luminosa) por una lámpara o "tubo" de rayos X (fuente radioactiva); las manos o silueta que arrojan su sombra sobre la pared, por el objeto que se radiografia y aquella por la película sensible a los rayos X sobre la que se proyecta la sombra visible que produce el objeto al interponerse en el camino de los rayos X. RESUMIENDO: Para hacer una radiografía de un objeto debe interponerse éste entre la fuente radioactiva y la película. Como la película radiográfica es sensible, no solo a los rayos X, sino también a la luz, es necesario protegerla de estas mediante una funda opaca de plásticos, papel o, incluso metálica ~chasis~. El objeto proyecta, como se ha dicho, una imagen (sombra) invisible sobre la película (imagen virtual); esta imagen virtual produce, por un proceso fotoquimico, una imagen química visible la película (imagen latente). Esta imagen latente se transforma en la imagen real observable (radiografía) mediante manipulaciones químicas que luego comentaremos. La radiografía se convierte asi en una imagen con áreas mas o menos transparentes y negras que debe ser observada a trasluz en un aparato especial o .negatoscopio~ .

em

16

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•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

CAPíTULO 44.1) DESINTEGRACiÓN

RAYOS GAMMA

NUCLEAR

En la naturaleza existen cuatro tipos de fuerzas: Fuerzas nucleares fuertes } Mantienen unidas las partículas del átomo Fuerzas nucleares débiles Electromagnéticas Gravitacionales

(atractivas o repulsivas)

(atractivas)

4.2} LA GAMMAGRAFiA

.

La gamma grafía es la variedad de la radiografia que utilice rayos gamma para la obtención de las imágenes radiográficas. Las imágenes radiográficas con rayos gamma se llaman, por eso, "gamma grafías M

•

. 4.3) LOS RAYOS GAMMA . Son, como los rayos X, radiaciones electromagnéticas de corta longitud de onda y, por tanto de gran energía. Se diferencian de aquellos, sobre todo por su origen: los rayos X se producen como se ha explicado mediante dispositivos eléctricos, mientras que los rayos gamma son de origen nuclear. La emisión de partículas (I o p suele dar lugar a núcleos excitados, cuyo exceso de energía es insuficiente para radiar nuevas partículas. En estos casos la energía excedente, se emite en forma de radiación electromagnética 4.4) LA ESTRUCTURA

DE LA MATERIA .

Las sustancias que forman los cuerpos dependen de la forma de agruparse de unas pocas clases de elementos. Asi del mismo modo que con pocas clases de ladrillos se pueden hacer variadísimas construcciones, con muy pocos elementos pueden obtenerse cientos de miles de sustancias . La parte más pequeña de sustancia, que todavia es sustancia, se llama molécula, que quiere decir ~partecilla". Los elementos que forman la molécula se llaman átomos . Ejemplo: La parte más pequeña que podemos considerar todavia como "agua~ es la molécula de agua, que está formada por átomos de dos clases: Hidrógeno y Oxigeno . Por consecuencia, los químicos designan a los átomos por ciertas letras que llaman símbolos y las moléculas por las letras que representan los símbolos de los átomos que las forman . En el ejemplo del agua, el hidrógeno tiene como símbolo "H" y el oxígeno "O", asi su formula es: H20 El pequeño número junto a la "H" indica que hay dos átomos de hidrógeno en cada molécula de agua por cada átomo de oxigeno, pues el uno de este no se representa .

4.5) LA ESTRUCTURA

DE LOS ÁTOMOS:

Durante mucho tiempo, se creyó que los átomos eran una especie de Mbolita~dura e indivisible y por eso se le dio ese nombre, ya que ~átomo~ en griego, quiere decir Usin partes Hoy se sabe que el átomo está fonnado por partecillas (partículas) aún menores. Estas son: • Electrones • Protones • Neutrones Los protones y neutrones, forman la parte central del átomo, muy pequeña y densa, ya M

•

que en ella se concentra casi la totalidad de la masa. En el espacio que rodea al núcleo se distribuyen los electrones en niveles o capas.

Los electrones, cuya masa es muy pequeña tiene carga eléctrica negativa, los protones, mas de mil ochocientas veces mas pesado, tienen carga positiva; finalmente los neutrones de masa parecida a la de los protones, no tienen carga. En un atomo ha de haber tantos electrones en la corteza como protones en el núcleo, de modo que la carga global sea nula. A ese número se le llama número atómico, se le representa por ~Z. y define la clase de átomo de que se trata. Ejemplo: El hidrógeno tiene un solo protón en el núcleo y 'por tanto, un único electrón en su corteza. Su número atómico, sera uZ = 1~. Otro ejemplo: el oxigeno tiene ocho protones en el núcleo, y ocho electrones en la corteza, siendo pues ese número atómico uz = 8~ Los neutrones, completan la masa observada por los núcleos y por su naturaleza neutra impiden que tos protones se repelan y los núcleos se desmoronen. Así el núcleo de oxigeno, pesa lo que dieciséis protones, pero como solo tiene ocho, la diferencia de otros ocho, representa el número de neutrones presentes. La suma de los protones y de los neutrones, representa la masa del núcleo y se designa con la letra A. Si X es el símbolo de un elemento cualquiera, los números atómicos y másicos, se representan respectivamente en los ángulos superior e inferior izquierdo el mismo. Así:

4.6) ISOTOPOS Según lo dicho, los núcleos de un mismo elemento han de tener igual número de protones. Sin embargo, el número de neutrones puede ser diferente, sin que se altere la naturaleza química del elemento. A los núcleos que difieren en el mismo número de neutrones y son iguales en el de protones se les llama -isótopos •. Ejemplo:

Son ISÓTOPOS del hidrógeno.

18

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

4.7) RADIOACTIVIDAD Algunas combinaciones de protones y neutrones dan lugar a núcleos estables, otras son posibles solo durante cierto tiempo y otras imposibles .

~H

Ejemplo:

(Son estables)

(Es inestable)

5H 1

(Entre otros es imposible)

Los núcleos inestables, solo existen durante un período de tiempo imprevisible pero finito, al cabo del cual, reordenan su estructura y emiten o ~irradjan" lo que les sobra . Las formas mas corrientes de irradiación son: a)- Radiación de partículas alfa (a), por las que el núcleo inestable se desprende de un grupo de dos protones y dos neutrones. Este modo es propio de núcleos muy pesados .

ix Wl

->

2i=;Y + ;He +

->

i=;Y +

Q

ejemplo:

2~U

->

2~~Th + ;He2+

b)- Radiación de partículas beta (m que son electrones positivos o negativos que se forman al convertirse un protón en un neutrón o viceversa, así: neutron(O) proton(+)

=> proton(+) + ~ => neutron(O) + ~

En estos procesos, se produce también una partícula sin masa conocida como neutrino, que secuestra una parte variable de la energia, que corresponderia a la partícula p. Proceso general de la desintegración p': un neutrón da lugar a un protón, un electrón y un antineutrino (véase en neutrino). El electrón puede escribirse:

Proceso general de la desintegración 13+;un protón da lugar a un neutrón, a un positrón y a un neutrino electrón

p ->

11

+ e+ + 1/,

Proceso generar de la captura electrónica: un protón junto con un electrón forman un neutrón y un neutrino electrónico .

19

..

~ -w

/

•'.

Parent Nucteus Cobalt-60

--....-.... ...•....•... -~~

-

Gamma Rays

Oaughler Nucteus NI-60

Los rayos gamma se producen en la desexcitación de un nucleón de un nivel excitado a airo de menor energia y en la desintegración de isótopos radiactivos. Si se bombardea C059 con neutrones obtengo por fuerzas nucleares débiles que se forme el Co60 y luego se desintegre: Primero Co60 se descompone en Ni60 excitado:

"'Co

+

"';-.¡¡*

->

e- -1-

11,,"

Entonces el Ni60 cae a su estado fundamental emitiendo dos rayos gamma seguidos

uno del airo WW* ¡'l}

"'N" +

~

1. 1

"'r. ,

Los rayos gamma son de 1,17 MeV y 1,33 MeV respectivamente. ~.Jo;

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Transiciones de Cobalto, Tulio y Cesio Las probabilidades se indican con los porcentajes.

20

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

El iridio 192 es el radio isótopo más usado ya que produce radiación gamma de las más diversas energías .

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DE LAS FUENTES RADIACTIVAS

Un núcleo inestable (radioactiva) aislado, puede alcanzar la estabilidad en cualquier

momento, radiando lo que le corresponda. Ni antes ni después emite radiación. Sin embargo las fuentes radioactivas reales están formadas por un número enorme de átomos inestables por lo que en todo momento habrá núcleos radiando. Así, la fuente real irradia permanentemente. Por otra parte, aunque sea imposible saber cuando un núcleo va a irradiar, es posible conocer, estadísticamente como irradia una población de, muchísimos núcleos . Es evidente que al caso de un ciertos tiempo (t y¡). la mitad de los núcleos inestables iniciales habrán radiado y solo quedara la otra mitad. O sea, que si al principiaD habia ~N., al cabo del tiempo t Yo solo quedarán N/2. Si transcurre otro intervalo t Yo los N/2 iniciales de este segundo periodo ser habrán reducido a la mitad, quedando N/4, y asi sucesivamente . En general se dividiría N entre "2" tantas veces como intervalos t % se consideren. Así:

N 2" La representación grafica del proceso se indica en la figura 7.1. Obsérvese que por mucho tiempo que transcurra, la actividad de una fuente nunca llega a ser nula.

N

I

A

..

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'" AJ.¡ N/d

A/8

t'Ji8

Afió

Nil6

4T

T

Agur. 7.1

21

'1.9) ACTIVIDAD.

UNIDADES

La actividad de una fuente radioactiva se mide por el número de desintegraciones que corren en un cierto tiempo, La unidad ~natural~ es la desintegración por segundo que recibe el nombre de Becguerel y se simboliza por Bq. En gammagrafía el Bq es demasiado pequeño y así prefiere seguir usando la unidad antigua llamada Curie (eL) que equivales a 3,7x1010 Bq. Las fuentes gammagráficas tiene actividades entre 1 y 100 Gi, habitualmente. Es claro que la Actividad (A) de una fuente es proporcional al número (N) de átomos radioactivos que contiene por los que:

A=Nxk así es posible trabajar con actividades en vez de con el número radioactivos. La actividad se puede calcular como:

de átomos

A= Aa x e-u Donde A es una constante que caracteriza a cada radioisótopo, es la probabilidad que tiene un núcleo de desintegrarse por unidad de tiempo Ao es la actividad que tiene la fuente inicial dada por el fabricante E es el número de euler (cte). Una fórmula práctica para calcular la actividad es: A= Aa x

e-{LI'I2»({tllY.)

A -110 _!1

_

~

.,.

2

'2 X

"/z

Que nos permite calcular la actividad en función del tiempo medio. ~.101 GRAFICOS

DE VARIACION

DE ACTIVIDADES.

a)-Poniendo actividades en vez de átomos radioactivos. b)MGraficando sobre papel semi logarítmico, eligiendo como eje logarítmico el de las actividades. El Kcalendario~ de la fuente se recoge en el eje de abscisas y las actividades en el logarítmico de ordenadas. Así una vez conocida la actividad en una fecha y el valor de t %, típico de la fuente, es inmediato el trazado de la función de decaimiento. Esta curva permite, tal como se muestra en los ejercicios del tema, resolver, entre otros los siguientes problemas: a) Determinar la actividad de la fuente en cualquier fecha. b) Determinar en qué fecha la fuente tendrá una actividad dada. c) Obtener dato de partida para el cálculo de exposiciones en cualquier momento. 4.11) CARACTERISTICAS

IMPORTANTES

DE LAS FUENTES RADIOACTIVAS

Las principales son: a) Tamaño pequeño (nos da una buena definición de la imagen, sensibilidad radiográfica) b) Valor de t1/2 largo (un mes por lo menos). c) Rendimiento radiactivo alto (radiaciones por curie). d) Actividad y energía adecuadas a la naturaleza del trabajo. e) Ser fácil de obtener y, por tanto ser relativamente barata. El flujo de radiación/Ci, es decir el RENDIMIENTO RADIOACTIVO, se expresa como constante ~K~ Roentgen x Curie a 1 metro de distancia de la fuente.

22

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •

~.

4.11.1) FUENTES USUALES . Solo un reducido número de Fuentes generadoras de rayos gamma cumplen

aceptablemente las condiciones anteriores. De éstas tiene un uso corriente las siguientes:

Símbolo Iridio 192 Cobalto 60 Cesio 137 Tulio 170 Iterbio 169

" K"

Espectro

t 1/2

Ir

0.5

rico

74 días

~Co

1.5

pobre

0.3

Muy pobre

0,008

pobre

0.125

rico

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Obtención

Irradiación con neutrones del Iridio natural 5,3 años Irradiaciones con neutrones de Cobalto 26 años A partir de los residuos de los reaclores nucleares. 150 dias Irradiaciones con neutrones del oxido 35 días Irradiaciones con neutrones del oxido

!.17.1.\'\i\kV 10(1 -

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Id:!K..:V ~Iln\.~.\,

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J:!Ch i

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242d

EJERCICIO Calcular la actividad del 8e75 dentro de 20 dias sabiendo que la actividad inicial es de 22 CL Respuesta: A=19,6 Ci 4.12) EL EQUIPO USUA~ DE GAMMAGRAFIA . Suele conocerse con el nombre de fuente o bomba, y consta esencialmente de tres partes . a) Contenedor b) Telemando e) Mangueras El "contenedor". como su nombre expresa es un mero depósito blindado para guardar la fuente cuando no se usa. El "Telemando" es un dispositivo, generalmente manual que permite extraer y guardar la fuente en el contenedor. Finalmente las "Mangueras" son unos tubos flexibles que permiten situar la fuente en oposición para la toma radiográfica .

23

, a) El Contenedor. Consiste en una masa esferoidal de metal de alto número atómico, con un conducto

para el paso de la fuente. La posición

de alojamiento de ésta corresponde,

generalmente, con el centro de la masa metálica. Inicialmente los contenedores se construian de plomo, material relativamente barato, pero excesivamente pesado en relación con el blindaje que proporcionan. Hoy se fabrican casi exclusivamente con raoio Mempobrecido", esto es, uranio metálico al que se han extraído parte de su contenido en el isótopo de masa 135, con fines nucleares. Aunque el uranio es más denso que el plomo, absorbe más eficazmente que éste los rayos gamma por lo que, al final los contenedores de uranio resultan más ligeros que los de plomo a igualdad de actividad de un mismo isótopo. Por ejemplo: Un contenedor de uranio para 100 C¡ de 1921rpesa unos 18 Kg, Un contenedor de plomo para 100 Ci de 1921rpesa unos 180 Kg. La mayoría de los contendores van atravesados ~or un tubo de acero inoxidable rcircaloy") en forma de -ESEt de modo que cuando la fuente esta en su sitio, la propia forma curvada del tubo impide salir a la radiación que se propaga en línea recta. El contenedor va a su vez contenido en un cofre robusto de acero dotado de: Un asa para transporte Un sistema de cierre y bloqueo para impedir la salida accidental de la fuente para conexión al telemando Un racor para conectar las mangueras. ,1»El Telemando. Consiste en un cable protegido por una manguera doble flexible y manipulada por una polea. A tal fin el cable lleva enrollado un alambre que facilita el engranaje de las estrías que lleva talladas a la garganta de aquella. Uno de los extremos del cable va dotado de un Kmosquetón" macho que engancha al otro cable (cola), solidario con la fuente, cuando ésta va a salir extra ida del contenedor.

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Cable T;ootor Mosql.letón ce Engonchc

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R:Jbo r-~cxibie F'Je.r.tc

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J.

Fig 7.3

SO)lida

24

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•• •• •• •• •• •• •• •• :"oc\ •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

Cuando el cable del telemando está completamente recogido, casi la mitad de su longitud total se encuentra guardada en la "manguera de protección", Figura 7.3, de éste es extraído al hacer girar la polea para empujar la fuente con el otro extremo . t) tas Mangueras Son tubos de caucho o plástico flexibles reforzados para evitar su aplastamiento, En general pueden acoplarse hasta tres, siendo su longitud total ligeramente inferior a la de la manguera de protección. Pueden enchufarse, una, dos o las tres al contenedor pero, en cualquier caso la manguera final debe ser ciega y terminada en una vaina de aluminio conocida como "pipa", Es en esta vaina donde se situará la fuente empujada a lo largo de las mangueras por el cable del telemando, cuando es accionado al girar la polea . CONEXIÓN La conexión del telemando debe hacerse, antes de retirar el tapón que cierra la salida de la fuente. En general la conexión solo es posible después de haber abierto la cerradura de seguridad y desbloqueado, el enclavamiento del conector. Es entonces cuando en la hembra de la "cola~ de la fuente se acopla la manguera del telemando al contenedor y se ajusta con un cierre de la bayoneta. Naturalmente este dispositivo varía de unos equipos a otros, pero todos ellos han de llevar, al menos, los tres sistemas de seguridad siguientes:

!Cerratlura ~ Enclavamlent • P-osicionador de operación . 4.13) LAS FUENTES '1.13.1) PRESENTACION La fuente radioactiva propiamente dicha es un cilindro de pocos milímetros que va encerrada en una cápsula estanca de acero inoxidable, conocida en la jerga del oficio como ~ta pastilla~. esta va soldada ylo remachadas a un cable corto, cuya longitud es la precisa para que, situada la fuente en el centro del contenedor, su extremo dotado del mosquetón de conexión hembra, sobresalga del dispositivo conector del contenedor al telemando, a fin de que pueda engancharse, segura y fácilmente el cable. La figura 7.4 muestra los tipos más usuales de fuente .

Fqx.7A

25

4.13.2) SECUENCIA OPERATIVA Incluidas las operaciones relativas a la seguridad obtención de una gammagrafía es la siguiente:

la secuencia

operativa

para la

1.-Colocar la película con su identificador, indicador de imagen, etc., en el lugar de exposición. 2.-Colocar la vaina ciega en la manguera externa en el punto donde se realizará la radiografía. 3.-Aproximar el contenedor a la extremidad del racar de la manguera. 4.~Abrir la cerradura. 5.-Desbloquear el enclavamiento. 6.~Conectar el cable del telemando a la fuente. 7.-Acoplar el telemando al contenedor y cerrar el conector en posición de bloqueo 8.-Quitar el tapón de la salida de la fuente y conectar las mangueras. 9.-Extender completamente las mangueras del telemando y colocar esta en una posición protegida de la radiación. 10.-Verificar que el contador de radiación funciona y colocarlo junto a la manivela del telemando. 11.-Verificar la ausencia de personal en la zona vigilada. 12.-Desbloquear el conector. 13.-Sacar rápidamente la fuente, haciendo girar la manivela del telemando a medida que se cuentan las vueltas hasta que haga tope. 14.-Bloquear la polea del telemando para evitar el retorno de la fuente. 15.-Contar el tiempo de exposición. 16.-Retirar la fuente procediendo a las inversas de la operación 13. 17.-Verificar con el contador que la fuente ha sido recogida dentro del contenedor.18.-Bloquear la fuente. 19.-Repetir a la inversa las demás operaciones.

26

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

,.

CAPITULO 5: INTERACCiÓN 5.1.) ATENUACiÓN

11 EFECTO

DE LA RADIACiÓN

DE LA RADIACiÓN AL ATRAVESAR

DE [/\ NATURALEZA

CON LA MATERIA UN CUERPO

DE[ MATERIA

En el tema anterior se ha visto como la radiación disminuye de intensidad (se atenúa) cuando aumenta la distancia del foco a la película. Ahora bien si, sin variar la distancia se interpone un cuerpo sólido o líquido cualquiera, la atenuación producida por éste es muy acusada . Supongamos que disponemos planchas del mismo espesor de materiales de diferentes intensidades, tales como aluminio, madera, plata, hierro, cobre y plomo . Radiografiadas en las mismas condiciones se observe que el orden de "transparencia" a los rayos X es el siguiente de mayor a menor:

•

• •

• • •

• • •

Madera Plástico Aluminio Hierro Cobre Latones Bronce Plata Plomo

Puede natarse que cuanto mas denso es el material tanto mas absorbente (opaco) resulta. En química los cuerpos simples se distinguen por un número de clasificación natural que se llama número atómico. El hidrógeno tiene el número atómico de 1, el oxigeno 8, el hierro 26, etc. Se ha demostrado que la absorción aumenta muy rapidamente al aumentar el numero atómico del elemento exactamente con la cuarta potencia . Por ejemplo, el número atómico del níquel es 28 o sea, dos unidades superiores al del hierro que hemos visto es el 26; si una chapa de este número de metal atenúa en 1/3 la intensidad de la radiación que la atraviesa, el mismo espesor de níquel atenuara el haz en un factor de:

Quiere esto decir que teóricamente y si tener en cuenta otros efectos secundarios el mismo espesor de níquel reduce en 1/2 lo que el hierro solo reduciría en 1/3 del haz de radiación . Todo lo anterior puede tener para el radiólogo importancia en el caso de aceros muy aleados ya que la proporción de aleante puede variar considerablemente el poder de absorción del material . En el caso de materiales complejos tales como la madera, su poder absorbente depende de las proporciones en que entran los distintos cuerpos simples que. la componen . No obstante, a efectos prácticos es una buena regla pensar que el poder absorbente de los materiales aumenta rápidamente con su densidad .

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.2.) EFECTO DE LA "CA[IDAD"

e e e e

DE RADIACiÓN

Hagamos ahora el siguiente experimento, radiografiemos una serie de planchas distinto espesor de un material tal como el acero variando la tensión (kilovoltaje) de trabajo.

Observando los resultados obtenidos se tiene que, las radiografías de calidad adecuada en función de los espesores del material puede natarse como el espesor atravesado aumenta rápidamente al aumentar la tensión de trabajo. Ya recordamos que el ~color" de los rayos X se determina por un número llamado "longitud de onda-, pues bien, el poder absorbente de un material disminuye con el

cubo de la longitud de onda, como esta depende del kilovoltaje de trabajo, puede decirse que Jos materiales se vuelven mas transparentes cuanto mayor sea la tensión de trabajo del equipo. Consecuentemente podremos acortar notablemente los tiempos de exposición o podremos atravesar mayores espesores del material con el mismo efecto radiográfico.

5.1.3.) EFECTO DEL ESPESOR DEt MATERIA~. Ya sea ha indicado que la interposición de cualquier material en el camino de un haz de radiación produce una cierta atenuación de su intensidad. Es de sentido común que ha medida que el material interpuesto es mas grueso, la atenuación es mayor. Es asimismo, evidente que para cada material, a medida que aumenta el espesor existirá un espesor tal que reduzca la intensidad del haz a la mitad de la que tendría sino tuviera el material interpuesto. Este espesor, que es característico de cada material se conoce como ~espesor de la capa semireductora" que depende, naturalmente de su poder de absorción y de la energía de la radiación. En el caso del plomo, la intensidad de la radiación producida por un tubo autorectificado de ventana equivalente a 3 mm de aluminio, a 200 kV puede reducirse a la mitad de su valor en cualquier punto con un espesor de plomo de 0,3 mm. si se trata de acero, el espesor sería de unos 1,5 mm.

CONSECUENCIAS

PRÁCTICAS

Pueden resumirse en las siguientes: • Cuando mas denso es un material, tanto mayor tensión kV de trabajo deberá adoptarse. • Lo mismo ocurre cuando mas grueso es un material. • El poder de penetración de la radiación no crece tan deprisa al aumentar el kilovoltaje como aumenta el poder de absorción al aumentar la densidad o el espesor del material. • Cuando se radiografía un material heterogéneo, la pelicula se ennegrecerá más en aquellas partes que correspondan a las zonas menos densas del objeto, ya que estas dejarán pasar más radiación. • Cuando se radiografia un objeto con diferencias de espesores, las partes mas fina de aquel dejará pasar más radiación y ennegrecerán las zonas correspondientes de la película. • Consecuentemente las zonas claras de las radiografías corresponden a zonas densas y más finas del mismo.

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5.2.) DIFUSiÓN DE LA RADIACiÓN . La atenuación de la radiación comprende dos términos: ~La pérdida de la intensidad por absorción. - La pérdida por la difusión . Se entiende PERDIDA POR ABSORCiÓN, a la radiación que es absorbida por el objeto sin atravesarlo. Todo lo dicho relativo a la influencia del material, de la energía de la radiación y del espesor, afecta a la perdida por absorción . No obstante en condiciones reales, una parte de la radiación que atraviesa el objeto, sale de él alterada en su dirección de propagación (radiación dispersa) en su "calidad o longitud de onda (radiación incoherente) o ambas cosas. ft

En el primero y en el último caso, la radiación difusa no solo NO es útil radiográficamente, sino, que contribuye a hacer borrosas las imágenes . En el segundo caso la radiación difusa es beneficiosa pues incrementa el ~contraste6 de la imagen (ya veremos que es eso). Sin embargo, como estos fenómenos van siempre unidos, hay que considerarlos globalmente como perjudiciales para la calidad de la radiografia .

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CAPITULO 6:

LA PELíCULA RADIOGRÁFIC'"

6.1.) LA PELíCUD"( RADlOGRÁFIC .••. Generalmente, las radiografías se hacen sobre una "película por los fotógrafos. La película tiene 2 partes, Figura 5.1: SOPORTE, que es una hoja de plástico transparente.

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semejante a la usada

UN RECUBRIMIENTO, de gelatina, que contiene finamente dividido y repartido de modo uniforme (en emulsión) el material sensible, que es Bromuro de Plata mezclado con otros productos. La película fotográfica tiene el soporte más fino que la radiográfica y lleva emulsión por una sola cara (la que recibe luz), en tanto que ésta lleva dos capas de emulsión más gruesa, una por cada lado del soporte. Por desgracia, la película radiográfica, es también sensible a la luz ordinaria, por lo que debe manipularse en la oscuridad, con la consiguiente dificultad. Además debe utilizarse metida en una funda de plástico opaca o en un estuche metalico, llamado CHASIS.

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SOPORTE Figura 5.1 a) b) c) d)

Capa exterior de gelatina endurecida. Capa de emulsión con cristales de halogenuros de Ag en gelatina. Sustrato que asegura la adherencia de la emulsión al soporte. Soporte de Triacetato de celulosa o poliester

6.2.) COMO FUNCIONA LA PELíCULA RADIOGRÁFICA. La transformación de lo que en el Capitulo 1 llamábamos ~imagen potencial~ en ~imagen latente~ (todavía visible) tiene lugar según un proceso químico en el que la radiación recibida por la película, ~marca" con un ~germen~ aquellos granos de material sensible que son afectados por la radiación. En las zonas en que la película recibe más radiación en razón del menos espesor o densidad del objeto radiográfico, se ~marcarán" más granos de bromuro de plata. En cambio, en las zonas de película más protegida de radiación, el número de granos "germjnados~ será menor. El proceso de REVELADO, que más adelante comentaremos, los granos "germinados" liberan plata, ennegreciéndose por ello, mientras que los no germinados permanecerán blancos. La consecuencia es que las zonas más irradiadas de la película tendrán mayor cantidad de granos negros que la que hayan recibido menos radiación, resultando, consiguientemente, más oscuras. Una vez puestas de manifiesto las partes oscuras (revelado), es necesario eliminar los ya inútiles granos no germinados, lo cual, como se verá se consigue mediante el FIJADO de la imagen

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6.3.1 CARACTERíSTICAS

DE LAS PElÍCULAS

.

Los fabricantes venden películas que por las diversas características de sus emulsiones tienen propiedades diferentes y sirven, naturalmente, para resolver problemas también diferentes. No es exagerado decir que el buen conocimiento del uso racional de la película, así como su elección, son imprescindibles para quien haya de realizar las radiografías . Las características más importantes a tener en cuenta para juzgar las propiedades de una película son: Grano Velocidad Contraste propio o intrínseco

latitud 6.3.1.) EL GRANO DE LA PELíCULA . La emulsión sensible está formada. como recordamos, por pequeñas partículas de bromuro de plata dispersas uniformemente como diminutos "granos" en la gelatina que forma el cuerpo de la emulsión. En ciertos tipos de películas el tamaño de estos granos es muy pequeño, mientras que en otros es bastante mayor . Ya sabemos que la imagen esta formada por unos puntos negros cuyo tamaño depende del tamaño del grano de la emulsión. En las partes donde los puntos negros se amontonen, la imagen aparece oscura, en tanto que donde los puntos negros están más repartidos por la transparente gelatina, la apariencia de la zona será mas o menos gris. Así, toda la radiografía examinada con una lupa potente o en un pequeño microscopio aparece descompuesta en dichos puntos: los bordes que a simple vista son nítidos se vuelven discontinuos e irregulares y los detalles se desdibujan como pasa con las fotografías tomadas de los diarios. Pues bien, las películas de ~grano fin0 con un tamaño medio pequeño, de sus granos de material sensible, proporcionarán imágenes mas detalladas que las que tengan un ~grano grueso •. Algo, pues, parecido a lo que ocurre con los televisores pequeños que a corta distancia dan imágenes más nítidas que los grandes por la mayor o menor separación de las "líneas. de la imagen . El grano de las pelicula es pues importantisimo en relación con la DEFINICION de la imagen: Si de desea una imagen definida, se emplean pues, películas de grano fino . I

6

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6.3.2.) LA VELOCIDAD

DE LA PELíCULA .

Segun lo dicho, maldita la falta que harian las películas de grano basto, sin embargo, éstas se fabrican, se venden al mismo precio que las otras y se utilizan. Por que?, muy sencillo: cuanto más fino es el grano de la película tanto mayor tiempo necesita para alcanzar un determinado ennegrecimiento o densidad y esto es un inconveniente grave. Cuando se radiografían objetos muy gruesos o muy densos, los tiempos de exposición requeridos son excesivos y hay que renunciar a una mejor definición a favor de una rapidez en el trabajo. Así en cada caso debe adoptarse una resolución de compromiso entre la definición de la imagen y el tiempo que debe emplearse en obtenerla . Segun este tiempo, se dividen las películas en : 1- Películas "Lentas. de grano muy fino y velocidad baja 11- Películas "rápidas" de grano y velocidad medias . 111 - Películas "muy rápidas. de grano basto y gran velocidad

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Las primeras se reservan para los trabajos muy finos y en la radiografía de objetos delgados (soldaduras en chapa soldadas, soldaduras por punto) o poco absorbentes (piezas de aleaciones ligeras, plásticos). Las segundas son la que más se utilizan por presentar un buen término medio en cuanto a calidad de imagen y rapidez de trabajo, empleándose en la radiografía de espesores de aceros muy diversos, materiales ligeros de cierto espesor, etc. Finalmente las de tercer grupo se reservan para radiografías de piezas de gran espesor. A continuación se dan las velocidades relativas de diversas películas convencionales. Entre las de grano fino, la Gevaert Structurix D4 y la Kodak De las de grano y velocidad medios, la Gevaert Structurix veces más rápida que la 04, y la Kodak AA, es algo más aunque de excelente calidad. Finalmente, entre las de grano basto es relativamente Gevaer Structurix OS o la Kodinex de Kodak. Para trabajos muy delicados puede utilizarse finísimo, aunque extremadamente lenta. Conviene hacer algunas recomendaciones

la Gevaert

M 07, es unas tres lenta que la 07,

Structurix

fácil adquirir la

02 de grano

relativas al empleo de películas:

1. Las películas lentas son delicadas de manipular y es fácil que sean afectadas de manchas y sombras debidas a roces, presiones mecánicas o huellas de dedos. 2. En cambio ennegrecen más lentamente permitiendo un almacenaje largo. 3. Las peliculas rápidas presentan los inconvenientes y ventajas contrarios. 4. Si las peliculas se guardan en un frigorífico pueden almacenarse durante mucho tiempo. 6.3.3.) CONTRASTE

PROPIO O INTRíNSECO.

Contraste es el aumento o ennegrecimiento que experimenta la película cuando se aumenta un cierto tiempo de exposición. Cada tipo de película presenta un contraste propio característico. En general es mayor en las películas de grano fino que en las de grano basto. Hay que señalar que en una misma película el contraste intrínseco varía según la densidad de que se parte para medirlo. En general es mayor cuanto mayor es la densidad, aunque a partir de cierto momento crece más lentamente y, para exposiciones muy intensas, llega a disminuir (pelicula "solarizada"). El contraste intrínseco para una cierta densidad, se llama también "gradiente" y su valor máximo para una determinada pelicula se conoce como "gamma- de la mísma. Es fácil comprender que en una película de alto contraste propio se obtienen mayores diferencias entre los grises correspondientes a áreas diferentemente irradiadas, que en el caso de una película de menor contraste propio. 6.3.4.) LATITUD. Aunque un elevado contraste intrínseco es, en si, una buena cualidad de la película, no siempre es deseable. Por ejemplo, si se radiografían objetos con grandes diferencias de espesor, un elevado contraste de la pelicula puede hacer excesivamente oscuras las zonas correspondientes a las partes finas del objeto. En cambio, las ímágenes de discontinuidades de dificil apreciación, tales como las faltas de fusión en las soldaduras, requieren en general películas de contraste intrínseco alto.

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De las peliculas capaces de reproducir de modo útil la imagen de partes de un objeto con grandes diferencias de espesores se dice que presenta una gran latitud. Es claro que Ulatitud" es, en cierto modo, una propiedad contraria al "contraste propio de la película . M

6.4. PANTALLAS

REFORZADORAS •

Las hay de dos tipos: Metálicas (de plomo) Salinas (fluorescentes) De las salinas no nos ocuparemos porque no son tan comunes . Las metálicas consisten en hojas muy finas (de 0,01 a 0,1 mm de espesor) de plomo, adheridas a cartulinas o láminas de plástico. Otros materiales utilizados son acero, cobre y wolframio . La película se coloca entre dos de estas láminas cuidando de que por ambas caras la película esté en contacto directo con el plomo para lo cual deberá quitarse el papel protector de la película. El conjunto de la película entre las dos placas se guardan en la correspondiente funda o chasis . las placas reforzadas funcionan del modo siguiente: cuando la radiación incide sobre el metal le arranca pequeños granos de electricidad (electrones) que ayudan a ennegrecer la película. Así, las pantallas reforzadas aumentan el contraste propio de la película ya que el número de electrones arrancados es proporcional a la intensidad de la radiación recibida . Pero además las placas reforzadas tienen otra misión, absorber parte de la radiación difusa no coherente, reforzando así la ~definición~ de la imagen . En general puede decirse que las placas reforzadas son imprescindibles trabajando con rayos X por encima de los 100 KeV .

33

CAPITULO 7: EL PROCESADO 7.1.) MANIPULACiÓN

DE LA PELíCULA

DE LA PELíCULA

La pelicula es un material delicado cuya manipulación exige ciertos cuidados. Ante todo es preciso conocer que cosas pe~udjcan a la película. He aquí una lista resumen: a) Los rayos X o gamma: Las películas vírgenes o las ya impresionadas deberán mantenerse lejos de equipos de rayos X en funcionamiento o de lugares donde se están tomando gammagrafías. Esto último es muy importante ya que una fuente de radiación gamma puede, si se trabaja frecuentemente con ella a menos de un centenar de metros del almacén de películas, acabar, al cabo de algún tiempo velando el material. Si es necesario tener películas vírgenes ya impresionadas, pero pendientes de revelar, habrán de colocarse en sitios protegidos de la radiación, detrás de palestras y máquinas o en hoyos. b) [a luz: La película radiográfica es sensible a la luz. Deberá, pues, manipularse a oscuras, o más cómodamente, con luz de seguridad. Los filtros rojo-marrones son muy adecuados pues proporcionan suficiente iluminación sin velar las películas. Deberán revisarse las fundas en que se meten las películas para obtener las radiografias ya que si están rotas, desgastadas o pinchadas, permiten la entrada de la luz y se producen, luego de revelada la película, los consiguientes borrones negros. Un incidente muy corriente (y desagradable) ocurre cuando alguien enciende la luz blanca a destiempo. Las consecuencias pueden arruinar el trabajo de un día o estropear una caja de película virgen, recién abierta. Para evitarlo deberán disponerse sencillos dispositivos de seguridad en los interruptores. cl

La temperatura

Salvo que las películas se almacenen en un refrigerador, la temperatura las va envejeciendo mas deprisa cuanto más basto es su grano. A una temperatura de 20°C las películas se conservan bien hasta, por lo menos, la fecha de caducidad que figura en la caja donde se guardan. Si la temperatura fuese de más de 30°C dicha caducidad podría llegar antes. Finalmente, si en algún momento la pelicula se calentase por encima de los 40°C la emulsión se estropearía dando lugar a imágenes con un defecto especial conocido como ~reticulado" o "piel de cocodrilo". Si en algún momento hubiese que radiografiarse un objeto caliente como por ejemplo, una soldadura todavía no fría, puede interponerse entre la película y el objeto un trapo, o mejor una hoja o cartón de amianto que prácticamente no influye en la imagen. d) El paso del tiempo Como se acaba de indicar las películas acaban envejeciendo con' el tiempo. No deben pues emplearse películas pasadas de fecha sin hacer los controles correspondientes, si no se desea arriesgarse el trabajo.

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El maltrato

Este puede ocurrir en la camara oscura al cargar o descargar fundas y en el trabajo al intentar adaptar las películas a la forma del objeto o al llevarlas dobladas de un sitio a otro. En general cualquier presión excesiva y localizada en la emulsión dará lugar a las consiguientes manchas oscuras si el mal trato ocurrió antes de impresionar la película o manchas claras si sucedió después .

Los papeles protectores originan descargas de electricidad que se manifestarán después como lineas ramificadas oscuras .

Finalmente deberá evitarse tocar con los dedos la superficie de la película, que te caigan gotas de agua o de productos químicos, etc. pues provocaran defectos imagen .

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~.2. PROCESADO MANUA~. Una vez impresionada la película es necesario obtener la radiografía propiamente dicha. Esto se consigue mediante una serie de operaciones de naturaleza química en cuyo detalle no vamos a entrar. No obstante importa saber lo siguiente 1° Las operaciones a realizar son en este orden: Revelado Paro de revelado o detenido Fijado Lavado Secado 2" El revelado se realiza sumergiendo [a película en el liquido revelador. Este deberá tener en general una temperatura de 18 a 25°C. Los tiempos de revelado son los aconsejados por cada fabricante para cada película y varían con la temperatura. Con el revelador más caliente que la temperatura máxima recomendada se producen manchas, y por debajo de los 15°C las imágenes obtenidas son pálidas y poco contrastadas. La inmersión de la película debe hacerse rápidamente, procurando que se moje por las dos caras y que no se pegue a otras películas lo que requiere cierta habilidad si se revelan varias películas . Es fundamental la agitación del baño durante el proceso de revelado . q Una vez revelada la película ya se aprecia la imagen a la luz roja si bien es aún poco contrastada y no muestra detalles .

A continuación se detiene el proceso de revelado, bien por lavado a fondo durante 2 minutos, o bien por inmersión durante medio minuto aproximadamente en un baño de ácido acético al 3% . A continuación se fija la imagen en un baño fijador cuya temperatura y tíempo de permanencia no son críticos. Sin embargo se recomienda una temperatura no inferior a 12°C y un tiempo de permanencia determinado empíricamente como el doble del tiempo necesario para transparentar un trozo de película sin revelar. ° Después la película se lava con agua corriente limpia durante 15 a 30 minutos a una temperatura no inferior a 10°C ni superior a 30°C . 11

Finalmente se escurre y se seca al aire o en estufa .

35

Para facilitar el secado puede sumergirse una vez lavada la película en HUMECTANTE, que es una solución detergente. Sin embargo esto no es imprescindible, aunque acorta el tiempo de secado hace que sea más uniforme. Las peliculas deben archivarse en sus papeles protectores y rotularse. 7.3.) PROCESADO

AUTOMÁTICO.

Para series pequeñas de películas puede resultar económico el procesado en cubeta horizontal. Sin embargo si se han de realizar cada día mas de cuarenta o cincuenta radiografías o estas han de ser de elevada calidad, debe preferirse trabajar en cubeta vertical previo montaje de cada pelicula en un chasis de revelado especial. El revelado en cubeta vertical permite atender a un operador, el revelado, encarpetado y carga diarios, de unas trescientas o cuatrocientas películas, según su experiencia. Por encima de estas cifras es mas económico que duplicar o triplicar el sistema, comprar una procesadora automática. En estas máquinas se introduce la pelicula impresionada por una ranura y se recoge por otra unos minutos después, perfectamente seca. Como en este tiempo pueden introducirse otras películas y el trabajo es poco fastidioso, el ritmo de producción de estos aparatos es muy elevado. 7.4.) CÁMARA O CUARTO OSCURO. ORGANIZACiÓN

Y MANTENIMIENTO.

El laboratorio de radiografía debe reunir las siguientes condiciones, figura 6.1: -Debe ser absolutamente estanco a la luz. -Debe estar bien ventilado. -Debe estar alejado de cualquier fuente radioactiva. -Debe disponer de iluminación general blanca y de seguridad; y de iluminación local de seguridad. -Debe llevar dispositivos de seguridad que impidan el encendido imprevisto de la luz blanca. -Existirán armarios que cierren perfectamente en los que las películas se guardaran según tipo y en orden de fecha de caducidad. -Las cajas empezadas de película se tendrán guardadas aparte y a mano. -Las cajas de película se deben guardar en posición vertical. -Existirá una zona seca para cargar y descargar las películas y una zona húmeda para procesarlas. -El acceso a la cámara oscura se realizará si es posible mediante un laberinto que evite el uso de puertas y permita la entrada y salida rápida del laboratorio.

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CAPiTULO 8 - CALCULO DE EXPOSICIONES 8.1) CÁLCULO

DE EXPOSICIONES

El ~calculo. de una exposición tiene como objeto establecer las condiciones operativas que permitan obtener una radiografia correcta. Aunque el cálculo de exposiciones para rayos X y rayos gamma es esencialmente igual, las operaciones son diferentes por lo que en este texto se tratarán por separado. En cualquier caso, la ~estrategia" del cálculo de una exposición consiste en dar por constantes ciertas condiciones fácilmente sometibles a cálculos en caso de modificarse y concentrar la parte más dificil de la estimación en el uso de tablas, ábacos, diagramas o reglas construidas empiricamente. Así en el caso de los rayos X, los términos a calcular son el tiempo de exposición y la tensión de trabajo, mientras que en el caso de los rayos gamma, el problema es determinar el tiempo de exposición exclusivamente . Cuando se irradia un centímetro cúbico de aire este se ioniza generando cargas eléctricas. Cuando se genera una unidad electroestatica de carga (ues) por cm3 de aire irradiado se dice que la exposición es de un roentgen(R). En el sistema internacional se define al Bequerel (Bq) como unidad de exposición . La exposición se calcula como: X= K x (i.t)/ d' Donde K es una constante dependiente de cada equipo de rayos X 1es la corriente de filamento t es el tiempo d es la distancia fuente película (OFP) Con el fin de fijar ideas, se define como uEXPOSICION~ al producto del Utiempo de exposición~ por la Ulntensidad" I de la radiación: E =1 x I Pero como el caso de los rayos X

I =Kx

mA

1£ =mA x tiempo 8.2) CALCULO

DE UNA EXPOSICION CON RAYOS X

A continuación se muestra un diagrama típico de exposición para rayos X. Se dan por fijas las siguientes condiciones: Distancia foco pelicula (O ;: 700 mm.) Tipo de pelicula (Tipo 07) Densidad deseada (2) Tipo de material (hierro)

La condición - dato de partida es el espesor del material y se elige sobre el eje de abscisas (horizontal). El eje vertical (Iogaritmico) registra los la ~exposición. que son uno de los resultados del cálculo . En el diagrama aparecen una serie de lineas oblicuas sensiblemente convergentes y correspondientes a tensiones constantes de trabajos en KV. En general, hay numerosas opciones de elección de tensión. Sin embargo NO son equivalentes, desde el punto de vista de la calidad de los resultados . "L:A MEJOR CALIDAD DE IMAGEN SE OBTIENE EN PRINCIPIO, CON LA TENSION MAS BAJA',

37

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Sin embargo la disminución de la tensión da lugar a un rápido incremento del tiempo de exposición, así la tensión elegida debe ser compatible con un tiempo razonable (unos pocos minutos) de exposición. Bellchtungsdlagramm FF.•.• l00lllm

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8.3) COMO MOOIFICAR

LA EXPOSICiÓN CUANDO VARiA LA DISTANCIA

Recordemos que se llama exposición al producto que resulta de multiplicar el tiempo que la película esta expuesta a los rayos X por el miliamperaje de trabajo. Este último factor es proporcional a la intensidad de irradiación real, pero como esta no se conoce con exactitud y es difícil de medir, se sustituye por la lectura del miliamperaje lo que puede hacerse, precisamente por tratarse de cantidades proporcionales. Asi si aumenta la distancia, la disminución de la intensidad de irradiación debe interpretarse como si cualquiera de los dos factores que definen la exposición a saber: tiempo y el miliamperaje hubiesen disminuido, en proporción directa al cuadrado de la distancia. Para compensar esta disminución, deberá incrementarse según dicho cuadrado bien el miliamperaje y el tiempo. Generalmente el miliamperaje o es fijo o puede variar solo algunas unidades lo que hace que la compensación del alejamiento en los efectos radiográficos se haga casi siempre aumentando el tiempo de exposición en un factor proporcional al cuadrado de dicho alejamiento. Así por ejemplo, si se duplica la distancia (factor 2) y se desea obtener una radiografía de las mismas caracteristicas, se deberá cuadruplicarse (factor 4) el tiempo de exposición, recíprocamente una disminución de la distancia a la tercera parte significa un acortamiento de nueve veces el tiempo de exposición. EJEMPLO 1: Se desea calcular la exposición y tiempo necesarios para obtener una buena radiografía de una plancha de acero de e = 20 mm de espesor, utilizando un Diagrama de Exposición de una pelicula structurix 07, con una OFP: 700mm, una densidad de 2 y una corriente de filamento-de 2,5 mA a) trazar por e isotensión.

=

20 una vertical que contará a la mayor parte de las lineas de

b) elegir una de las lineas de isotensión, por ejemplo la de 180 KV.

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•• •• •• •• •• •• ••

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e) trazar una paralela al eje horizontal hasta cortar el eje vertical. d) Leer en la intersección la exposición expresada en miliamper x minuto. En este caso 4,9 mA. Minuto. Este valor es el producto de la tensión por el tiempo, dividiéndolo por la tensión de trabajo elegida, se obtiene el tiempo de exposición. e) El tiempo de exposición se calcula dividiendo la exposición entre la corriente de filamento, su valor es 1,96 minutos EJEMPLO 2: Se desea calcular la exposición y tiempo necesarios para obtener una buena radiografía de una plancha de acero de e = 20 mm. De espesor, utilizando un Diagrama de Exposición de una película structurix 07, con una DFP: 500mm y una densidad de 2, para una tensión de 160 KV. La corriente de filamento es de 2,5mA •

primero debemos calcular la exposición para una DFP 700mm, trazar por e = 20 una vertical hasta cortar la linea de 160 KV obteniendo un valor E=9,5 mA.min. • para calcular la exposición a DFP 500mm, se procede de la siguiente manera: Como las dos exposiciones deben ser iguales X700=XSOO

K X E/d'

= K x E'/d"

Simplificamos K en ambos miembros y despejamos E' E'= E

X

(d'ld)'

E'= 9,5 x (500nOO)' E'=4,8mA.min Como era de esperarse el tiempo de exposición para una DFP 500mm es menor que para una DFP 700mm para tener la misma densidad El tiempo de exposición será: T=E'/i= 4,8mA.min/2,SmA=

1.92 min

8,4) CALCULO DE UNA EXPOSICION CON RAYOS GAMMA 8,4,1) CÁLCULO CON DIAGRAMA Sea un radioisótopo de constante específica de radiación í y con una actividad A, se puede demostrar que si se trata de una fuente puntual mono-energética, la exposición producida por dicha fuente a una distancia d durante un intervalo de tiempo tes: X= í x A x tI d2 (exposición) X= r x E I d' [Ci.h o Bq.min) DondeE=Axt í es una constante especifica de radiación, es una magnitud que caracteriza a cada radioisótopo . r (Ir-192)= 0,55 R.m'/Ci.h o 3,83.10' C.m'/(k9. GBq.h) r (Ir-192)= 0,55 Rm'/Ci.h o 3,83. 10. C,m'/(k9. GBq.h)

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La exposición por unidad de tiempo o tasa de exposición se calcula como:

x= XI! = r

x PJ d'

En este caso, no hay probabilidad de elegir la energía de la radiación, por lo que no existen lineas equidistantes a las de KV de los ábacos de rayos X. Por olra parte no es posible ~fijarn la actividad de la fuente como puede hacerse, por conveniencia, en el caso del mlliamperaje en rayos X, ya que la fuente pierde constantemente actividad. Así el eje ~y6(vertical) se suele guardar en Exposiciones (el x t) en vez de "tiempos de exposición". En cambio, el diagrama no suele requerir "fijar" la distancia pues dispone de una serie de líneas oblicuas (D1 D2 ...) para elegir la de trabajo. Las operaciones de cálculo son: a) Se parte, como siempre, del espesor del material sobre el eje X. Sea E, el espesor considerado. b) Se levanta una perpendicular por E, hasta cortar la distancia, 03, de trabajo en el punto c) Se determina que valor de exposición "E" corresponde a d. Este valor será el producto de la actividad de la fuente en el momento de hacer la radiografía por el tiempo de exposición buscado. e) Se divide E por la actividad de la fuente, para obtener t. IflOO1C

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8.4.2) EXPOSICiÓN RELATIVA Considere el siguiente ejemplo, se necesita ensayar una pieza con radiación X de las siguientes características: e1= 15 mm, e2;:; 25 mm DFP;:; 700mm, película 07, tensión de 160 KV . Si tomamos el espesor de 25 mm, para obtener una densidad 02 de 2.0 se escoge una exposición de 25 mA.min . Para la otra zona (espesor e1), para obtener una densidad 01 de 2.0, la exposición debería haber sido de 4mAmin. Es decir que esta zona ha recibido mayor exposición que la que debería haber tenido. Esto se ve reflejado en la película con un aumento en la densidad (película más negra) . La exposición relativa es de 25mA.min/4mA.min ;:; 6,3. Es decir que el menor espesor ha recibido una exposición 6,3 veces mayor, tomando este valor referido a una densidad de 2.0. Esta es la exposición relativa referida al espesor de 25mm . La densidad relativa depende de los espesores y no de la placa radiográfica .

Dr>

8.4.3) CORRECCiÓN

DE EXPOSICIONES

Los diagramas y las reglas, cuando son de confianza y se usan como es debido, dan buen resultado. Sin embargo, es frecuente que al empezar el cálculo no se conozcan bien algunos datos. Por ejemplo; el espesor del material, o su naturaleza. Es pues, frecuente en la práctica profesional realizar radiografías "a ojo~ y no es raro que éstas salgan mal. En este caso, puede corregirse la exposición con la curva sensitométrica de la película, tal como se nuestra en la Figura siguiente.

CURVAS SENSITOMETRICAS.' f

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EJEMPLO: Considerando el ejemplo anterior, la curva sensitométrica nos permite prever densidad que tendremos en la zona de menor espesor. Entramos en la curva sensitométrica, para una densidad de 2.0, curva 07 tenemos LogEr (logaritmo de la exposición relativa) de 2,3. Si nuestra exposición relativa es de Er=6,3 su logaritmo sera de 0,8. Sumando estos dos últimos tenemos LogEr= 2,3+0,8= 3,1. En la curva sensitométrica este valor corresponde a una densidad mayor que 4, que no corta la curva de la placa 07. La película tendra una densidad tan alta que podrá ser visible (película demasiado oscura).

la un

ya no

42

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

EJEMPLO:

DFP

Datos: el =20mm, e2=25mm, DFP=700mm, V=240KV, película D7 De la tabla de exposición obtenemos: Para 25mm E=2.2mAmin

Para 20mm E;:;1.35mAmin Er= 2.2/1.35= 1.6 LogEr- 0.2 De la

cUlVa

sensitométrica

LogEr-2.3+0.2=

para una densidad de 2.0, 07: LogEr= 2.3

2.5

Entrando nuevamente en la curva sensitométrica para LogEr=2.5, cortará a la curva 07 en un valor de densidad de 3.4 . Es decir que si en la zona de 25mm tengo una densidad de 2.0, en la zona de 20mm tendremos una densidad de 3.4. 8.4.4) CAMBIO DE CONDICIONES

Los diagramas y las reglas ~fijan., como se dijo numerosas variables. Si se desea obtener la radiografia, alterando alguna o varias de ellas., el cálculo debe completarse de acuerdo con lo que la teoría diga sobre la modificación de la variable . - Para modificar el miliamperaje:

ImA ~mA'xt'l - Para modificar la distancia:

- Para modificar el material: Buscar en tablas el factor de corrección correspondiente . - Para modificar la película: Establecer la relación de exposiciones sobre las correspondientes sensitométrica_ - Para modificar la densidad:

curvas

43

•• •• •• •• •• •• •• ••

Sobre la curva sensitométrica de la pelicula, procediendo como en el ejemplo de ~corrección de exposiciones-o Si se modifican estos parámetros a la vez, su introducción en la modificación de los resultados dados por el cálculo inicial, debe hacerse sucesivamente para evitar equivocaciones.

44

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• CAPíTULO 9 • EFECTOS QUE INFLUYEN EN LA CALIDAD DE LA RADIOGRAFíA 9.1} RADIACiÓN

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •

DISPERSA

~

Cuando ensayamos una pieza, la radiación que traspasa la pieza y la placa puede encontrarse con cualquier objeto (suelo o pared) y rebotar. Esta radiación que llega desde atrás a la película se denomina radiación dispersa y no es grata porque perturba la imagen. Para eliminarla seria conveniente colocar la placa sobre el piso pero hay ensayos en los que no es posible realizarlo. Por ello se coloca una placa de un material de gran absorción de la radiación, es decir alto coeficiente de atenuación lineal (como el plomo) .

fuente

DFP

.2) SENSIBILIDAD

RADIOGRÁFICA

9.2.1) DENSIDAD, DEFINICiÓN"

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •

CONTRASTE

El ennegrecimiento de las áreas oscurecidas se mide en unidades de: ~dens¡dad fotográfica por transmisión~ o sencillamente ~densidad" . Como orientación y aunque hemos de volver sobre esto, una buena densidad puede estar comprendida entre 2 y 3. por debajo de 1,5 las imágenes son demasiado transparentes . Se llama Mdefinición" de la imagen a la nitidez que se presentan sus contornos . Finalmente, se llama "contraste" de la imagen a la diferencia de la densidad o ennegrecimiento entre sus zonas vecinas . Si las áreas cuyo contraste notamos, están una alIado de otra, el contraste se percibe mejor si están separadas por áreas de otras densidades . Cuanto mas Mcontrastada" y mejor Mdefinida" sea la radiografia tanto mejor se percibirán los detalles de la imagen. En tal caso se dice que la imagen presenta una buena ~calidad" o Msensibilidad". (fig. 1.2)

•• Fig. 1.2 Factores que Intervienen en la buena calidad de una radiografía.

DEFINICIÓN BUENA

CALIDAD O SENSIBILIDAD DE LA RADIOGRAFIA

•• •• •• •• •• •• •• •• •• • ~

CONTRASTE ALTO

46

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

CAPITULO 10: CALIDAD DE IMAGEN ~0.1} INTRODUCCION La radiografía, como método de inspección, tiende a informar acerca de la calidad de Jos materiales u objetos radiografiados. Sin embargo, una imagen radiográfica puede ser ~buena~ o Mmala~ y en este 'último supuesto, su información sera deficiente o nula . Se tratará pues, de una radiografía de Mmala caJidad~. Una radiografía tiene, así, una Mcalidad propia que no tiene que ver con la del objeto inspeccionado pero, de la cual depende el correcto conocimiento de éste. Es, pues, fundamental conocer en que consiste y de que depende dicha calidad radiográfica . En general, la calidad de imagen se relaciona con la capacidad de poner de manifiesto el menor incremento de espesor de material, de la menor extensión posible. A tal capacidad se llama SENSIBILIDAD . M

10.2} PARAMETROS

DE DI CALIDAD RADIOGRAFICJI .

Una radiografía es susceptible de aceptación o rechazo en función únicamente de tres parámetros: DENSIDAD DEFINICION CONTRASTE Supuesto que este libre de deterioros obvios: manchas, arañazos, quemaduras, etc . Si es demostrable (y hay medios para ello) que la definición, el contraste y la densidad son correctos, la radiografía será siempre aceptable . Estudiaremos por separado cada uno de estos tres terminas . ~0.3) tA DENSIDAD Este termino se define como ~el logaritmo de la relación entre la cantidad de luz que ilumina la película y la que pasa alojo del observador" .

~ ~ D = densidad fotográfica lo :;:; luz que ilumina la película 1\ = luz que la atraviesa (luz transmitida) Como la imagen presenta en general variaciones de densidad de una zona a otra, el concepto suele aplicarse a áreas restringidas que pueden considerarse estadísticamente puntuales. Conviene advertir que hay varias maneras de ~medir" la densidad según la fuente luminosa sea difusas o transparente y el sistema receptor mida en una determinada dirección o en cualquiera de ellas. En el caso de imágenes radiográficas se entiende que la densidad es "doblemente difusa", esto es, que la fuente luminosa es difusa y que la lectura se medirá como si la luz transmitida o ~pasante" se difundiera en todas direcciones .

47

10.41 DEFINICION La definición de una imagen radiográfica es una expresión de su nitidez. Esto es, la aproximación de la imagen real a la que teóricamente correspondería segun su geometría. Una imagen mal definida será de límites borrosos y esa borrosidad hará dificil o imposible, según la magnitud de ésta, su estudio. Tal como muestra el siguiente cuadro, la definición depende de diversos factores que pueden agruparse así: Factores geométricos: Distancia objeto película (d) Distancia fuente película (D) Tamaño de la fuente (i) Vibraciones Incidencia Astigmatismos .Factores físicos: Dependientes de la película y su procesado: Grano Grosor de la emulsión Humedad Dependientes de la técnica: Hojas reforzadoras Filtros y máscaras Exposición La concurrencia de todos estos factores da lugar a una falta de definición global Ut suma de las faltas de definición aportadas por los factores expuestos.

48

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

10.5) FACTORES GEOMETRICOS 11.5.1) PRINCIPIOS GEOMETRICOS Si el foco del equipo de rayos X o V fuese sumamente pequeño, como un punto, esto es, Mpuntual" (Fig 3.1), la imagen radiográfica la forman. la forman los "rayos~ que, procedentes del foco pasan por las diferentes partes del objeto y van a parar a la película .

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Figura ).1 Es evidente que si el objeto se aleja de la película, por ejemplo hasta la posición O', su sombra o imagen se hace más grande (línea de puntos). Si el objeto se superpone a la película su imagen, será prácticamente del mismo tamaño que aquel. Es importante pues, notar que la imagen radiográfica es siempre mayor que el objeto correspondiente, aunque según las técnicas habituales pueden considerarse, casi de igual tamaño. llamaremos ~D" a la distancia foco - película y ~d~ a la distancia objeto - película, que son las distancias fundamentales en radiografía . Como puede verse en la figura 3.1, el tamaño MA~de la imagen es mayor que el ~a~del objeto. Si se conocen las dimensiones de ~D~ y Md", Y se sabe el tamaño de ~aM,puede calcularse ~g,ya que los triángulos: F,a1a2 y FA,A2 son semejantes. Las ecuaciones que nos permiten hacer esto, son las siguientes .

49

de donde obtenemos:

IA=Dxal D-d Que es la expresión matemática de lo dicho anteriormente. Esto tiene gran importancia, por ejemplo, cuando se radiografían objetos muy gruesos (macizos y huecos) pues la parte de estos alejados de la película, aparece marcadamente aumentada. Es también importante hacer notar que la forma de la imagen pueda presentar importantes deformaciones respecto al objeto, debido a la proyección oblicua de la imagen sobre la pelicula.

•

Figura 3.2 Así el cubo de la figura 3.2 puede, según la dirección en la que se radiografía, dan imágenes diferentes. Análogamente, los poros vermiculares de las soldaduras, unas veces aparecen como gusanítos, y otras como circulas oscuros en la radiografía. También a la proyección oblicua se debe el que las soldaduras circulares de pequeño diámetro aparezcan en las radiografías obtenidas correctamente como elipses. 10.5.2) LA SOMBRA Y LA PENUMBRA Por disgregación el foco en los aparatos de rayos, no es puntual, sino que tiene ciertas dimensiones, erro trae consigo que las imágenes sean mas borrosas en los bordes, esto es, que su DEFINICiÓN sea mala. Lo mismo ocurre Con las sombras obtenidas mediante un globo luminoso de cristal esmerilado. La figura 3.3 ilustra claramente el fenómeno.

50

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

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Rg•••.•3.3

a borrosidad de los t::iordesce la imagen recibe el nombre de PENUMBRA RADIOGRÁFICA'Y su valor es tanto menor cuanto mayor es la distancia foco-película y cuanto menores son las distancias objeto-película y el tamaño del foco . Para quién no le importe hacer números, del examen de la figura se deduce que: El triángulo OBA es semejante al aba, por lo tanto:

I ~~=Dci~I De donde:

I

AB=abxd

D-d

Es evidente que ~ab. no puede, en general variarse, esto es debe tomarse como una constante del aparato de rayos X, sin embargo nD- puede hacerse lo mayor posible y ~dftlo más pequeña que se pueda, con 10que -AS", esto es, el tamaño de la penumbra geométrica o mala definición, será lo mas pequeña posible . Si O se hiciese enorme AS sería nula, pero como O no puede pasar de cierto limite, ya que como veremos enseguida (y es de sentido común) al alejarse el foco del objeto y de la película, la cantidad de radiación que recibe esta, disminuye rápidamente, lo que llega a hacer imposible la obtención de la radiografia . En general ~d~puede hacerse muy pequeña si el objeto se superpone a la funda o chasis que protege a la pelicula de la luz . 10.5.3) C1\ ATENUACiÓN

DE LA CANTIDAD DE RADIACiÓN CON LA DISTANCIPI

La disminución de la cantidad de radiación que llega a la película (intensidad de irradiación) con la distancia, se rige por una regla muy sencilla que se conoce con el pomposo nombre de "LEY DE CA INVERSI\ OEL CUADRADO DE LA DISTANCIA" Lo que esta ley quiere decir se ve muy claro en la figura 3.4 .

•• •• •• •• •• •• ••

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B

Figura 3.4 Una superficie de por ejemplo 4 dm2 recibe una cierta intensidad de irradiación (11)a la distancia kO-. Si esta distancia aumenta hasta, supongamos por caso, ser el doble ~2D", la misma cantidad de radiación que el primer caso había de repartirse entre los 4 2 dm a razón de 11/4 para cada uno de ellos, en el segundo caso, a una distancia doble, debe repartirse entre 16 dm2 a razón de 11116 para cada uno ya que, como el triángulo oab es semejante al triángulo DAS, AS es doble que abo Esto es, I se ha hecho 4 veces menor cuando O se ha hecho 2 veces mayor. Por análogo razonamiento se demuestra que si D se hace 3 veces mayor, I se vuelve 9 veces mas pequeña, etc. Recíprocamente si O se reduce a mitad, esto es, se divide por 2 la intensidad de irradiación se vuelve 4 veces mayor y así sucesivamente. En general puede escribirse que:

1,

1,

O,'

O'

,

Siendo 11 e h las intensidades de irradiación a las distancias DI y D2 respectivamente.

52

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

10.6) PENUMBRA

RADIOGRÁFICA

10.6.1) PENUMBRA GEOMÉTRICA La penumbra geométrica es la zona de indefinición en los bordes de la imagen del objeto ensa ado. La llamaremos Ug y se calcula como: U

,

~

J.d o_o

D-d

Este valor se minimiza para f (tamaño del foco o la fuente) y d mínimos y O máximo, si bien en la práctica es necesario llegar a un compromiso de valores. Si la zona de penumbra existe en los bordes del objeto, también existirá para discontinuidades que se encuentren dentro del objeto. El caso más desfavorable es cuando la discontinuidad se encuentra en la superficie superior o lado fuente del objeto .

F

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I \

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I

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D-d

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d

Ug

Ug

Hay que tener en cuenta que, el único término de la penumbra total, calculable, En función de los parámetros operatorios es, precisamente, la penumbra geométrica y que su limite de magnitud, para. una calidad radiográfica "normal" se hallan tabulados según norma en función del espesor: Esoesor t (mm) Ua max mm)

<50 <50 a 75 75 a 100 >100

0.51 0.76 1.02 1.78

53

A partir de estos valores se calcula la distancia D.d que deberemos tener. En cuanto a los otros factores geométricos, únicamente pasaremos a estudiar los referentes a las vibraciones. Las VIBRACIONES pueden darse en cualquier de los tres elementos esenciales para la realización de una radiografía, a saber: la fuente, el objeto y la película. Obviamente pueden vibrar uno, dos o los tres elementos. El resultado será una imagen ~mov¡dan y

por

tanto, borrosa y mal definida. La mala definición debida a este defecto

generalmente es ~anisótropan, o sea, más notable en cierta dirección y escasa o nula en la que es perpendicular. Esto es debido a que la mayor parte de los movimientos vibratorios debidos a causas ocasionales suelen ser de ~vaivén~. 0.6.2) PENUMBRA DE PROCESO Se refiere a movimientos que pueden ocurrir durante el proceso radiográfico.

Al VIBRACIONES

DE LA PELlCULI(

La penumbra debida a este efecto tiene como valor el neto espacio entre las posiciones extremas de la pelicula, como fácilmente se aprecia en la figura 9.32. Así un punto genérico P del objeto, aparecerá proyectado durante la exposición, entre los puntos Pa Y Pb a consecuencia de la vibración de esta magnitud de la película en la dirección indicada por las flechas.

-..

VibrGción Pa

Pb

PelíctJJ<1

+-

FigurG 9.J

54

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

B) VIBRACION DEL OBJETO Si un punto genérico del objeto vibra entre las posiciones P, y P2 (Figura 9.4), el valor de la indefinición para dicho punto vendrá dado por la distancia entre las proyecciones extremas de dicho punto P', y P'2 cuyo valor se deduce fácilmente de la semejanza entre los triángulos FP,P2 y FP',P'2

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D : , : P:

Vibración! , PI":

,,:

VfJ~ 11'

,,

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•

Pe!icula

l. \

\

Figllra 9.4 Obsérvese que aunque esta fórmula tiene un aspecto parecido a la penumbra geométrica, proporciona un valor máximo de U~ para d espesor del objeto, pero para d = O no es nulo (a diferencia de lo que ocurre con Ug) •

=

lu

v

C) VIBRACIONES

= lJ"d

D-d

I

DE [A FUENTE

Si la fuente vibra, su posición oscila entre los puntos F, y F2 (Figura 9.5) y se comportará como si en vez de puntual, tuviese un tamaño Vf. Por tanto, la fuente tendrá la misma forma que la correspondiente a la penumbra geométrica .

55

F 'IV(,':

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F¡ gura '1 j

En relación con la mala definición debida a vibraciones, deben de hacerse las siguientes observaciones: - Suponiendo que vibren dos o más elementos a la vez, el valor total de la borrosidad

será el correspondiente al mayor de los efectos, ya que las Kborrosidades~ correspondientes aparecen superpuestas. Dado que la penumbra geométrica "acompaña~ a la imagen borrosa por vibración, los efectos de ambas ¡ndefiniciones son aditivos. ~O_6.3) PENUMBRA

INHERENTE

Es la que ocurre cuando la radiación interactúa con la materia. Varía con la energía de la radiación y no se puede controtar, por ello no se tiene en cuenta muchas veces.

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56

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

~.

10.6.4) PENUMBRA TOTA~ Se calcula como la suma geométrica de las tres anteriores:

VUg:2+u?+ul 10.7) FACTORES FISICOS Al DEPENDIENTES DE LA PELlCULA y SU PROCESAOO Como se ha visto anteriormente, la imagen radiográfica está formada, en realidad, por multitud de "puntos ne9ros~ Y opacos cuya mayor o menor concentración determina el ennegrecimiento o densidad de cada zona. Estos puntos son fóculos formados por un elevado número de granos de emulsión impresionados por radiación. En cualquier caso, el tamaño de un "punto" o gránulo es función de los granos o cristales de haluro de plata. Así, a efecto práctico de unidad elemental de imagen es el gránulo o "punto negro que aunque de tamaño variable, mantiene una magnitud media estadísticamente constante, para cada tipo de película en la que se encuentran dispersos los gránulos . En cuanto a la influencia de la humedad, tiene que ver con la hinchazón de la gelatina. Así una pelicula húmeda tiene realmente su emulsión mas gruesa por lo que el efecto acabado de señalar de incremento de la indefinición tiene lugar. Pero ademas, los granulas se dispersan ligeramente, lo que contribuye a aumentar la indefinición de la imagen. Las pantallas son hojas reforzadoras metalicas, generalmente de plomo. No mejoran la definición, sino el contraste y permiten un sustancial acortamiento de los tiempos de exposición. Sin embargo, si no están en buen contacto con la pelicula en el momento de realizarse la exposición, pueden ser causa de considerable borrosidad de los detalles, especialmente de la menor densidad. En cuanto al grosor de estas pantallas, en general es efectos beneficiosos que sobre el contraste tiene la pantalla . Por su parte la influencia de filtros y mascaras tiene que ver con la eliminación mas o menos completa de la borrosidad inducida por zonas muy oscuras en las áreas vecinas. Esta borrosidad de origen físico tiene lugar al incidir masivamente en la película radiación relativamente energética, capaz de arrancar electrones en la propia emulsión. Estos electrones, van a ennegrecer granos que no serian impresionados directamente por la radiación . ft

,

Bl DEPENDIENTES

DE LA TECNICA RADIOGRAFICA

Los más acusados derivan de la naturaleza y calidad de las pantallas reforzadas. Las salinas, cuyo uso es muy poco frecuente en radiografía industrial, proporcionan una definición muy baja, debido al tamaño de los cristales fluorescentes que superan el del propio grano de las emulsiones radiográficas. Por otra parte, evidentemente, una imagen formada por ~puntos~ no puede mostrar detalles cuyo tamaño sea inferior al del ~punto". En consecuencia las películas de grano fino permitirán una definición más alta de los detalles, que las de grano grueso . C) DEP-ENDIENTES DE LA RADIACION La energía de la radiación tiene también influencia en la definición de la imagen radiográfica. Ello se debe a que la radiación muy energética es capaz de arrancar, como ya se vio, electrones de los granos vecinos produciéndose una floculación de granulas que dan lugar a un ennegrecimiento de la película superior al que ocasionarían fotones de menor energía absorbidos en igual número. El resultado, es que la misma densidad se consigue con menor número de puntos negros (pero mas grandes) en el primer caso .

57

10.8) CONTRASTE

RADIOGRÁFICO

El contraste radiográfico es la diferencia de densidades de una película.

e = 01-02

El contraste en radiografía puede expresarse como una diferencia entre densidades Al contraste así expresado, se le denomina CONTRASTE ABSOLUTO, Y depende de vanas cosas: u

M

•

Objeto Radiación Película Proceso • Revelado (concentración, vejez, tiempo, temperatura) • Fijado. • Secado Técnicas operatoria (hojas reforzadoras, filtros, máscaras) 10.8.1) CONTRASTE

DEBIDO AL OBJETO

La naturaleza del objeto determina, de acuerdo con su espesor (la diferencia de espesores de la pieza determina el contraste - aumenta a mayor diferencia de espesores) y capacidad de absorción de la radiación, la dosis que recibe cada punto de la película. Los materiales de alta capacidad de absorción tienen su coeficiente, u, de absorción grande y en ellos se puede poner de manifiesto una mínima variación de espesor, menor que en el caso de materiales menos absorbentes. 10.8.2) CONTRASTE

DEBIDO A lA RADIACION

Para obtener grandes contrastes debo disminuir la energía de la radiación. La sensibilidad de la imagen depende, también de la característica de la radiación empleada en su obtención. En general puede demostrarse teóricamente (y la experiencia lo confirma), lo siguiente: a) Para radiación monocromática, el contraste es tanto mayor, cuanto menor sea la energía de la radiación. b) En radiación polí cromáticas, en el mismo rango de energías, el contraste es tanto más alto cuanta más rica en componentes sea la radiación. c) Consecuencia de (b) es que la radiación Proporciona siempre más alto contraste que la gamma. 10.8.3) CONTRASTE

DEBIDO A LA PELÍCULA:

El tipo de película. Una pelicula rápida es aquella que requiere menor tiempo de exposición para obtener una misma densidad, pero el contraste será más pequeño, pasando lo contrario con películas lentas. Hay que distinguir dos casos: a) Si la exposición es correcta para dos películas distintas A y B (Figura 9.6), la densidad, D, obtenida, implica en el primer caso una relación: t1D/6.£"" =tga mayor que en el segundo (tg

P).

Esto quiere decir que una misma diferencia de exposición

58

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

.

~

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

entre dos áreas de la película se traduce para la pelicula A en una mayor diferencia de densidades que el caso de la película B . b) Para una misma película, la gradiente de contraste varia con la densidad. En la parte baja de la curva característica de la película que corresponde a menores densidades, el gradiente. y por tanto el contraste es menor que en el caso de densidades altas (Figura 9.6) . I

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59

•• 10.8.4) GRADIENTE MEDIO DE UNA PELiCU[A RADIOGRÁFIC,a; El gradiente medio se define como la pendiente de la recta secante (que corta en dos puntos) a una curva sensitométrica. entre dos valores de densidades.

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2.:' lGG~i:lÁIlVf fXP,?WRE

'1> /, e

Loo~"'~ Para nuestro caso el gradiente medio será O2 - 01 = a : logEr2 -logEr, b

=

el graciente medio será G = aIb

Ejemplo Calcular el gradiente medio para una película 04 entre las densidades 2.0 y 1.0.

a

= 2.0 -

1.0

=1

De curva sensitométrica

b = logEr, -logEr, = 2.75 - 2.45 = 0.3 es decir que Gmedio será 1/0.3

Gmedio = 3.33 El gradiente medio está relacionado con los contrastes. Al aumentar el gradiente medio aumenta el contraste aumenta. . La diferencia en los logaritmos de las exposiciones relativas se debe a las diferencias de espesores de las piezas. Por lo tanto trabajando con densidades altas las pendientes son mayores para una misma diferencia de logaritmos, y el contraste será mayor. Por eso la norma limita a las placas a trabajar entre densidades 2.0 y 4.0.

60

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

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GRADIENTE

Es la pendiente de la recta tangente para una densidad determinada de una curva sensitométrica . Para calcularlo trazamos la recta tangente al punto en estudio y medimos su pendiente de la siguiente manera: Tomamos un valor de densidad arbitrario superior y otro valor de densidad inferior cualquiera . Luego proyectamos hasta cortar la recta tangente y bajamos para obtener los valores de los LogEr correspondientes a cada densidad. Es decir que se toman los valores proyectados desde la recta, como indica la figura . ..e

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61 .

Después obtenemos el gradiente de la siguiente manera:

D,- DI

G~------logErz-IogEr l

Matemáticamente el gradiente representa la derivada primera de la función densidad respecto de el LogEr. A diferencia del gradiente medio (que es válido para un rango de densidades), el gradiente se define para una densidad. A mayor gradiente, mayor contraste; mientras más rápida sea la pelicula menor será el gradiente para una densidad determinada y como consecuencia de esto obtendremos un menor contraste en la imagen.

10.8.6) EFECTOS CEE PROCESO EN EE CONTRASTE. El revelado es sumamente critico por sus efectos en relación con el contraste. Un revelador diluido, gastado o frío, inevitablemente dará poco contraste debido a que dejará sin ennegrecer numerosos granos de emulsión impresionados. Como esto ocurrirá en mayor cantidad donde más granos haya, esto es, en las zonas oscuras, estas aparecerán más claras de lo que por su exposición correspondería, disminuyendo su diferencia con las partes claras, esto es, el contraste. Cuando ocurre esto, se dice que la imagen ha quedado corta de revelado. Paradójica, pero lógicamente, un revelador demasiado concentrado o caliente también disminuye el contraste, puesto que revela granos impresionados y como estos son más abundantes en las zonas claras, éstas aparecen anormalmente ennegrecidas en tanto que las oscuras quedan, prácticamente igual. El resultado neto es la disminución del contraste. Comparado con el revelado, el fijado tiene una incidencia menor y, sobre todo, menos insidiosa, puesto que una película mal fijada tiene un aspecto inequivoco. Por último, la humedad de la película incide en el contraste del modo siguiente: Dado que la humedad hincha la gelatina en que están dispersos los granos, pero no éstos, el resultado es que las zonas oscuras examinadas en húmedo., dejan pasar más luz que si estuviesen secas, disminuyendo así su densidad. Como este efecto es menos perceptible en las claras que no tienen nada que perder, el resultado es una disminución del contraste. ~0.8.7) EFECTOS CE

ü': TECNIC'-;

OPERATORIA

EN EC CONTRAST

La técnica operatoria incide en el contraste, sobre todo, por el mejor o peor control que ejerza sobre la radiación difusa. La influencia de la técnica es tanto más marcada cuanto mayor sea la tensión de trabajo en el caso de los rayos X. En general, tal influencia es menor, aunque nunca despreciable, en el caso de emplear radiación gamma.

62

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

,Diferencias de espesores del sujctQ Grandes-mayor contraste Pequeños-menor contraste

Energia de la radiación (calidad de la radiación) Baja (blanda)-mayor contraste Alta (dura)-menor contraste

. ció

h q'

¡"'.r:

b.,\ .•

Pequeña proporción-alto contraste Alta proporción-bajo contraste

Alto gradiente-mayor contraste Bajo gradiente-menor contraste

Grado de revelad Adecuado-mayor contraste Por encima o debajo-menor contraste

ensidid región oc acosida ) Alta-mayor contraste Baja-menor contraste

63

CAPITULO 11 - LA EVALUACION DE LA CALIDAD DE LA IMAGEN RADIOGRAFICA 11.1) INTRODUCCiÓN. Resulta esencial, para quien realiza una radiografía, poder demostrar que su trabajo es bueno, para quien la interpreta, conocer la precisión con que puede percibir en los detalles de la imagen los accidentes, discontinuidades, etc, del objeto. Si se coloca sobre el objeto, para que sea radiografiada al mismo tiempo que éste, una referencia en forma de ptaquita, (Fig. 10.1) ésta se comporta como un incremento conocido del espesor del material. Si, una vez manipulada la radiografía y examinada en condiciones adecuadas, puede percibirse la imagen de la referencia, es lógico suponer que otro incremento de espesor en la pieza (por ejemplo una rebaba de magnitud igualo mayor, seria también perceptible). Esta referencia recibe el nombre de Indicador de Calidad de la Imagen (ICI) y también, en la jerga el de ~penetrámetro".

.

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-. , '

Fuente

pieza indicador

/ e

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J~---_.-.-V,/ L -~ -(J

/" pelicula

fig';r;: l ~).1 Si la imagen del ICI rudimentario que estamos considerando, se encuentra en el limite de visibilidad del observador, esto es, si resulta distinguible a duras penas sobre la imagen del objeto, es evidente que tal incremento de espesor será el mínimo perceptible. En estas condiciones, este valor mínimo representará un cierto porcentaje del espesor total del objeto, o sea, una sensibilidad de detección. Sí ~ERes el espesor total de la pieza y ~e" el del ICI, en las condiciones límites recién considerados, la calidad de la imagen será

A este porcentaje, se le llama '"dice de calidad de imagen, ICI, o calidad de pe"etrámetro de la radiografía, siendo claro que cuanto menor sea este valor mejor será la calidad de la imagen. En realidad, la mayor parte de las imágenes de irregularidades del objeto que deben ser interpretadas, no corresponden a incrementos de espesor, sino a falta de material (poros, sopladuras. etc) por lo que el criterio acabado de establecer no resulta a priori válido. En realidad, abría que sustituir el incremento artificial del espesor dellCI por un agujero taladrado en la propia pieza. Sin embargo, puede notarse que esto no es posible casi nunca por diversas razones, entre las que destacan la lentitud del procedimiento y el deterioro inevitable de la pieza.

64

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• • •

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

Conviene insistir, antes de pasar adelante, en dos puntos: a) El índice de calidad de imagen es convencional no representa ninguna realidad física. Dependiendo su valor del criterio seguido para determinarlo b) Cada tipo de discontinuidad en el objeto, cuya calidad de imagen radiográfica, debe ser constatada, exigiría un tipo de lel especialmente concebido para ella . Asi un lel de hilos, que es muy adecuado para la evaluación de la calidad de las imágenes de pequeñas discontinuidades de morfología esférica (poros), no lo es para la de imágenes correspondientes a fisuras en el material. Este hecho ha motivado que sea corriente distinguir la "Flaw sensitivity~ o "sensitivity af flaw detection~ de la "crack sensitivity~, es decir la sensibilidad para la detección de heterogeneidades, de la sensibilidad para la detección de, concretamente, grietas . ~1.2) INDICADORES DE CALIDAD DE IMAGEN Sirven para determinar la sensibilidad radiográfica. Siempre que sea posible, por norma, el indicador debe colocarse del lado más desfavorable de la pieza (en la superficie del lado fuente). Esto se hace para controlar las situaciones extremas de la penumbra geométrica . Entre los numerosos que se han propuestos, los de uso habitual responden a los tipos físicos siguientes: • De Hilos • De Escalerilla • De Placa Taladrada 11.2.1) INDICADORES

DE HILO

Son colecciones de hilos de material semejante al del objetO! que se radiografía, montada sobre caucho, plástico, etc. Los diámetros de los hilos varían de acuerdo con una cierta progresión característica dellCI: ,. BZ

]6=1010 Donde BZ es la cantidad de alambres del indicador . La lectura se realiza sobre el diámetro del hilo más fina todavía visible en la imagen, deduciéndose, como siempre la sensibilidad de detección que le corresponde. Se puede determinar así el contraste con la altura del hilo y la definición con el alto del hilo . Normas OINflSO Como ejemplo, pueden citarse los ICI de las Normas DIN y sus homólogos del Instituto Internacional de la Soldadura (1IW) ISO. Están compuestos por 7 hilos . En los lel según la norma DIN 54109/62, se siguen los criterios del Instituto Internacional de la Soldadura. Hay tres series utilizables, respectivamente, para acero al carbono, aluminio y cobre. Por extensión la primera es válida para fundiciones y aceros no muy aleados; la segunda se emplea, así mismo en otras aleaciones ligeras, y por último, la serie del cobre sirve, con suficiente aproximación, para las diversas aleaciones de este material, tal y como muestra la tabla siguiente:

65

Material del Obieto

Material de los hilos

Aluminio y sus aleaciones

Al

Hierro y sus aleaciones

Fe

Cobre y sus aleaciones

Cu

Diámetro (mm) Número de hilos Diámetro (mm) Número de

Número de Códina DIN 62 Al, 1 ISO 7 DIN 62 Al, 6150 12 DIN 62 Al, 10 ISO 16 DIN 62 Fe, 1 ISO 7 DIN 62 Fe, 6150 12 DIN 62 Fe, 10 ISO 16

3,20 1

2,50 2

2,00 3

1,60 4

DIN 62 Cu, 1 ISO 7 DIN 62 Cu, 6150 12 DIN 62 Cu, 10 ISO 16 1,25 1,00 0,80 0,63 5 6 7 8

0,50

0,40 10

0,32 11

0,25 12

0,20 13

9

0,16 14

0,125 15

0,10 16

hilos

Los hilos, están embebidos en una lámina transparente de plástico, en la que también se encuentran recortadas en chapas del metal correspondiente, las siguientes

inscripciones. DIN/ISO -62 Fe (Al ó Cu, segun el caso) 1-7 (6-12 Ó 10-16) Además. si han sido debidamente contrastados, deberán llevar taladradas siguientes siglas: BAM ( Sundes Anstalt fúr Materalprüfung, Berlín)

las

66

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

~.

o bien: DAM ( Deustcher Amt für Messwesen, Berlín) Estas piezas se colocan sobre el cuerpo a ensayar (soldadura). dan el contraste. La sensibilidad se obtiene como:

5

Los indicadores nos

~-f.

/lOO

'21 es e aiámetro cel Hilo más

100

\'isible

es el espesor del matenaf. Normas ASME A diferencia de los otros indicadores están compuestos por 6 hilos pero los diámetros

de éstos no varian con respecto a los de las normas ISO. Se distinguen 4 tipos de clasificaciones: SEl A, B, e y D. La selección de los mismos se hace con la siguiente labia .

TABLE 1 WIRE 101 SIZES ANO WIRE IOENTITY NUMBERS SETA

SETB

Wlri' Dr.lRl€'let, "''llt€' DIJIlJo:otl?r, 111. (mm) '..vlr€'1di'lltll)' In.(mm)

,,

0.0032 (O.08)~

1


0.004 O.oos (0.13) O,006310.1ó) O.OOS (O,Z> 0.010 (0,25)

SET 'NIto? Dr.llllo?ter, rn. (mm) 0.032 (O.Bl) 0.040 (l.0l) O.OSO(l.Z7) 0.%3 (l.ó) 0.080 {l. O) 0.100 (1.5)

4 5

•

0.010 0.013 O.Olb 0.020 0.02S 0.032

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, •

(0.25) (0.33) (0.4) (O.S)) (O.EA)
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7

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SET O

Wlre IdE'l1t1ty 11 1Z

B 14 15 16

\ ••..Ite Orall1o?lo?r, Ir!. (rUlIl) 0.10 (2.5) O.1Zb (3.1) 0.160 (4.06) O.ZO (S.}) 0.Z5 (6.4) 0.32 (B)

Wlre (([(>111111 16 17 1. 19

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67

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FIG.l

EJEMPLO DE APLlCACION

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SET AfAlTERNATE 1

DE LOS ICI DE HILOS 51DIN 54109162

Los grupos de hilos de cifras 1 -7, 6 -12 Y 10 -16, corresponden a los números de orden de los hilos primero y último de cada lel. Como puede verse, s610 hay tres lel para cada material, de 7 hilos cada uno, pero algunos de estos hilos son comunes a dos consecutivos. Por ejemplo: los números 6 y 7 aparecen en el 1 - 7 Y en el 6 - 12; igualmente, los número 10, 11 Y 12 están también en loslCI6 -12 y 10 -16. Para determinar la calidad de la imagen, se determina el hilo más fino visible cuyo diámetro es perfectamente conocido. A continuación se calcula el tanto por ciento que representa este diámetro respecto al espesor del material en el punto considerado mediante la formula anteriormente indicada. Ejemplo: Una sensibilidad del 1,3% sobre 30 mm de espesor, significa que el hilo de 0,4 mm, esto es, el décimo hilo, es visible, recíprocamente, si ese mismo hilo fuese perceptible a través de un espesor del objeto de 45 mm, la sensibilidad de detección sería igual a 0,4 x 100145 0,9%. En este caso, la caida de la imagen es superior a la del primero.

=

68

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

• J

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

f .2:2) INDICADORES DE LJI: ESCALERILLl< Todos ellos, como su nombre lo indica, consisten en gradas o escalerillas, construidas en un material que tenga una absorción, frente a las radiaciones, semejante a la que posee el material del objeto que se radiografia. (Fig 10.3)

, J ~

Figur> 10.3 Es esencial conocer con exactitud la altura y el grosor de los escalones de la escalerilla, para evaluar, posteriormente, la calidad de la imagen. Como puede comprenderse, con esta disposición se pretende tener una escala de valores de grosor que se traduzca, sobre la imagen, en una escala de grises . Para la evaluación de la calidad se determina cual es el escalón más delgado todavía visible en la imagen del lel y se calcula, como antes se dijo, la sensibilidad de detección que le corresponde. Como puede notarse es clave la determinación del escalón mas delgado que puede aún distinguirse en la radiografía. Para hacer menos equívoca esta determinación, se ha recurrido a varias disposiciones que han dado lugar a diversos subgrupos de ICI a saber: a) Con agujeros en la escalerilla de diámetros no relacionados con el espesor de los escalones ( por ejemplo los ICI de US Bureau of Ships o el antiguo American Petroleum API) b) Con agujeros de diámetro igual ( o proporcional) al grosor del escalón en el que están taladrados. La lectura se realiza determinando el diámetro del agujero mas pequeño visible (que es el grosor del escalón correspondiente) . Como pueden citarse los ICI de las normas AFNOR de escalerilla. c) Con agujeros formando letras, dibujos, etc; en cada uno de los escalones. El mas tipico de estos ICI es el de la norma BWRA inglesa, hoy en desuso . l1.2.3.)

INDICADORES

DE PLACAS JALAD RADAS

Consisten en plaquetas planas, cuyo grosor está perfectamente determinado, en las que se han taladrado varios orificios de diámetro creciente, siendo el mas pequeño, generalmente, de diámetro igual al espesor de la placa. A este grupo pertenecen los lel de la American Society for Testing Material (ASTM) y los recomendados por el código de Recipientes a Presión de la American Society of Mechanical Engineers (ASME) . Si la técnica radiográfica es capaz de producir una imagen tal que se vea el indicador, tendrá el contraste adecuado. Si además los agujeros se ven adecuadamente, se puede decir que tenemos una buena definición. Asi se puede determinar la sensibilidad radiográfica .

69

lel SEGÚN ASTM-E 144/72 Consisten en plaquitas de espesor uniforme "e- (o bien "r). Estas plaquitas van perforadas por taladros cuyo diámetro es múltiplo de dicho "T" y se construyen del mismo material (o muy similar) al del objeto que se radiografía. Concretamente, los taladros, tienen diámetros 4T, 1T Y 2T. Para su correcta identificación en la radiografía llevan pegados números de plomo en enteros lo que en milésimas de pulgada vale "T". Así el lel del N° 30 mide de espesor O,030~ y sus taladros tendrán respectivamente dos di.metros de 0,120 - 0,030 Y 0,060. Estos indicadores vienen de distintos materiales, según el objeto a ensayar. Las entallas en los costados indican de qué material está construido. Cuando el espesor T del indicador es mayor o igual a 0,16- toman la forma circular.

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01

~O':J Determinación de la sensibilidad Para estos indicadores se calcula como:

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S = l~'f'~Hx Donde S es la sensibilidad (mientras más pequeño sea este número es mejor) t es el espesor de la pIeza H es el diámetro del agujero más pequeño que debo ver T es el espesor del indicador La sensibilidad de la imagen se especifica de la siguiente manera: 4 - 4T: menor sensibilidad

4-2T 4 -lT

2-4T 2-2T 2-1T

1 - 4T 1-2T 1 - 1T mayor sensibilidad El primer número indica el espesor del indicador en centésimas del espesor t de la pieza, es decir que el espesor T del indicador se calcula como:

71

T = 0,01 X N X t Donde N es el número escogido (1,2 o 4). El segundo número seguido por la letra T indica el agujero que debo ver. Ejemplo Para ensayar una pieza de espesor t ;; 33 mm con una sensibilidad 2 - 2T: Espesor del indicador: T = 0,01 x 2 x 33mm = O,66mm = 0,026- (escojo el indicador inmediato inferior, es decir el N° 25. Definición: debo ver como mínimo el agujero 2T. Ejemplo ¿Cuál es la sensibilidad de una técnica 2 - 2T?

S = 100 xJHXT t

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S .2 lel SEGUN ASME

La característica de estos lel estriba en que el diámetro de los taladros es respectivamente, 4, 3 Y 2 veces el espesor del lel y que van dispuestos, precisamente en ese orden. Por lo demás, es válido casi todo lo dicho en relación con los del lipo ASTM. Las excepciones dignas para tener en cuenta son: a) A la hora de evaluar calidades de imagen es preciso que los tres orificios del ICI sean visibles en dicha imagen. Así mismo en los ICI ranurados la imagen de la ranura debe, también, ser perfectamente visible. b) Aunque el nivel usual de calidad de imagen corresponde a una sensibilidad de detección del 2%, algunas especificaciones admiten, para ciertos casos una sensibilidad del 4%. En este caso, el orificio de diámetro 2T es igual a un 8% del grosor del objeto. Es evidente que el ICI que reúne estas condiciones, es aquel que debería emplearse con una pieza de espesor doble, para cuya radiografia se exigiese una calidad que correspondiese a una sensibilidad de detección del 2%.

72

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •

CAPITULO 12 - TÉCNICA RADIOGRÁFICA. SOLDADAS

RADIOGRAFIA

DE UNIONES

12.1) METODO RADIOGR;I\FICO El examen radiográfico, se realiza según un procedimiento establecido por escrito y aprobado con anterioridad a la realización del examen. Teniendo en cuenta la diversidad de factores que intervienen en este examen y en el procedimiento radiográfico, debe contener, como mínimo, la siguiente información: • Tipo de material y espesor • Fuente de radiación o tensión máxima de trabajo, cuando se trabaje con rayos X

• • • • • •

Distancia mínima foco.pelicula Tamaño máximo de la fuente o foco emisor de la radiación Tipo y número de indicadores así como su situación Marca, clase y lipo de película Densidad radiográfica requerida Indicación sobre si la exposición se hará con película sencilla, y en su caso si la lectura, se hará sobre una sola pelicula o sobre el conjunto . • Tipo y espesor de pantallas • Cuando se trate de uniones soldadas, referencia al procedimiento usado en su ejecución De acuerdo con lo expuesto, resulta evidente, para que la aplicación del método radiográfico se lleve a cabo de una forma lógica y consecuentemente con los resultados que de él se desean obtener, debe realizarse siguiendo una serie de etapas que dependerán del tipo de examen que tenga que ser efectuado. Estas etapas, en el caso de aplicar el método radiográfico, son las siguientes . 1. Elección de la técnica operatoria al caso de que se trate 2. Obtención de una información e indicación propia radiografia 3. Interpretación de la radiografía 4. Evaluación de los resultados obtenidos La correcta realización de las dos primeras etapas requiere la preparación de una norma o código que define la técnica que ha de ser aplicada a cada caso en particular; por tanto, la finalidad de la norma es tipificar el procedimiento bajo cuyas recomendaciones se ha de realizar el ensayo. La tercera etapa, interpretación de la radiografia, con el fin de uniformizar criterios, puede requerir el establecimiento de un álbum de radiografías tipo, que faciliten la interpretación de la información obtenida . Por último, la cuarta etapa, requiere la preparación de una especificación para la evaluación de los defectos que establezca, de una forma clara y cuantitativa, un nivel de calidad o de aceptabilidad para el componente examinado . 2.2} EXAMEN RADIOGRÁFICO

DE UNIONES SOLDADAS

Las uniones soldadas se dividen según los esfuerzos a los que estas trabajan. Las soldaduras tipo A son las más críticas, seguidas de están se encuentran la B, e, D, etc. En las normas ASME figuran tabuladas los valores de la sobremonta que debe tener la soldadura, es decir el máximo sobreespesor admisible. Las mismas están en función del espesor de la pieza .

73

sobreespesor

t

sobreespesor

z z: zona de interes (incluye la zona afectada por el calor o ZAC) t: espesor de la pieza Espesor total en el cordón de soldadura será igual al espesor del material mas los dos sobreespesores Las uniones soldadas pueden considerarse desde muy diversas formas, no obstante, desde el punto de vista radiográfico, consideramos de mayor interés su clasificación según su diseño geométrico en: • A Tope Planas Circulares • En Angula Entre las planas se incluirán aquellas que por su gran radio de curvatura no permitan la aplicación de las técnicas adecuadas para las circulares. 12.3) PREPARACION

DE LA SOLDADURA

Las ondulaciones de la soldadura o las irregulares de la superficie soldada en ambas caras, interior (cuando sea accesible) y exterior, deberán ser eliminadas mediante un proceso adecuado de modo que la imagen radiográfica resultante no pueda enmascarar o ser confundida con la imagen de una discontinuidad, La superficie de acabado de todas las uniones de soldadura a tope deberán ser enrasadas con el material base o tener abombamientos de uniformidad razonable con un sobre espesor que no exceda de lo especificado. 12.4) MARCADO

E IDENTIFICACiÓN

DE D\S PELicULAS

Se seguirá un sistema que produzca una identificación permanente de las radiografias. La identificación que deben llevar las películas utilizada en radiografía es: • Código del área radiografiada • Sector del área radiografiada • Código del radiólogo • Fecha Es una soldadura, dos sectores se marcan con números correlativos que, a su vez, se marcaran sobre la propia pieza radiografiada para futuras repeticiones o como 'referencia para localización de indicaciones por éste u otros métodos de ensayo. Es conveniente controlar que estas marcas sean permanentes e indelebles, de acuerdo con los procedimientos que se establezcan en cada caso.

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

12.'1.1) MARCAS DEI, LADO DE LA FUENTE Se utilizan marcas de utilización situadas sobre el lado de la fuente en tos siguientes casos: • Juntas en correspondientes planos o juntas longitudinales en componentes cilíndricos o cónicos

•

Juntas en componentes curvos cuyo lado cóncavo está hacia la fuente y

•

cuando la distancia fuente-material es menor que el radio interno del componente Juntas en componentes cuyo lado convexo está hacia la fuente

12.4.2) MARCAS DEC CADO DE Ljo. PElÍCUCA

Se utilizarán marcas de ubicación situadas del lado de la película cuando se radiografíen juntas en componentes curvos cuyo lado cóncavo esté hacia el lado de la fuente y la distancia entre el material y la fuente, sea mayor que el radio interior. 12.4.3) MARCAS A AMBOS LADOS Se utilizará, marcas de identificación a ambos lados de la pieza cuando: • Se radiografíen juntas de componentes curvos cuyo lado cóncavo está hacia la fuente y la distancia fuente-componente es igual al radio interior del componente . La radiografía muestra cubrimientos mas allá de las marcas de identificación 12.5) USO DE LOS INDICADORES \2.5.1) EMPCAZAMIENTO

DE CALIDAD DE IMAGEN

DE LOS ICI

Para soldaduras, el lelo penetrámetro se ubicará del lado de la fuente y adyacente a la soldadura, excepto en los casos en que el material de aporte no es radiográficamente similar al material base o la configuración geométrica no lo permite, en cuyo caso el penetrámetro deberá situarse sobre el metal soldado. Cuando por la inaccesibilidad, sea imposible colocar el penetrámetro del lado de la fuente, como hemos indicado anteriormente, se situará sobre la película del lado de la pieza y una letra ~F~de plomo, por lo menos tan alta como los números de identificación, se situará adyacente al penetrámetro . 12.5.2) NUMERO DE PENETRAMETROS Excepto en ciertos casos, se usará un penetrámetro por cada radiografia. Si la densidad de la radiografía en cualquier punto a través del área de interés varie entre menos 1,5% o mas 30% en relación con la densidad a través del cuerpo del penetrámetro, dentro del rango de densidad máximo/mínimo permitido, entonces se deberá usar un nuevo penetrámetro por cada área o áreas excepcionales. Cuando se emplean uno o mas chasis portapeliculas en una exposición se utilizará un penetrámetro para cada radiografia, excepto cuando la fuente se sitúa sobre el eje del objeto y se radiografía una circunferencia co.mpleta con una sola exposición, en este caso se utilizarán por lo menos tres penetrámetros, que se situarán equidistantes entre

sí. Si la imagen del penetrámetro no es visible sobre una radiografia efectuada con la técnica de doble pelicula, pero se ven en la supervisión compuesta, solo se permite la interpretación visionando las dos películas .

75

12.5.3) CUÑAS O GALGAS BAJO LOS PENETRAMETROS Si el sobre espesor de soldadura no ha sido eliminado, una cuña de metal radiograficamente similar al metal de aportación deberá situarse debajo del penetrámetro, El espesor de la cuña o galga se determinará de modo que el espesor

total radiografiado bajo el penetrámetro sea el mismo que el espesor total de la soldadura. El tamaño de la galga deberá exceder al del penetrámetro en 3,2mm sobre tres caras. ~2.61 TECNICAS RADIOGRAFICAS 12.6.1) RADIOGRAFIAS

DE UNIONES SOLDADAS

A TOPE

Vamos a considerar como uniones a tope aquellas en las que las piezas a unir, generalmente chapas o tubos, se enfrentan por sus bordes quedando una a continuación de la otra, Los bordes de unión pueden ir simplemente enfrentados si el material no alcanza un determinado espesor, o lleva una preparación del cordón, si se trata de planchas de mayor espesor. Según la geometría de los objetos soldados estudiaremos dos casos: • •

Uniones realizadas en chapas planas y cuasi-planas. Uniones realizadas en tubos u objetos similares.

12.6.1.1) RADIOGRAFIAS

DE UNIONES SOLDADAS A TOPE PLANAS

Va a ser el caso mas sencillo. Si la unión se realiza en ~V',en su preparación debe procurarse situar la película en la parte de la raíz y colocar la fuente perpendicular al cordón de soldadura, y de acuerdo con lo expuesto para que se cumplan las condiciones óptimas relativas a definición y penumbra. Los indicadores de calidad de imagen los vamos a situar siempre del lado de la fuente y de acuerdo con las normas de utilización de los mismos (Fig11.1). Se colocarán paralelamente al cordón, pero fuera del mismo, las letras o cifras de plomo para la identificación de la unión, y finalmente se señalizarán con flechas de plomo y letras o cifras del mismo metal los límites de la imagen. Cada uno de estos límites, aparecerán en dos radiografias consecutivas, con lo que queda garantizado el solape de las imágenes y la total cobertura de la zona a inspeccionar. (FUE'nl~

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Un problema que se puede presentar en uniones a radiografiar de cierta longitud, es el control de la calidad en los extremos de la imagen. De un modo práctico, la solución

consiste en emplear un lel en cada extremo de la imagen, además del central correspondiente . En la figura 11.2 se muestra identificación a la radiografía .

la disposición

típica de los lel y los signos

de

FiUlJra ! ~.2 " 1. Cordende soldadL:.a

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12.6.1.2) RADIOGRAFIAS

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DE UNIONES SOLDADAS A TOPE CIRCULARES

Consideramos circulares a aquellas uniones soldadas realizadas en objetos de revolución de fuerte curvatura, según direcciones no paralelas a las generatrices. Un caso típico van a ser las uniones soldadas transversales de las tuberías, también en depósitos cilíndricos, cónicos o esféricos de diametro pequeño o moderado . Los problemas que plantean este tipo de objetos, derivan de su forma, debiendo aplicarse la técnica adecuada dentro de los métodos siguientes: A. Radiografia a pared sencilla A.1)- Película interior y fuente exterior A.2)~ Película y fuente interior: • Panoramica • Excéntrica B. Radiografía a doble pared B.1)- Película y fuente exterior: • Imagen de una porción del cordón de soldadura • Imagen del cordón completo en perspectiva A. RADIOGRAFIA A PARED SENCILLA 1\.1 PELlCULA INTERIOR y FUENTE EXTERIOR En este caso se coloca la película en la parte cóncava del cordón, protegida por una funda flexible o por un chasis metalico con la forma adecuada, procurando en todo caso que se adapte bien a la superficie del objeto. Es recomendable proteger la parte posterior del chasis con una hoja de plomo, en el caso de tubería de pequeño diámetro y que haya riesgo de radiación difusa producida por la otra parte del tubo . El problema ~e variaciones del espesor del material y variación de distancia a medida que los rayos se separan de la linea vertical, se soluciona con ábacos (Fig. 11.3) que nos seleccionan la longitud de la pelicula con un límite de variación de espesor .

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Las marcas de identificación, se sitúan del lado de la película. Cuando el diámetro exterior de la tuberia es superior a los 100mm de diámetro, hay que realizar al menos cuatro exposiciones a 90°. Los lel pueden colocarse del lado de la fuente o de la película. La figura 11.4, muestra la radiografía de soldadura en tubos por esta técnica.

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A.2)- PELíCULA EXTERIOR Y FUENTE INTERIOR f'ANORAMICA Se sitúa la fuente en el centro de la tubería (Fig. 11.5) Y la película fuera de esta, Así se obtiene de una sola vez la imagen de todo el cordón . El inconveniente principal radica en la dificultad de centrar exactamente la fuente. El tubo tiene que ser accesible . Esta técnica se utiliza generalmente en tuberías de diámetro superior a los 100mm . I

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Fi~u," 11.5 Cuando no es accesible el interior de la tubería, puede ser recomendable hacer una ventana junto al cordón, tal como se indica en la Fig. 11.6, para introducir la fuente hasta el centro del objeto. Posteriormente esta ventana puede taparse con una pieza adecuada que se suelda al tubo, dejándolo en la posición deseada . Esta técnica se utiliza mucho en la inspección de oleoductos .

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79 .

Como regla general para estos casos, puede decirse que el espesor máximo atravesado de material no debe ser superior a 1,1 veces el grosor de la pared del tubo. Este criterio lleva a la conclusión práctica de radiografiar la totalidad del cordón en tres posiciones, según direcciones a 1200 La figura 11.7 muestra este tipo de radiografias

,.","..• I 1. 7 .",' ~" B)- RADIOGRAFIA B.1)-IMAGEN

A DOBLE PARED

DE UNA PORCION DEL CORDÓN DE SOLDADURA (Fig. 11.8)

Aquí se sitúa la fuente fuera del tubo pero muy próxima a él. Lo mas corriente es colocarla junto a su superficie y aliado, pero ~nunca encima" de la posición del cordón opuesta diametralmente a la que se inspecciona. De modo que la radiación se hace siempre con cierta oblicuidad que debe tenerse en cuenta a la hora de evaluar los espesores a atravesar.

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Esta tecnica está especialmente indicada para tuberías de gran diámetro (superior a 100mm). Hay que tener en cuenta que la pared del tubo es atravesado dos veces, y por lo tanto, hay que tomarse el espesor como doble a la hora de realizar los cálculos. Se debe examinar el cordón a tres posiciones de 120° si se desea una mayor precisión, se harán cuatro exposiciones. Los indicadores de calidad se colocaran del lado de la fuente o de la película y las marcas de identificación del lado de la película. I

B.2)-.IMAGEN

EN PERSPECTIVA

(ELIPSE) (Fig. 11.9)

Consiste en disponer la fuente a suficiente distancia de la tubería para obtener sobre la pelicula, que se dispone plana y normal al eje del haz de radiación, formando un ángulo suficiente (aproximadamente 15°) para evitar la superposición de las dos imágenes a que dan lugar la parte de la unión próxima a la fuente de radiación y la que se encuentra junto a la película. El espesor que hay que tomar para ros cálculos es el doble.

80

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

Los indicadores de calidad se colocarán del lado de la fuente y las marcas de identificación en cualquier lado .

La inspección completa de una de estas uniones puede ser realizada con dos posiciones a 90 Q

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r-¡gura 1 1.9 ~2.6.2) UNIONES SOLDADAS

EN ANGULO

Suelen llamarse así aquellas uniones destinadas a unir por canto con solape en "T" o en "l". Además de todas las que se unen según diedros de diversas aperturas . En todas estas radiografías debe procurarse que la película venga a quedar lo mas próxima posible a la vecindad del cordón, siendo corriente que plantee al radiólogo problemas de realización . La figura 11.10 y 11.11, representan la solución preferible para la realización de estas radiografías, consiste en igualar espesores a base de intercalar una cuña metálica entre película y objeto, colocada de modo que la punta esté dirigida a la parte de máximo espesor de la pieza. Esta cuña debe construirse del mismo material que el objeto a radiografiar, aunque si no se desea aumentar excesivamente la distancia foco-película, puede construirse de un metal mas absorbente, por ejemplo, Plomo . Radlac;o" /

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Figura 11.1 O Cuando no hay necesidad de preparación representados en las figuras 11.12 y 11.13 .

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Figura 11.(j de borde,

pueden

darse

los casos

81

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p

Figura 11.12

Figura 11.13

Si las planchas son gruesas, puede ocurrir que la densidad de la película sea muy distinta en los distintos puntos de la película. (Fig. 11.14 puntos b y d). Para atenuar este inconveniente se recurre a las disposiciones siguientes:

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Figura 11.14 Igualación de espesores

en la radiografía.

(Figura 11.15)

1. Con cuña metálica (a) 2, Con una pila de chapas (b)

3. Con pasta absorbente (e) R = dirección del haz

P = película

82.

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Figura 11.15 Por último en las figuras (11.16) se representan algunos casos de uniones soldadas y su disposición para radiografiarlas .

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83

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13 • INSPECCiÓN

RADIOGRÁFICA

DE PIEZAS MOLDEADAS

U11lNTRODUCCIÓN Consideramos moldeadas aquellas piezas cuyo procedimiento de fabricación consiste en rellenar una cavidad, que representa en hueco la forma del objeto, con un material en estado líquido. El material líquido puede llegar al estado sólido una vez rellenado el molde, por enfriamiento (piezas metálicas, vidrios y ciertos plásticos) o por procesos químicos especiales (malerias plásticas y cerámicas). Una vez solidificado el material,

se abre o destruye (según los casos) el molde y se extrae el objeto, el cual, generalmente, debe ser sometido a operaciones de retoque y acabado. De las piezas moldeadas, son las metálicas las que presentan mayores dificultades para la inspección radiográfica, por lo que limitaremos a ellas nuestro estudio. Estas piezas, a las que se llama también piezas fundidas y piezas coladas, presentan, al radiografiarlas, dificultades que son función de la naturaleza del material del que están echas y de la complejidad de su diseño. Como es fácil comprender la combinación de estos parámetros da lugar a tal cantidad de casos, que resulta imposible una reseña, siquiera de los mas importantes. Así pues, nos limitaremos a establecer unos criterios generales, cuya aplicación se hará, en cada ocasión, en función de la naturaleza particular del problema. Para nuestro propósito, dividiremos a las piezas en tres grupos: • Piezas pequeñas de aleación ligera • Piezas pequeñas de aleaciones pesadas • Piezas de tamaño medio o grande 13.21 PIEZAS DE ALEACiÓN

LIGERA

Son el caso más sencillo. La técnica tipica a seguir consiste en situar la pieza, o piezas si son varias, sobre el chasis porta película, Fig. 12.1, obteniéndose de una vez toda la imagen del objeto. Si la pieza presenta considerables diferencias de espesor, es aconsejable emplear un filtro fino de cobre « 1mm) en la boca del tubo de rayos X o bien recurrir a la técnica de ~Doble Películaw En general, cuando se radiografían piezas de estas características, es porque por su responsabilidad en servicio se considera que su calidad ha de ser excelente. Esto implica que las radiografías han de ser hechas con rayos X producidos por equipos de baja potencia (200 KV a lo sumo) y preferentemente con ventana poco absorbente (por ejemplo de berilio). Quedan excluidas las fuentes isotópicas.

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FIgura 12.1

84

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

Por otra parte, la principal ventaja de estas últimas sobre los equipos de rayos X es su alta portabilidad, lo que no tiene sentido cuando las piezas a inspeccionar son mucho más portátiles que los equipos y pueden ser llevadas sin dificultad . La técnica operativa tipica en estos casos recomendada es: • •

Película tipo 1 (preferentemente) Hojas reforzadoras de plomo (0,025 mm) tensiones de trabajo superiores a 100KV • Filtración (1.3 mm de Al a 1 mm de Cu)salo cuando haya grandes diferencias de espesor y pueda renunciarse al contraste óptimo de la imagen • Identificar las piezas con números o letras situadas aliado de las mismas. Este número figurará marcado indeleblemente en cada pieza Trabajando en las mejores condiciones no es imposible alcanzar sensibilidad del 0,5 % Y aún menores . 13.3) PIEZAS PEQUEÑAS O MEDIANAS DE ALEACIONES

PESADAS

Como en el caso anterior, la pieza se radiografía entera pero la técnica para conseguir una buena imagen presenta varias complicaciones . En primer lugar, hay que tener en cuenta que, a consecuencia del Kilovoltaje elevado que requiere la radiografía en estas piezas, el problema de la difusión es muy importante, especialmente si se utilizan rayos X. Si la pieza es de forma relativamente sencilla, lo mejor es recortar en plomo una silueta o plantilla de la misma que sirva de máscara, Esta solución, que es la mejor, solo es viable para piezas sencillas o para grandes series de piezas complicadas, ya que de lo contrario, la perdida de tiempo que requiere la construcción de una máscara perfecta no viene compensada, generalmente, por el valor de la pieza . Un truco práctico para piezas no demasiado pequeñas, que tengan silueta complicada, consiste en disponer de una caja de chapa de tamaño adecuado (no demasiado grande) en cuyo fondo se coloca una plancha gruesa (> SOmm) de gomaespuma, tal y como indica la Fig. 12.2

figura

12.1

Colocada la pieza sobre la gomaespuma, se hunde en ella de modo que al verter perdigones de Plomo a su alrededor, estos no se cuelan por debajo de la pieza. Los perdigones, que deben estar mezclados de tamaños diferentes, rellenan finalmente la silueta de la pieza y forman una excelente máscara . Una buena técnica debe combinar el enmascaramiento con una discreta filtración en la fuente a través de unos milímetros de Cobre (de 1 a 5 generalmente) y una segunda filtración a través de una hoja de unos 0,2 mm de Plomo, colocada entre el objeto y la película . En el caso de utilizarse fuentes isotópicas, los problemas de difusión son muchos menores, pudiéndose suprimir el filtro de la fuente y el apantallamiento. En todos los casos, se emplearán hojas reforzadas de Plomo y la parte posterior del chasis

85

porta película deberá estar protegida por un espesor de Plomo suficiente (2.3 mm) para evitar los efectos de la retrodifusión procedente del suelo, paredes u objetos próximos. Otro problema que presentan estas piezas, se refiere al que plantean las diferencias de espesor existentes entre una pared del objeto y otras. Mediante una sola exposición realizada según la técnica recién descrita, solamente se obtiene una imagen aceptable de ciertos espesores del objeto, quedando el resto demasiado claro o demasiado oscuro. La solución mas simple consiste en realizar varias exposiciones, de modo que, en cada una de ellas, aparezca correctamente radiografiado un cierto intervalo de espesores. Esto plantea, sin embargo problemas relativos al tiempo necesario para llevar a cabo la inspección y la incomodidad resultante de tener que realizar la interpretación por zonas, en varias películas. Pueden apuntarse dos soluciones. • Una mediante energia de filtración que reduzca el contraste hasta unos límites razonables. • Otra, empleando superpuestas películas diversas y hojas filtro de Plomo intercaladas convenientemente, con el fin de ímpresionar, en las películas mas rápidas, las imágenes correspondientes a las partes gruesas del objeto y las mas lentas, las mas finas. El procedimiento se lleva a la práctíca, como indica la Fig. 12.3, esto es: a) Se calcula la exposición correcta para obtener una imagen de densidad válida (por ejemplo 2) de la parte mas fina con una película 1, relativamente lenta. Sea El b) Se calcula la densidad de la parte mas gruesa restando la exposición que correspondería a la densidad de la película 1 si si se expusiera el tiempo necesario para que las partes gruesas tuvieran la densidad 2 . Sea E2

lE, - E,

= E,

I

c)

E3 corresponde a una densidad, en este ejemplo de 1 a la película 1. la intersección del valor E3 con la densidad 3 nos proporcionara el punto por donde pasará la película "X~ a emplear. d) Como es probable que dicha película no exista en el comercio, se prolonga la vertical hasta la película que si existe. En esta película la densidad de la parte gruesa será de 2,2 que es aceptable.

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Figura 12.3 86

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

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•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

Como puede verse, se trata de una pieza que se coloca delante del foco del aparato. Los espesores de la misma compensan las faltas de espesor del objeto a radiografiar en la zonas mas delgadas. El haz que llega a este es tanto mas intenso cuanto mayor es su espesor, lo que se traduce en una uniformidad de densidad sea cual fuere la peticula empleada. En cualquier caso, la construcción y montaje de estos filtros en relación con la pieza han de ser precisos y su adopción sólo se justifica para grandes series de radiografias .

13.4) RADlOGRAFIAS

DE GRJlNDES PIEZAS

Es característico de la inspección radiográfica de estas piezas, la imposibilidad de radiografiarlas enteras de una sola vez. Por lo demás, es aplicable todo cuanto acabamos de exponer . Hay que hacer notar las dificultades que se presentan, en algunas ocasiones, a la hora de colocar la película en el sitio adecuado, siendo I ingenio y experiencia del operador los que únicamente pueden indicar la solución idónea. Por otra parte, es importante concretar, con el proyectista de la pieza, las zonas de mayor interés a inspeccionar, bien por razones de diseño (cambios de sección, angulas, etc), bien por ser proclives a la aparición de ciertas heterogeneidades (rechupes, grietas de contracción, etc) En algunos casos, la inspección debe realizarse en la totalidad del objeto, siendo necesario señalar sobre el mismo las zonas que va a abarcar cada radiografia, dar números a cada una, determinar las condiciones en cada caso, y reflejar todo ello en un plano o croquis del objeto .

87

La Tabla 14 muestra los requisitos de sensibilidad 101 de DIN 54109 (1962). Para su apli. cación se divide en dos categorias. 'Categorial1

Cate\Jbria 2~

Grosor de la pieza superior a (en mm)

O

6 8 10 16 25 32 40 50 80

igualo inferior a (en mm)

6 8 10 16 25 32 40 .50 80 200

,Grosor.de la pieza

SZ 16. 15 14 13 12 11 10 9 8 7

superior a (en mm)

O

6 8 10 16 25 32 40 60 80 150 170 180 190

igualo interior a (en mm)

6 8 10 16 25 32 40 60 80 150 170 180 190 200

SZ 14 13 12 11.

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Tabla 14. Requisitos OIN para sensibilidades de 101de hilos. Categoría 1 - radiografias con alta sensibilidad Categoria 2 - radiografias con sensibilidad normal número de hilo (Tabla 10) que se quiere ver en la radiografia. Estos indicadores de hilos se usan también para el examen de soldaduras con rayos X o gamma de acuerdo con la norma OIN 54111.

az.

102

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Univenidad Tecnoliigica Nacional Facultad Regional Mendoza

Instituto Tecnol6gico Regional de Ensayos

Elementos de Radioactividad índice 1.

Radioactividad

2.

Definiciones (AR 10.1.1) 2.1.

3.

4.

,

2 3

Actividad, A

'

2.1.1.

Variación de la actividad con el tiempo

2.1.2.

Vida media o Periodo de Semi desintegración, T

3 .4 4

2.2.

Dosis Absorbida, D

5

2.3.

Dosis en Órgano, De

5

2.4.

Dosis Equivalente, HT ........••...••••.............•••..••••••.••••••.••...•..............................................

5

2.5.

Dosis Efectiva, E

6

Criterios de Protección Radiológica

o •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

"_

•••••••

7

3. ).

Dosis Ocupacional.

3.2.

Exposiciones para miembros del público

7

3.3.

Criterios para personas que ejecutan intervenciones

7

3.4.

Efectos de la Exposición a la radiación

7

o •••••••••••

o •••••••••••••••••

Blindajes contra las radiaciones

o •••••••••

"

•••••••••••••••••••••••••••••••

7

8

4.1.

Tasa de Exposición

8

4.2.

Cálculo de Blindajes

9

4.2.1.

Formas de interacción de la radiación con la materia

4.2.2.

Hemi-espcsores

4.3.

9 10

Interacción de la radiación con la materia

10

4.3.1.

Difusión Rayleigh

10

4.3.2.

Efecto fotoeléctrico

11

4,3.3.

Efecto Compton

4,3.4,

Formación de pares

,

II 11

Pagina 1 de 11-»

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Universidad facultad

':TREN~

Tecnológica Nacional Rel:!;ional Mendoza

Instituto Tecnológico

Regional de F:nS3)'OS

1. Radioactividad Un núcleo atómico parecería esta formado por partículas elementales algunas de ellas caracterizadas por tener una carga positiva denominadas protones y otras sin carga denominadas neutrones, Ambos tipos de partículas son denominadas en forma genérica como nudeanes. El número de protones que presenta un núcleo se conoce como número atómico Z en tanto que el número de nucleones esta indicado por el número másico N, así que un radio nucleido puede ser caracterizado como:

ESQUE ••••••SIMPLIFICADO

OEL ATOMO

XNz La radioactividad es una forma que tiene un núcleo atómico de perder energía. Ello puede involucrar la emisión de: Partículas a (alfa) Son núcleos de He (helio) caracterizadas como: f{e~ dando lugar a la siguiente transición: XNZ

-)

NN-4

Z-2

+a

Partículas B negativas (beta) Son electrones originados en el núcleo por transformación n -) p + e- + v luego la transición que se produce es:

xi

-»

de un neutrón como se muestra:

Ni••+ P-

Partículas B positiva"i (beta +) Son positrones originados en el núcleo por transformación p -) n + e. + v luego la transición que se produce es:

de un protón como se muestra:

Captura electrónica En núcleos pesados pueden absorber electrones de las capas más internas del átomo como consecuencia de ello en el interior del núcleo sucede la siguiente reacción: p+e- -» n+v luego la transición que se produce es:

xi

-»

Ni_, + v

La captura electrónica compite con la emisión de positrones. Por otro lado electrones de otras capas ocupan el estado dejado por el electrón capturado liberando se exceso de energía en forma de rayos X. Radiaciones electromagnéticas

(Radiación X, y)

Este tipo de liberación de energía no introduce transmutaciones en el radio nuclcido excitado (isómero). Esta es una de las formas más penetrantes de radiación y la reacción puede ser indicada como:

Pagina 2 de 11

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Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Mendoza

xi ~ Ni_1 + r donde

Instituto Tecnoló~ico Re~ional de Ensayos

el símbolo

* indica

un estado excitado (isomérico) .

Veamos algunos ejemplos de desintegración nuclear . 5.3 el Co-60

,JO d

JJ o

Tm-170

Cs-137

0.31

1.170 keV

7' • 96. 660 keV 1..330 keV 84 keV

Ni-50

Os

'N

Yb-170

Ir

80-137

la

Nlve enot9f1lico (keV)

''''' ''''

1064

.>0-•

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111Z.~

"'"

JIO.~

o o

2. Definiciones

(AR 10.1.1)

2.1. Actividad, A Para una muestra de un radio nuclcido que se encuentra en un estado particular de energía en el tiempo t, la actividad A, es: A= dn di donde dn, es el valor esperado del número de transformaciones nucleares espontáneas desde ese estado de energía durante el intervalo diferencial de tiempo, dI . La unidad antigua de actividad era el Cune donde:

Pagina 3 de 1 t

,f'\..,

> Uninrsidad Facultad

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Tecnológica Nacional Regional Mendo7-B

Instituto Tecnológico

lO

I Curie = 1 ei = 3.7 xlO

desintegraciones I s = 3.7

xlOIO

Regional de Ensayos

1/ s

La unidad en el Sistema Internacional de Unidades (SI) de la actividad es el reciproco de segundo (S-I) y su nombre es el Becquerel (Bq), así:

1 Ci

=

3.7 xlOlO Dq

2.1.1. Variación de la actividad con el tiempo Sea una muestra radioactiva compuesta de n núcleos que pueden sufrir una desintegración y A la probabilidad que tiene un núcleo de desintegrarse por unidad de tiempo (constante de desintegra. ción). La unidad de A. es S-l. La probabilidad que tienen los n núcleos de desintegrarse por unidad de tiempo es Án. Luego en un tiempo diferencial di, la probabilidad de desintegración es ).ndl. Esta es la cantidad de núcleos que se desintegran en la muestra y que denominaremos dn. Luego:

dn=-A..n.dl, donde el mismo menos (-) indica que la cantidad de núcleos que pueden desintegrarse en el tiempo dI ha disminuido en esa cantidad. Observemos que por su definición:

Realizando un pasaje de términos tenemos:

dn

-

= -A. .dl

n Calculemos el número n de átomos con probabilidad de desintegrarse luego de transcurrido un intervalo de tiempo I si al inicio teníamos no asomos con probabilidad de desintegrarse. Para ello integremos ambos miembros:

F= f-A..d{

"d n.

'

n

o

n

In(n) -In(no) = -A..( n

-=e

In(-) = -A..( no

-1-'

n" Multiplicando ambos miembros por ). queda: A = Aoe-"

(1)

2.1.2. Vida media o Periodo de Semi desintegración,

T

Es el tiempo que debe transcurrir para que la actividad A de una muestra radioactiva ~aiga a la mitad de la que tenía al inicio de ese intervalo de tiempo. Supongamos que al inicio del intervalo la actividad era Ao y sea 1= T el intervalo de tiempo para la cual la actividad decae a Acl2. Remplazando en la ecuación (1) tenemos: 1 -=e

Ao A e -,l..T -=

2

2

o

Pagina 4 de 11

-,1.r

•• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• • J

r~

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

..

/~

J

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':TREN~

Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Mendoza

Instituto Tecnológico Regional de Ensayos

y tomando logaritmo en ambos miembros queda: In(!) = -ln(2) = InV") 2 Con lo cual la relación entre T y ;. es:

=

-AT

_ 1n(2) _ 0.693 T - -- -A A

Ej. T (Cs-137) = 33.0 años, T (Ir-I92) = 74.0 dias, T (Co-60) = 5.3 años .

2.2. Dosis 'AbsorbiCJa,D Se define como, D= de

dm donde de es la energía media impartida por la radiación ionizante a la materia en un volumen elemental; y dm es la masa de materia de ese volumen elemental. Si suponemos que la energía media impartida por g de materia es de 100 ergo la dosis absorbida es de 100 erg / g, esa dosis absorbida era denominada rad. luego: I rad = IDOerg I g La unidad SI de energía es el Joule (J) y la de masa es el kg, luego si la energía media impartida por kg de materia es de 1 J, la'dosis absorbida es de I JI kg, esa dosis absorbida es denominada 1 gray (Gy). La equivalencia entre Gy y rad surge de que I erg = 10-7 J Y I g = 10,3 kg, luego: 1 rad = 10,2G o bien

G

O raa

2.3. Dosis en Órgano, DT Es la dosis absorbida promediada sobre el volumen de un tejido u órgano definido, siendo el promedio igual a la energía total impartida en tal volumen, dividido por la masa de ese volumen, DT =_1mr

fD.dm "'r

donde, mT es la masa de! tejido u órgano y D es la dosis absorbida en la masa dm. La unidad SI es el Gy .

2.4. 'Dosis Equivalente, HT Se define como,

donde DT.R es la dosis absorbida promediada sobre el volumen de un tejido u órgano debida a una radiación R, y WR es el factor de ponderación de la radiación correspondiente . Las unidades de 1fT son J I kg. Para diferenciar las unidades de dosis absorbida de dosis equivalente, la cual considera el daño producido por los diferentes tipos de radiaciones, la unidad de dosis equivalente en el SI es el sievert (Sv). Antiguamente la unidad era e! rem (sucedía lo mismo con el rad), luego se concluye que: Pagina 5 de 11

., Áf'\• ••.••

> Universidad Facultad

'ITREN~

Tecnológica Nacional Regional Mendoza

Instituto Tecnulógico

Regional de Ensayos

1 rem = 10-2 Svo bien 1 Sv = 100 rem Los valores de

WR

según el tipo de radiación e intervalo de energía, se indican a continuación: Tipo de Radiación

"'R

Fotones (gamma). todas las energías

1

Electrones y muones, lodas las energías

1

Neutrones

< 10 keV'

5

10 keV a 100 keV

10

> 100keVa2

20

Protones, excluyendo

MeV

>2Meva20MeV

10

> 20 MeV

5

los de retroceso, COfl energías>

Partículas alfa, fragmentos

2 MeV

de fisión, núcleos pesados

5 20

2.5. Dosis Efectiva, E: Se define como:

donde, Hr es la dosis equivalente en el tejido tejido r, según se indica a continuación:

ti

órgano T y Wr es el factor de ponderación del

Tipo de Radiación

1

"'r

Gónadas

0.20

Médula ósea (roja)

0.12

Colon

0.12

Pulmón

0.12

Estómago

0.12

Vejiga

0.05

Mamas

0.05

Higado

0.05

Esófago

0.05

Tiroides

0.05

Piel

0.01

Superficie ósea

0.01

Resto

0.05

Electrón vol! (eV) es una antigua unidad de energía cuya equivalencia

Pagina 6 ele 11

es 1 e.V'" 1.602 10-19 J (aprox.).

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

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'ITREN~

Universidad Tecnol6~ica Nacional Facultad Regional Mendoza

Instituto Tecnológico

Regional de EnS8)'OS

El resto, a los efectos del calculo, está compuesto de los siguientes tejidos y órganos adicionales: suprarrenales, cerebro, intestino grueso superior, intestino delgado, riñón, músculo, páncreas, bazo, timo y útero .

3. Criterios de Protección Radiológica 3.1. Dosis Ocupacional Para los trabajadores los límites de dosis son los siguientes: o

El límite de dosis efectiva es 20 milisievert (20 mSv) en un año,. Este valor debe ser considerado como el promedio en 5 años consecutivos (100 milisievert en 5 años), no pudiendo excederse de 50 milisievert en un único año .

o

El límite de dosis equivalentes de 150 milisievert en un año para el cristalino y 500 milisievert en un año para la piel.

No se admite la exposición ocupacional de menores de 18 años .

3.2. Exposiciones para miembros del público El límite de dosis efectiva es 1 milisievert en un año y los limites anuales de dosis equivalente son 15 milisievert para el cristalino y 50 para la piel.

3.3. Criterios para personas que ejecutan intervenciones Cuando la dosis efectiva proyectada supere los 100 milisievert, las tareas a cumplir en operaciones de intervención deben ser voluntarias. Los voluntarios sólo podrán ser trabajadores que estén informados previamente acerca de los riesgos involucrados en la ejecución de las tareas de intervención . Las situaciones de intervención que impliquen la exposición de voluntarios a una dosis efectiva que exceda 1 sievert o dosis equivalente en piel superior a 10 sievert, sólo pueden ser justificadas si se trata de salvar vidas humanas . Cuando se estime que un trabajador ha recibido una dosis efectiva superior a 100 milisievcrt durante una intervención, se debe efectuar una evaluación médica y dosimétrica previa a su reintegro al trabajo .

3.4. Efectos de la Exposición a la radiación La tabla siguiente muestra los efectos probables de las dosis recibidas. El progreso del daño por radiación depende de la dosis recibida . Dosis Efectiva (Sv)

0-0.5

Efecto Probables No hay efedos obvios posibles. cambios menores en sangre .

0.8 -1.2

V6m"-os y nauseas por un dia en el 5% al 10% del personal expuesto. no seria incapacidad .

1.3-1.7

Vómitos y nauseas por un dla. seguido de otros signos de afección por radiación en el 25% del personal. No se registran muertes .

Pagina 7 de 11

Fatiga pero

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Universidad Facultad

'ImEN~

Tecnológica Nacional Regional Mendoza

Dosis Efectiva (Sil)

Instituto Tecnológico

Regional de Ensayos

Efecto Probables

1.8-2.2

Vómitos y nauseas en lodo el personal por un dia, seguido de otros signos de afección por radiación en el 50% del personal. No se registran muertes.

2.7 - 3.0

Vómitos y nauseas por un dla, seguido de otros signos de afección por radiación en el 50% del personal. 20% de muertes en 2 o 3 semanas o 3 meses de convalecencia para los sobrevivientes.

4.0-5.0

VÓl'mlos y nauseas el primer dia, seguido de otros signos de afección por radiación. 50% de muertes en 1 mes o 6 meses de convalecencia para los sobrevivientes.

5.5 -7.5

Vómitos y nauseas dentro de las 4 horas seguido de otros signos de afección radiación. Hasta 100% de muertes, muy pocos sobrevivientes.

por

4. Blindajes contra las radiaciones 4.1. Tasa de Exposición La constante específica de radiació

es una magnitu¡j que caracteriza

cada radioisótop

R.m2 6 C.m2 Ej.: r(Cs-137) =0.39-o 2.72.10Ci.h kg.GBq.h

R m2 o 3.83.10-<

,(Ir -192) = 0.55-' -

Ci.h

e . m2

kg.GBq.h

Sea un radioisótopo de constante específica de radiación r y con una actividad A. Se puede demostrar que, si se trata de una fuente puntual mono-energética, la exposición producida por dicha Of-------------~ A

••X

d

fuente a una distancia d durante un intervalo de tiempo tes:

La antigua unidad de la exposición era el rocntgen (R) que estaba definida de la siguiente manera: supongamos que tenemos un campo de radiación ¡anizante capaz de generar iones de uno y otro signo con una carga eléctrica total igual a 1 unidad electrostática de carga (ues) en 1 cmJ de aire a la presión y temperatura normal, entonces decimos quc la exposición producida es de l R. 1 R=]

ues/cm3

de aire

La ues era una antigua unidad de carga eléctrica y la actual unidad en el sistema internacional es el coulomb (C). Por otro, lado la masa de l cm) de aire a la temperatura y presión normal es de 0.00129310-3 kg, con lo cual las nuevas unidades de exposición son e/kg. Obsérvese que el R esta definido solo para radiación ionizante (X o y). Como 1 ues = 2.083 109 pares de iones = 3.34 10.10 e

1 R ~ 3.34 I(JI' C / 0.001293 I(JJ kg ~ 2.58 1(J' C / kg La exposición por unidad de tiempo o lasa de exposición se calcula como:

Pagina 8 de 1t

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• • •

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •

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Uni"ersidad T«nológica Nacional Facultad Re2ional Mendoza

Instituto Tecnoló2ico Re2ional de Ensayos

•

X

r.A

t

d'

X=-=A partir de la ecuación que permite el cálculo de la exposición se puede inferir que la mejor forma de protección contra las radiaciones ionizantes es estar a gran distancia el menor tiempo posible. La otra forma de protección que discutiremos a continuación es mediante el uso de blindaJes.

4.2. Cálculo de Blindajes 4.2.1. Formas de interacción de la radiación con la materia Supongamos que trabajamos con una fuente puntual de actividad A como la mencionada anteriormente y que produce una exposición Xo a la distancia d. Se puede demostrar que si intercala-

o A

O A

d

d

!

•

X•

•

X

x

mos un material que opera de blindaje entre la fuente y el punto donde se mide la exposición de espesor x, ésta disminuye a un valor que denominamos X (ver croquis) . Se puede demostrar que existe una relación sencilla entre X y Xo que es la siguiente:

X = Xoe-"

(*)

donde Ji es el coeficiente de atenuación lineal y su unidad es m-I y x es el espesor del blindaje . Esta relación tiene validez también para la Tasa de Exposición. El coeficiente de atenuación lineal esta relacionado con la forma de interacción de la radiación con la materia como veremos ma'i adelante . ¿Cómo se puede calcular el valor de x para obtener en el punto donde se desea medir la exposición, un valor de ésta predeterminado? Una fonna sencilla y rápida de obtener este valor es a través del empleo del coeficiente de transmisión K el que se define como la relación de la tasa de exposición en un punto con blindaje X dividido por la tasa de exposición sin blindaje Xo . K~ X

Xo

(**)

Su inversa (K-1) esta representada para el Ce en función del espesor del blindaje x para hierro (Fe) y plomo (Pb) . Ejemplo de cálculo de Blindaje Sea una fuente de Cs 137 con una actividad A = 2 Ci. Supongamos que deseamos calcular la tasa de exposición sin blindaje Xo a 5 m:

~:

Pagina 9 de 11

<~.

Unh'crsidad Facultad

X, =0.324 R.m'

Tccnológica Nacional Regional Mendo:Lll

2.Ci,

=0.026~

Cj.h 25.m h Supongamos que deseamos reducir la tasa de exposición a la décima parte (10%) o sea a 0.0026 RIh o 2.6 mRlh mediante un blindaje de Pb, entonces K = 0.1 o K-' = 10.

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Si entramos en la curva con el valor !.S.1iJ'" h~ ~_L•..._,_j_~ . - l. 119 1 / •• •• ~ .,:." ._L.. L I'I{ ..1 1;11" ..i.. - •. ...-_ ;..:r:-.L7" •• _ •• . : 10 Y cortamos la curva para el Pb ,./{¡' , ,aJ ;. :':;:-:+-"i ..•... -_I.;.~.-~-'-. '-~-~-t,...t •.-R. f-.... --. encontramos que el valor del espesor .', x de Pb que necesitamos interponer J 11} r ; ~ 1J l' : J entre la fuente y el punto en cuestión J ¡-'-I-':' ro1('~ .~ ••• '-:.~ 1_ J-l ~:"':j l •• I¡.__ ~_l..:._. esde-22 mm. d '11 :~J:,.::f J .•. ~~_. - ... ,~-----

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o"

4.2.2, Hemi--espesores Del análisis de las ecuaciones (*) y U./I)', (U) se puede observar que existe un espesor de un determinado blindaje .'/~ -+. Para el cual la tasa de exposición cae J'ID a la mitad. Sea este espesor x = hy; Y 1:'10 4t es denominado el hemi-espesor, A'

"

-rn, r. -l-h1 ~.t:-i ~

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si agregamos 2 hemi-espesores, la tasa de exposición cae a la cuarta parte

;

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IJ

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HI-~ll~

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d7rllJl'

..!.. = e-2)Jl'~ = X' y así sucesivamente, luego podemos escribir para el caso mas general de tener 4 X, n hemi-espesores:

K = X = _1- con lo cual tenemos otra forma rápida de estimar los espesores X" 2" de blindaje. Para ello basta conocer los hemi-espesores de los distintos materiales para las diferentes radiaciones ionizan tes. Ej.: el hemi-espesor de Pb para la radiación emitida por el Ir-192 es de =11 mm. el hcmi-espesor de Pb para la radiación emitida por el Cs-137 es de = I l mm, el

~.3_ Interacción 4_3_1_ Difusión

ae la raaiación

Rayleigh

con la materia

Es un fenómeno que tiene importancia a niveles de energía muy bajas. El fotón es desviado de su trayectoria por los electrones del átomo pero sin pérdida de energía (difusión elástica). Los fotones y los electrones conservan su energía.

Pagina 10de 11

:

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

Á~1. ~

Uninrsidad facultad

Instituto Tecnológico

4.3.2. Efecto fotoeléctrico Cuando radiación X o y de baja energía incide en la materia, se puede producir una colisión entre un fotón incidente y un átomo del material, la energía total del fotón puede ser utilizada para expulsar un electrón de una órbita de las capas internas del átomo. El fotón por lo tanto se aniquila .

RalOS X ilcidente1 /"

4.3.3. Efecto Compton Es un fenómeno que se produce a energías intermedias y altas (100 keV - 10 Mev). Consiste en la interacción de fotones X o y con electrones de valencia débilmente ligados o electrones libres. El fotón incidente cede parte de su energía al electrón que es expulsado y un fotón de menor encrgía emerge con otra dirección. ~"'i

'"

':TREN;)

Tecnológica Nacional Regional Mendoza

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4.3.'1. Formación de pares La formación de un par electrón positrón ocurre a niveles de energía superiores a 1.02 Me V. Sucede cuan • do fotones de alta energía sufren una interacción con un núcleo. La energía del fotón se transforma en materia (creación de materia) según lo prevé la ecuación de Einstein E = m el . El positrón creado tiene una vida media muy corta y se aniquila con un electrón del medio (aniquilación de materia) para producir dos rayos y opuestos de energía 0.51 MeV cada uno .

Pagina 11 de 11

Regional de Ensayos

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •

ARTICLE 2 RADIOGRAPHIC EXAMINATION T-210

_""_

degree that the images of surface irregularities cannot mask or be confused with the image of any díscontinuity on the resulting radiograph . The finished surfaee of all butl.welded joints may be t1ush with the base material or may have reasonably uniform crowns, with reinforcement not to exceed that specified in the referencing Code Section.

SCOPE

The radiographic metbod described in thís Artide for examinatían of materials indudíng castings and welds shall be used togetber with Artiele 1, General Requirements. Definitions of terms used in this Artícle are in Mandawry Appendíx V of this Artide. Certain product-specific, technique-specific. and application-specific requirements are also given in other , Mandatory Appendices of this Artide, as listed in the ubte "of contents. Tbese additional requirements shall also be complled with when an Appendíx ls applicable to tbe radiographic or radioscopic examinatíon being conducted.

T-220

GENERAL REQUIREMENTS

T-221

PROCEOUREREQUIREMENTS

T-221.1

T-223

T-224

T-225

T.226

""'wE •

shall be as spe-

SURFACE PREPARATION T-230 T-231

IHS

EQUIPMENT ANO MATERIAlS FilM

T-231.1 Selectlon. industrial radiographic

Radiographs film,

shall be made using

T-231.2 Processlng. Standard Guide for Controlling the Quality of Industrial Radiographic Film Processing.. SE-999, or paragraphs 23 through 26 of Standard Guide for Radiographic Examination SE-94 shall be used as a guide for processing film . 7

__

film

EXTENT OF EXAMINATION

The extent of radiographic examination cificd by the referencing Cede Seetion .

T-222.2 Welds. The weld ripples or weld surfaee irregularities on both the inside (where accessible) and out. side shall be removed by any suitable proeess to such a

••

MONITORING DENSITY lIMITATIONS OF RAOIOGRAPHS

Either a densitometer or step wedge comparison shall be used fur judging film density .

T-222.1 MaterlaLs Including Castlngs. Surfaces shall satlsfy the requirements of the applicable rnaterials specifieation or referencing Code Section, with additional conditioning.. if necessilry, by any suitable process to such a degree that the images of surface irregularities eannot mask or be confused with the image of any diseontinuity on the resulting radiograph.

•• "~

SYSTEM OF IDENTIFICATION

A system shall be used to produce permanent identification on the radiograph traceable to the contract, component, weld or weld seam, or part numbers. as appropriate. In addition, the Manufacturer's symbol or name and the date of the radiograph shall be plainly and permanently induded on the radiograph. This identification system does not necessarily require that the informarion appear as radiographic images. In any case, this information shall not obscure the area of lnterest.

Wrltten Procedure. Radiographic examina-

T.221.2 Procedure Demonstration. Demonstration of the density and imaRe quality indicator (IQI) image requirements of the written procedure on produetion or technique radiographs shall be consldered satlsfactory evidence of compliance with that procedure.

T~222

BACKSCATTERRADIATION

Alead symbol ~B.~with minimum dimensions of 112 in. (13 mm) in height and llt6 in. (1.5 mm) in thickness, shall be attached to the back of each film holder during eaeh exposure to determine if backscatter radiation is exposing the film.

tíon shall be performed in accordanee with a written proeedure. Eaeh procedure shall ¡nelude at least the fol1owing infonnation, as applicable: (a) material type and thickness ranRe (b) ¡sotope or maximum X-ray voltage used (e) source.to-object distance (O in 1-274.1) (d) distance from so urce si de of objeet to film (d in 1-274.1) (e) source size (F in 1.274.1) (J) film brand and designation (g) screens used

~"'---"'!IlP'\IC)

•

ARTICL£ 2

2013 SECTION"

ARTlCLE2

T-232

2013 SI:CTIONV

INTENSIFYING SCREENS

Table T-233.2 Wire 101 Designation, Wire Diameter, and Wire Identity

Intensifying screens may be used when performing radiographic examination in accordance with this Article.

So< ,

T-233

IMAGE OUALlTY INDlCATOR (101) DESIGN

Wlr" Dlam"le.,

T-233.1 Standard 101 Design. IQls shall be either the hole type or the wire type. Hole-type IQls shall be manufactured and identified in accordance with the requirements or alternates allowed in SE-I02S. Wire.type IQls shall be manufactured and identified in aCl"Ordance with the requirements or altemates allowcd in SE-747, except that the largest wire number or the identity number may be omined. ASME standard IQIs shall consist of those in Table T-233.1 for hole type and those in Table T-233.2 ror wire type.

in.

•• <8

(n"n) (O.OB)

0,004

{0.10)

0.005

(0.13) {0.16)

0.0011

(0.20)

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(0.25)

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0,0032

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0.050

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0.063 0(;(10

(1,60)

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0.126 0.200

(S.oB)

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0.250

0,100

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0.320

(6.35) (B,13í

In.

(2.D3)

(a) Ho/e Type JQ/s. The calculated Equivalent IQ! Scnsitivity (EPS), per SE-I025, Appendix Xl, is equal to or bet. ter than the required standard hale type IQI. (b) Wire Type /Q/s. The altcrnative wire IQl essential wire diameter is equal to or less than the required standard IQl essential wire.

Diamel"',ln.

'm",l

Table T-233.1 Hole-Type 101 Designation, Thickness, and Hole Diameters 4TH"I" IQI Thlcknrss, IQI Duilnatlon

,

In.

0.040 (1.02)

0.020 (OSI)

O.MO (1.02)

"

O.QIO (0.2S)

0,010 (O,ZS)

0.020 (0.51)

0.040 (I.OZ)

0.0125 (0.32)

0.0125 (0.32)

0.025 (OM)

0.ll5ll (1.27)

lS

" 0' "

0.015 (0.38)

O.OIS (0.38)

0.030 (0.76)

0.060 (t.S2)

0.0175 (0.441

0.0175 (0.44)

O,O:¡S (0,89)

(0.51)

O.OZO (0.51)

O.MO (l.o'Z)

O.l!?0 (1.76)) 0,960 (2.03)

2S

0,025 (0.64)

0.025 (0.64)

O,OSO(1,27)

0.100 (2.54)

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0.030 (0,76)

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0.03S (0,89)

Om5

(0.89)

0.060 (1.5Z) 0.Q70 (1.78)

0.040 (1,02)

O.O-W(1.02)

O.OBO(2.03)

016(1 (4,06)

"" '" "

0.045 (1.14)

0.045 (1.14)

0.090 (2.Z9)

0.180 (4,57)

0.050 {l.27)

0.050 (1.27)

0.100 (2.54)

0,200 (5.06)

0.060 {1.52) 0.Q7(1 {1.7B)

0.060 (1.52)

0.120 (3.0S)

0.240 (6.10)

0.070 (1.7B}

O.HO (3.56)

0.2BO (7.11)

0.080 (2.03)

COflO (2.03)

0.160 (4,06)

0.320 (8.13)

0.100 (Z.54)

0.200 (5.0B)

0.400 (1IU6)

0.120 (3.05)

0.100 (2.S4) 0.120 (3,05)

0.240 (6.10)

0.4BO (12.19)

0.140 (3.56)

0.140 (3.S6)

0.160 (4.06)

0.160 (4.06)

0.Z80(7.11) 0.320 (8.13)

0.560 (14.22) 0,640 (16.Z6)

0.200 (S.OO) 0,240 (6.10)

O.ZOO(S.08)

0.4(1(1(10.16)

2"

0.240 (6.10)

lO"

0.280 (7.11)

0.280 (7.11)

M80 {12.19) 0.560 (1HZ)

200

_ _ ---_

0020

8

x

•......

Dlam"t"t', (mm)

0.020 (0.51)

'"' .'"

.•

(m",)

in.

0.Q10 (0.Z5)

"O "O

..•

2T H"le Diam"ler,

0,010 (0.2S)

80

~~_IIIPYC)

(m"')

In.

(1.005 (0.13)

"'

•••

1 T Hol" Diam"I"',

0.0075 (0.19)

S

_

(mm)

in.

....

11

mm'

Dlam"te.,

T-233.2 Alternatlve 101 Deslgn. IQls designed and manufactured in accordance with other nadonal or international standards may be used provided the requite. ments of eithcr (a) or (b) below, and the material requirements ofT-276.1 are met

•• "

5rl D WI ••

WI."

,,

Id"ntil

0,1-W (3.S6)

IdenU

" "" 21

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• • •

2013

T-234

Viewing facilities shall provide subdued background lighting oí an intensity thar wi1l nOI cause reflections, shadows, or glare 00 the radiograph thar ¡nteriere with the interpretatioo process. Equipment used lo view radiographs

T-262.2 Step Wedge Comparison FiLms. Step wedge comp
ror interpretarion shall provide a variable light soaTce surfkient for the essential IQI hole ar designated wire ro be visible ror the specified density range. The viewing condiliaos shall be such thar Iight from around the ouler edge of the radiograpb or coming through low-density portions oí the radiograph daes nol ¡nteriere with interpretatian.

T.262.3

Perlodic Verification . cablibration verífication checks shall be performed as describl"d in T-26Z.1 at the beginning of each shift, after 8 hr of continuous use, or after change of apertures. whichever comes first. (b) Step Wedge Comparison Films. Verification cbecks shall be performed annually per T-262.2.

CAlIBRATION

T-261

(a) Densitometers. Periodie

SOURCE SIZE

1-261.1

Verificatlon of Soutce Slze. The equipment

manufacturer's or supplier's puhlications. such as technícal manuals. decay curves, or written statements documenting the actual or maximum source síze or focal spot shall be acceptable as source size verification.

T-262.4

1-262

calibrations required by T.262.1 shall be documented. but the actual readings for each step do not have to be recorded. Periodic densitometer verlfication che£ks required by T-262.3(a} do not have ro he documented. (b) Step Wedge Ca[ibrotion Films. Step wedge calibration film verifications required by T-262.1(a} shall be documented. but the actual readings for each step do not have to be recorded. (c) Step Wedge Comparison Fílms. Step wedge compari . SOIl film verifications required by T-262.2 and T -262.3(b) shall be documented, but the actual readings for each step do not have to be recorded .

DENSlTOMETER ANO STEP WEOGE COMPARISON FilM

T-270

T-2n

T-262.1 Densitometers. Densitometers shall be cali. brated at least every 90 days during use as follows: (o) A national standard step tablet or a step wedge calibration film, traceable to a national standard step tablet and having at least 5 steps with neutral densities from at least 1.0 through 4.0, shall be used. The step wedge ca. libratíon film shall have been vl"rified within the last year by comparison witb a national standard step tablet unles~ . prior to first use, it was maintained in the originallight. tight and watcrproof sealed packagl" as supplied by the manufacturero Step wedge calibration films may be used without verifieation for one year upon opening. provided it is within the manufaeturer's stated shelf Iife. (b) The densitometer manufacturer's step-by-step in' sttuctions for the operation of the densitometer shall be fol1owed. (e) The density steps closest to 1.0, 2.0, 3.0. and 4.0 on the national standard step tablet or step wedgc calibration film shall be read.

~

••• __

~.

-..

__

OMS

EXAMINATION RAOIOGRAPHIC TECHNIQUEti

A single-wall exposure technique shall be used for radiography whenever practica\. When it is not practical to use a single-wall technique. a double-wall technique shall be used. An adequate number of exposures shall be molde to demonstrate that the required coverage has been ohtained. T-271.1 Single-WaLl Technlque. In the single.wall technique, the radiation passes through only one wall of the weld (material), which is viewed for acceptance on the radiograph . T-271.2 Double.WaLL Technlque. When it is not practical to use a single.watl technique, one of the fol1owing double.wall techniques shall be used. (a) Single-Wal/ Viewing. For materials and for welds ín eomponenls, a technique may he used in which the radia. tinn passes through two walls and only thl" weld (materi . al) on the film-side wall is viewcd for acceptólnce on the 9

..,..•

Documentation.

(a) Densitometers. Densitometer

T-261.2 Oetermination of Source Size. When manufacturer's or supplier's publications are not available, source size may be dctermined as follows: (a) X-Ray Machines. For X-ray machines operating at 500 kV and less, tbe focal spot size may be determined by the pinhole method,S or in accordance with SE-1l65, Standard Test Method for Measurement of Focal Spol<; of Industrial X-Ray Tubes by Pinbole Imaging . (b) Iridillm-192 SOllrces. For Iridium.l92, the source size may be determined in accordance with SE-1114, Stan. dard Test Method for Determining the Focal Size of Iridium.192 Industrial Radiographic Sources.

-=0SI0If._11"VC1

••• _

(d) The dcnsitometer 1.<;acceptable if thl" density read . ings do not vary by more than :tD.OS density units from the actual density stated on the natíonal standard step tablet or step wedge calibration film .

FACILITIES FORVIEWING OF RADIOGRAPHS

T-260

ARTICLE 2

SECTlON V

(U)

ARTlCLE 2

2013 SECTION V

radiograph. Whcn complete coverage is reql.lired for circumferential welds (materials), a minimum of three exposures taken 120 deg to each other shall be madI.". (b) Double-WolI Víewing. For rnaterials and for welds in components 3112 in. (89 mm) or less in nominal outside diameter, a technique may be used in which the radiation passes through two walts and the weld (material) in both walls is viewed for acceptance on the same radiograph. For double-wall viewing, only a source-side IQI shall be used. (1) For welds, the radiation heam may be offset from the plane of the weld at an angle sufficient to separate the images of the source-side and film-side portions of the weld so that there is no overlap of the areas to be interpreted. When complete coverage is required, a minimum oftwo exposures taken 90 deg to each olher shall be madI." for each joint. (2) As an alternative, Ihe weld may he radiographed with the radiation beam positioned so that the images of both walls are superimposed. When complete coverage is required, a minimum of three exposures taken at either 60 deg or 120 deg to each other shalt be madI." for each ¡oint. (3) Additional exposures shall be madI."ifthe required radiographic coverage cannot be obtained using the minimum number of exposures indicated in (l) or (2) above.

NOTE: Altematively, a nomograph as shown In Standard HadioKl1lphk Eumínatlon SE.Q4 may be used.

.214.2 commended

Ug_FdID where U9 = geometric unsharpness F = source size: the maximum projected dimension of the radiating source (or effective focal spot) in the plane perpendicular to the distance O from the weld or object being radiographed O = distance from source of radiation to weld or object heing radiographed d = distance from source side of weld or objecl being radiographed to Ihe film

•••.•....•.. _-- . •.....••• ... _"-....--.._

2 lhrough 3 (SO_7S)

0-030 (0.76)

Over 3l.hrough 4 (75-tOO)

0.040 (1.02)

Grealer man 4 (100)

0.070 (1.78)

on which the IQI is hased.

LOCATION MARKER5

SingLe-WaU Vlewing.

shall be placed on the source side when radiographing the following: (1) flat components or longitudinal joints in cylindricalor conical components; (2) curved or spherical components whose concave side is toward the source and when the .source-to. materiar distance is less than the inside radius of the componen!; (3) curved or spherical components whose convex side is toward the sOllrce. (b) Film-Side Murkers (1) Lacation markers shall be placed on the film side when radiographing either curved or spherical compo. nents whose concave side is toward the source and when Ihe "source-to-material» distance is greater than the inside radius. (2) As an alternative to source-side placement in T-275.1{a)(I), location markers may be placed on the film side wben Ihe radiograph shows coverage beyond the 10calion markers to the extent demonstrated by Figure T-275, sketch (e), and when this alternate is dacumented in accordance wilh T-291. (e) Either Síde Markers. LOCationmarkers may be placed on either Ihe sOllrce side or film side when radiographing eilher curved or spherical components whose concave side is toward the source and Ihe "source-to-material" dis. tance equals the inside radius of the component.

GEOMETRIC UNSHARPNESS

(1IPVC1

in. (mm)

(a) Source.Side Morkers. Location markers

T-274.1 Geomelric Unsharpness Delermlnatlon. Geometric unsharpness of the radiograph shatl be determined in accordance with:

__

U. Mnin",m,

~

0.020 (0,51)

T-275.1

The direction of the central beam of radiation should be centered on the area of interest whenever practica!.

~

In, (mm)

!-1 ~

Location rnarkers (see Figure T-275), which are to appear as radiographic images on the film, shalt be placed on the part. nol on the exposure hOlder/cassette. Their lo. cations shall be pennanently marked on the surface of the part being radiographed when permitted, or on a map, in a manner permitting the area of interest on a radiograph to be accurately traceable to its location on the part, for the required retention perlod of the radiograph. Evidence shall also be provided on the radiograph that the required coverage of the region being examined has been obtained. Lacation markers shall be placed as follows.

DIRECTION OF RADIATION

D and d shall be determined of the area of interest.

Thkknu.5,

1

Under 2 (SO)

T-275

The radiation energy employed for any radiographic technique shall achieve the density and IQI image requirements of this Artide.

T-274

t.:l6 ~

NOTE: Matelial lhickness is che thkkness

T~2n RADIATlON ENERGY

T-273

Geometrlc:: Unsharpness lImltatlon$, Remaximum values for geometric unsharpness

are as follows: Material

Guíde for

at the approximate cenler

10

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• • J

--••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 'l{

¡ji

'11 11~ ~.

1: 1

I 1

V

Film side unacceptable

Source side

/.,

8cceptable

+

Flal component o' longitudinal 188m [S•• 1.275. 1la)(1)] [S •• sketch

Source side lIcceptable Film side un8cceptable

(el lo •• 11.,nata]

Curved components with radi.tion sourc. lo film distante htssthan •• diua 01 component

(S •• 1.275.1IeI1211

Cu.ve
1,1

Ibl

1.1

i, -

.,..

O ~

",
~ ~

Either sid ••• locatioo markllr i. acceptablll D

~-I ,

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!:'Ul

-

N

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• ~ i3

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~ ~

..• :

._-1 1-- M, Curved components wilh u,di"i'm SOllrCe10 lilm dl".nce g ••• I•• than r.diu. 01 curvatur. (Su T-215.1Ib)(l)] Idl LEGENO:

Radiation source -

-J:t-

loc.tion marker-

•

Component

cente'

-

+

~

1--.

Source .ide mlork•••• h"rne'e Re! compon"nt o, lOllítudins' se.m JI" Itl0llM,f21 lr '" additlonal teQuired «I\/1I.8ge beyond film .ide locetion me,k ••• t '" componen!

thickness

Curve
1_215.1(e)]

lli

M, " film ••delacetion marker IntltrVsl D '" .ouree 10 component dist.ne. [S •• T.275.1IbH2)]

1.1

>

~ ~ N

•• ARTICLE

2

2013 SECTION V

T-27S,2 Double.WaLL Viewing. For double-wall viewing. at Jeast one location marker shall be placed adjacent to the weld (or on the material in the area of interest) for each radiograph ..

(b) Welds Without Reinforcemenu. The thickness on which the IQl is based is the nominal single-wall thickness. Backing rings or strips shal1 not be considered as part of the weld thickness in IQl selection.

T.27S.3 Mapping the Placement of locatlon Mar. kers. When inaccessibilíty or other limilations prevent the placement of markers as stipulated in T-275.1 and T-275.2, a dimensioned map of the actual marker placement shall accompany the radiographs to show that full coverage has been obtlined.

T-276.3 WeLds Joining DissimiLar MaterlaLs or Welds With Dissimilar FILLerMetaL. When the weld metal is of an aHoy group or grade that has a radiation attenuation that differs from the base material, the IQI material selection shall be based on the weld metal and be in accordance with T-276.I. When the density limíts ofT.282.2 cannot be met with one IQI. and the exceptional density area(s) is al the interface of the weld metal and the base metal, the material seleetion for the additionallQls shall be based on the base material and be in accordance with T-276.1.

T-276

IQI SElECTlON

T.276.1 Material. IQls shall be selected from either the same a\loy material group or grade as identified in SE.I025, or SE.747, as applicable, or from an al10y material group or grade with less radiation absorption than the material being radiographed.

T.277 T-2n.l

Placement of 1015. (a) Source-Side IQ1(s). The IQI(s) shal1 be placed on the source side of the part being examined, except for the condition described in (b). When, due to part or weld configuration or size, it is not practical to place the IQI(s) on the part or weld, the IQI(s) may be placed on a separate block. Separate blocks shall be made ofthe same or radiographically similar materials (as defined in SE-I02S) and may be used lo facilitate IQI positíoning. There is no restriction on the separate block thickness, provided the IQljarea-of-interest density tolerance requirements ofT-282,2 are met. (1) The lQI on the source side of the separate block shall be placed no closer 10 the film than the source side of the part being radiographed.

T-276.2 Slze, The designated hole IQI or essential wire shall be as specified in Table T-276. A thinner or thicker hole.type IQI may be substituted for any section thickness lísted in Table T-276, provided an equivalent IQI sensitívíty is maintained. See T-283.2.

(a) Welds With Reinforcemencs. The thickness on which the IQI is based is the nominal single-wal1 thickness plus the estímated weld reinforcement not to excecd the maximum permittcd by the referencing Code Section. Backing rings or stríps shall not be considere
Cb<.e •••.:Mt,\>

Tabte T.276 IQI Selection

C.J.". Ev Ran e,lo.

mm

Up to 0.25, lnel. (6.4) OVf'r 0.25 lhrougtl 0.315 (6.4Ihrough

9.5)

Over 0.315 lllrough 0.50 {9.5 Ihrough

12.1]

Over 0.50 through

D.15 (12.1through

Over 0.15 lhrough

1.00 (19.0 lhrough 25.4)

Over 1.DO throogh

1.50 (25.4 lhrough 38.1]

Over l.5D lhroug1l2.00

4.00 (63.5 tllrough 101.6)

Ove. 4,00 lhrough

6.00 (101.6 Ihrougll152.4)

Over 6.0D lhrough

8.00 (152.4Ihrough

Over 8.00 lhrough

10.00 (203.2 lhrough

OVff 16.00 lhroo

_

...

•••••• _IIIPYC¡

•..

__

•••••

x

.•.•...

203.2) 254.0)

12.00 (2.'>4.0 through 304.8) 16.00 (J04,8 h 20.00

IhrougIl4lJ6.4)

4D6.4 throu

_ --_ _- ... •••••• ..-

63.5)

Over 2,50 lh.oogh

Ove. 12.00 through

~

19.0)

(3R.l thn>ullh 50.8)

Over 2.00 Ihrnugh 2.50 (50.8 lh.oogtl

Over 10.00 thmugh

Hole.Type

Es ••.nUal

Desl naUon

Hole

12

h 508.0

"" "" " ., " "" "

'"'

2' 2T 2T 2T 2T 2T

WI~e-Typ" Es •••nrial Wl,..,

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200

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Soun:e Slde Nomln~1 Slngle.W~1I M~I"rl~l Thlclrn"",s

USE OF IQI5 TO MONITOR RADIOGRAPHIC EXAMINATION

el FllmSíde

Hole.Type

Eo•••nllal

0"",1 naUon

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e e

2013

SECTION V

(2) The separate block shall be placed as clase as pos. sible to the parl beíng radiographed . (3) When hole-type IQls are used, [he hlock dimensioos shal1 exceed the IQl dímensions such that [he outline of al least [hree sides of [he IQl ím¡¡ge shall be visible on [be radiograph . (b) Film-Side /Ql(s). Where inaccessibility prevents hand placing [he IQI(s) on [he source sirle, [he IQI(5) shall be placed 011 [he film side in contact with the part being ex. amined. Alead letter "F- shall be placed adjacent to or 011[he IQI(5), but shall llat mask [he essential hole where hale IQls are used. (e) IQI Plocementfor Welds - Hale /Q/s. The IQ1(s) may be placed adjacent to or on [he weld. The identificatían number(s) and, when used, the ¡ead letler «F,~ shall not be in the arca of interest, except when geometric configuration makes it impractical. (d) IQ! P/ucementfor Welds - W¡re/Q/s.The lQI(s) shall be placed on the weld so that the length ofthe wires is pero pendicular to the length of the weld. The IQI identification ando when used, the lead letter -F: shall not be in the area of interest. except when geometric configuraríon makes it impractica1. (e) /QI Placementfor Materiu/s Other Than Welds. The lQI(s) with the IQI identification and, when used, the lead letter -F: may be placed ín the area of interest.

(b) When a section or sections of the circumference. where the length between the ends of the outermost sections span less than 240 deg. is radiographed using more than one film holder. (3) [n (1) and (2) ahoye. where sections of longitudinal welds adjoining the circumferential weld are radiographed simultaneously with the circumferential weld, an additionallQI shall be placed on each longitudinal weld at the end of the section most remote from the junction wílh the circumferential weld being radiographed. (4) For spherical components where the source Is placed at the center of the component for a single exposure, at least three IQls, spaced approximately 120 deg apart, are required under the following conditions: (a) When a complete circumference is radiographed using one or more film holders. or; (-b) When a sectinn or se
T.2n.2 Number of IQI5. When one or more film holders are used for an exposure, at least one lQl image shall appear on each radiograph except as outlined in (b) below. (a) Mulaple lQ/s. ¡fthe requirements ofT.282 are met by usíng more than one IQJ, one shatl be representative of the lightest area of interest and the other the darkest area of interest; the íntervening densities on the radio. graph shall be considered as having acceptable densíty. (b) Speda/ Cases' (1) For cylindrical components where the source is placed on the axis of Ihe component for a single exposure, at least three IQls, spaced approximately 120 deg apart, are required under the following conditíons: (-a) When the complete circumference is radiographed using one or more film holders, or; (b) When a section or sections of the circumference, where the length between the ends of the outermost sections span 240 or more deg. is radiographed using one or more film holders. Additional film locations may be required to ohtain necessary IQI spacing. (2) For cylindrical components where the source is placed on the axis of the component for a single exposure, at least three IQ[s, with one placed at each end of the span of the circumference radiographed and one in the approximate center of the span, are required under the following conditions: (_a) When a section of the circumference, the lengrh of which is greater Ihan 120 deg and less than 240 deg. is radiographed using just one film holder, or;

(-a) When a section of a circumference, the length of which is greater than 120 deg and less than 240 deg. is radiographed using just one film holder, or; (.b) When a section or sections of a circumference, where the length betwecn the ends of the outermost sections span less than 240 deg is radiographed using more than one film holder . (6) In (4) and (S) aboye, where other welds are radio. graphed simultaneously with the circumferential weld, one addilional IQl shall be placed on each other weld . (7) For segrnents of a flat or curved (i,e., ellipsoidal, torispherical, toriconical, elliptical. etc.) component where rhe source is placed perpendicular 10 the center of a length of weld for a single exposure when using more than three film holders, at least three IQls, one placed at each end of the radiographed span and one in the approxímate center of Ihe span, are required. (B) When an array of components in a circle is radiographed, at least one IQI shall show on each component image. (9) In order to maintain the continuity of records involving subsequent exposures, atl radiographs exhibiring lQls that qualify the techniques permined in accordance with (1) through (7) aboye shall be retained .

T.2n.3 Sh;ms Under Hole-Type IQls. For welds, a shim ofmaterial radiographically similar to the weld metal shall be placed between the part ¡md the IQI, if needed, so thal the radiographic density throughoul the arca of 13

•...-.-"'-_-...._-" _ ••• IHlI c...,.'\¡Ol--(lIPIIC)

••

X

ARTlCLE 2

ARTICLE 2

2013 SECTION V

T-283

interest is no more than minus 15% from (lighter than) the radiographic density through the designated IQI adjacent to the essential hoJeo lhe shim dimensions shall exceed the IQI dimensions such that the outline of at least three sides of the IQI image shall be visible in the radiograph.

T-280 T~281

EVALUATION QUAlITY OF RAOIOGRAPHS

Al! radiographs shall be free from me<:hanical, chemica!, or other blemishes to the extent that they do not mask and are 1I0t eonfused with the image of any discontinuity in the arca of interest of the object being radiographed. Sueh blemishes inelude, but are not limited lo: (o) fogging; (b) processing defects such as streaks, watermarks, or chemical stains; (e) scratches, finger marks, crimps, dirtiness, slatic marks, smudges, or tears; (d) false indications due to defeetive sereens.

1-282

T-283.2 Equivalent Hole-Type 101 Sensitivity. A thinner or thicker hole-type IQI than the designated IQI may be substituted, provided an equivalent or better IQI sensitivity, as Iísted in Table T.283, is achieved alld aH otber re. quirements for radiography are meto Equivalent IQI sensitivity is shown in any row ofTable T-283 which contains the designated IQI and holeo Better IQI sensitivity is shown in any row of Table T.283 which is aboye the equivalent sensitivity row. lf the designated IQI and hole are not represented in the table, the next thinner IQI row from Table T.283 may be used to establish equivalent JQI sensitivity.

RADlOGRAPHIC DENSITY

T-284

T-282.1 Denslty lImitatlons. The transmitted film density through the radiographic image of the body of the designated hole-type IQI adjacent to the essential hole or adjacent lO the essential wire of a wire.type IQI and the area of ¡nterest shall be 1.8 minimum for single film viewing for radiographs made with an X-ray source and 2.0 minimum for radiographs made with a gamma ray souree. For eomposite viewing of multiple film exposures, eaeh film of the composite set shall have a minimum density of 1.3. The maximum density shall be 4.0 for either single or composite viewing. A tolerance ofO.OS in density is al. lowed for variations between densitometer readings. T-282.2

-8:

If a light image of the as descrihed in T -223, appears on a darker background of the radiograph, protection from backscatter is insufficient and the radiograph shall be considered unaceeptable. A dark image of the -B- on a Iighter background is not cause for rejection.

Equivalent

anywhere through the

afea of interest shall not (1) vary by more than minus 15% or plus 30% from the density through the body of the designated hole-type IQJ adjaeent to the essential hole or adjaeent to the essential wire of a wire-type IQI, and (2) exeeed the minimum/maximum allowable density ranges specified in T.282.1 When calculating the allowable variatíon in density, the calculation may be rounded to the nearest 0.1 within the range spe<:ified in T.282.1. (b) When the requiremenls of (a) above are not meto then an additionallQI shall be used for each exeeptional area or areas and the radiograph retaken. (e) When shims are used with hole.type IQls. the plus 30% density restrietion of (a) aboye may be exceeded, and the minimum density requirements of T'2B2.1 do not apply for the iQI, provided the required IQI sensitivity ofT.283.1 is meto

_"'----_ .•

..•

EXCESSIVEBACKSCATTER

Density Variation.

(a) The density ofthe radiograph

~ASWE _(1IPVC) _ ••••••• ..-

1QISENSITIVITY

T-283.1 Required Sensitivity. Radiography shaH be performed with a technique of sufficient sensitivity to display the designated hole-type IQI image and the essential hole, or the essential wire of a wire-type IQI. The radiographs shall also display the IQI identifying numbers and letters. If the designated hole.type IQI image and essential hole, or essential wire of a wire.type IQI, do not show on any film in a multiple film te<:hnique, but do show in composite film viewing, interpretatíon shal1 be permitted only by composite film viewing.

x

Hol•••Typ••D•••III"atlon 2T Hol•.

" "

"" "

lable T -283 Hole.Type IQI Sensitivity Equhr..I••nl Hol..-Trp" D•••lgnatlll"s

trUol ••

" " " 2S 30

30

.,

3S

so


"

2S

" " "" ''" 'so 80

'JO

14

.•..

3S

" 80

,., "" 'so ,., ""

4THol••

, " "" " " S

2S 30 3S


'" " "" "" 80

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• • •• •• •• •• •• •• •• •• •• •

ARTlClE 1

2013 SECTION V

T-285

EVAlUATlON BY MANUFACTURER

(e) X.ray voltage or isotope type used {f} souree si<:e (F in T-274.1) (g) base material type and thiekness, weld thickness, weld reinforeement thiekness, as applieable (h) source-to-object distanee (D in T-274.1) (i) dístance from souree si de of objeet to film (d in T-274.1) (j) film manufaeturer and Manufaeturer's type/ designation (k) number of film in eaen film holder/cassette (1) single- or double-wall exposure (m) single- or double-wall viewing

The Manufacturer shall be responsible for the revíew, interpretation, evaluatíon, and acceptanee of the como pleted radiographs to assure compliance with the requiTernents oí Article 2 and lhe referencing Cade Section. As an aid to the review and evaluation, lhe radiographic teehni. que documentation required by T.291 shall be completed prior to lhe evaluarían. rhe radiograph review forro re . quired by T-292 shall he cornpleted during lhe evaluation, The radiographic technique details and lhe radiograph review form documentarían shal1 accompany rhe radiographs. Acceptance shall he completed prior 10 presentalian oCthe radiographs and accompanying docu • mentation to the Inspector .

T-290 (13)

~ASMt_(-..c1 _ •••• ...-

fj"'_"'

T-292

The Manufacturer sball prepare a radíograph review form. As a mínimum, the following information shall be provided . (a) a listing of eaeh radiograph loeation (b) the informatíon required in T-291, by inclusion of the information on the review form or by referenee to an attaehed radiographie technique details sheet (e) evaluation and disposition of the material{s) or weld(s) examined (d) identifieation (name) of the Manufaeturet's representative who performed the final acceptanee of the radiographs (e) date of Manufaeturet's evaluation

OOCUMENTATION

T-291

RAOIOGRAPHIC TECHNIQUE OOCUMENTATION OETA1LS

The Manufaeturer shall prepare and doeument the radiographic technique details. As a mínimum, the follow. ing information shall be provided . (a) the requirements of Article 1, T.190(a) (b) identifieation as required by T.224 (e) the dimensional map (if used) of marker plaeement in aeeordance with T-275.3 (d) number of radiographs (expo5ures)

15 x 0tS

RADIOGRAPH REVIEW FORM

ARTlClE 2

2013 SECTION V

MANDATORY APPENDIX I IN-MOTION RADIOGRAPHY 1-210

SCOPE

NOTE, Use consistenl

In-motion radiography is a technique of radíography where the object being radiographed and/or the source of radiation is in motion during the exposure. In-motion radiography may be performed on weld. ments when the following modified provisions to those in Artiele 2 are satisfied.

1-220

GENERAL REQUIREMENTS

1-223

BACKSCATTER DETECTION SYMBOl LOCATlON

1-270 1-274

1-263

wd D

where

u'"

= in-motion unsharpness w = beam width at the source side ofthe weld measured in the direction of motion determined as spedfied in )-263 d = distance from source side of the weld being radiographed to the film D = distance from source of radiation to weld being radiographed

BEAM WIDTH

The beam width shall be controlled by a metal diaphragm such as lead. The dlaphragm for the energy seleeted shall be at least 10 half value layers thick The beam width as shown in figure 1-263 shall be determined in accordance with:

c(F

+

NOTE, Use consisten! unilso.

1-274.3 Unsharpness Limitations. Recommended maximum values for geometric unsharpness and inmotion unsharpness are provided in T-274.2.

a) 1-275

b

w " beam width at the source side of the weld measured In the direetion of motion a "slit width in diaphragm in direction of motion b "distance from so urce to the weld side of the diaphragm e " distance from weld side of the diaphragm to the source side of the weld surface F '" source size: the maximum projected dimension of the radiating source (or focal spot) In the plane perpendicular to the dlstance h .• c from [he weld being radiographed

-....•..-_-- . •••_

••

1-277

M;

PLACEMENT ANO NUMBER OF IQI5

(a) For longitudinal welds, hole IQls shall be placed ad. jacent to and on each side ofthe weld seam, or on the weld seam at the beginníng and end of the weld seam, and thereafter at approximately equal intervals not exceeding 36 in. (914 mm) or for each film cassette. Wire IQls, when used, shall be placed on the weld seam so that the lcngth of the wlres is perpendicular to the length of the weld and spaced as indieated aboye for hole IQls.

16

llIP'o'Cl

lOCATION MARKER5

!.acation markers shall be placed adjacent to the weld at the extremity of each film cassette and also at approximately equal intervals not exceeding 15 in. (381 mm).

where

CoorvN __

GEOMETRICAND IN-MonON UNSHARPNESS

1-274.2 In-Mallan Unsharpness. In-motion unsharpness of the radiograph shall be determined In accordance with:

CALlBRATION

w •

EXAMINATION

1-274.1 Geometric Unsharpness. Geometric unsharp. ness for in-motion radiography shall be determined In accordance with T-27'U.

(a) For longitudinal welds the lead symbol "B" shall be attached to the back of each film cassette or at approxl. mately equal intervals not exceeding 36 in. (914 mm) apart, whichever is smaller. (b) For circumferential welds, the lead symbol -B" shall be attached lo the back of the film cassette in each quad. rant or spaced no greater than 36 in. (914 mm), whichever is smaller.

1-260

unlls.

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •r•• •• •• • __

_

Z013 SECTION'"

ARTlCLE

2

Figure 1-263 Beam Width Determination

b

,

l • (b) For circurnferential

MOlion-too

1-279

welds. hole IQls shall be placed

adjacent to and on eaeh side of lhe weld seam or on lhe

When radiography oC a repa/red area is required. the lellgth oC the film used shall be al leasr equal to rhe length oC the originallocation marker interval .

weld seam in e'leh quadrant or spaced no gteater than 36 in. (914 mm) apart, whichever is smaller. Wire IQls, when used. shall be placed on the weld seam so thar rhe ¡ength oC lhe wires is perpendicular to rhe ¡ength of the weld and spaced as indieated ahove for hole IQls .

17 --C8PVCl ••••

... ........-.o--..--"'" MOIl! ~

REPAIREDAREA

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

2007 SI!:CTION \'

AkTICI.E 2l, SE-94

SUBSECTION B DOCUMENTS ADOPTED BY SECTION V

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

ARTICLE 22 RADIOGRAPHIC STANDARDS

STANDARD GUIDE FOR RADIOGRAPHIC EXAMINATION SE-94 ~ ID •

1.

Scopt'

gllidc. beyond listing ¡he availahle rcferenee rJdiogr.lph d(lCuments for c¡¡stíng ¡¡lid wclds. Design¡¡tion oC acceptrejeel standards is r~,\;(lglli7.~'dtu he within lhe cogni7.:mec of ProdllC! speciticiltions am.I gcncraJly
l.1 This guille C(l\'crs satisfacIOf)' X-roy and gammam)' r¡luiographk ~xamination as applíed 10 indu!'>triaJ radiographit: Jilm rccllrding. It ¡neludes sf:ltemCnI<¡ aboul pTet<:rrcd ¡m-H.:tit'C without díscussin.g thc Icchnica[ background whil:h juslilks lh..: pn:fcrcnl'C. A bibliography of several tCXtlx'Klh ¡LnUstandanJ uocumcn\s uf (llhcr societies is il\clud~ (or additional infonnalion 011Ihe subjccl.

1.4 Sufny PraClict's -

1.2 This guille COVCT'i typcs of matcrials 10 he examillcd: radiographit. cx¡¡min,l[jon h..-chni4ucs and produ¡;tiun meth. ud,; radingmphic film sl"Ction, pmccssing. vic ••••. ing. and .stnr-oIge: mail1lcnancc uf inspt'c\jon record.s: and a ILsl nI" availahlc reference r.ldiograph d{lCUments. NOTE1

Problems 01"personnel protcc-

tion aga;nst X-rays ¡¡lid ~mma ruys are nm coven.:d hy ¡his document. For inl"ormalion on Ihis imponant aspc(;1

HIn~'" iní,>nll,ui"n i~ c"nt~¡ncd. in Guitk F.99<).PD.:'i(c

E W~.~.T~-,.¡ Mdh< •.h 1-:Ill.lfl. und E IOn. 1.3 Illfrrprl!/(ltiml (lml A("("('plwlCl! Stwul/lrtfs - Intcrpl"l:laliun und a~'~''''pt¡tnce standards .are oot covercd by this

of rmliugrJphy_ reference should Ix made lo ¡he currclll documelll of [he NalÍllnal (\lnlmiltee (ln Radi:l.!ion PmlCl:lion and Mea.~urcment. Fc(,kr.!1 Regiqcr. U.S. Encrgy Research and Developmenl AdministrOltion. Nati(lIl:ll Burcau of Standard". llnd In slate and local rcgulations. if such exisl. For spcdfk radia¡ioll safcly infonJlatiun rcfcr 10 NIST Ilandoo{lk ANSI 43.3. 21 cm 1020.40. ¡!nd 29 CFR 1910.1096 or ~ttlle regllj¡ltions for ugreclI1cnt stales . 1.5 Thi.\"SWlldtlrd (/(1('£nor purp"rt to l/ddn'u ul1 of the .{afrt)' pmh!l.'J/I.\. (IIn. (l.uoáatC'c/ lI"irh i/.{ .He. II ü

~r

259

ARTl("U:

n SE-'U

111,'rf'l'¡lfIlI.\'iIJifily iI¡'Pl"Ofll"iull' tlJ'I,licol>iliry

20117SECT/O!'li

o/ tlll'

Jf/fe!.\" a/lll

IHa

bl'lll,h

,~f1,'g/tltll",.y

oI

",is

pmelicn limill/lio/ls

r.,ruMi,I'/¡

"w/lfrll"/llo

tIIul t1f'lamilll' r1l1' ('riol"

fo

/f\{".

(See

lA.)

1.6 [r an t\DT a~cnl')' i.' uscd. the llgcney shall he l[u
2.

\'

PH.tR Methyh:ne Blue Meti":odfnr Me;lsuring ThimulfalC :md Silwr Dc:nsílOl11elI'io: MClhod for Mca.suring Rcsid. uul Chcrnicals in Film" PIUIC'.unJ Pup.:rl' TlJ.1 11Il
Silvcr-Gdmin Typc: Spe~'i-

T9.2 Imaging Media - Ph(ltngruphi¡; Proccss<:d Film. PI;¡te.:\nd Papel' - Filing Enc!osurcl>anJ Stomgc Conminen;

Rl.'ft"n'nl'cdf)ocuml'nls 2,1 ASTM SltilldlU"{l.v:

2.3 Fe-tie-ru! SIIII/dflrdl:

1: :\-+3PrU¡;lÍL"C rol' E\"aluulin.gAgcnch:s Iha¡ Pcrform Non.J;:,lnll:livc Tc,ting

Title 21. ü.ldc ()f ~dt'ful Rcgulalions ¡CFR¡ 1020.-1-0. SUrCI)'R~quircmcnts (lf C;¡hinL.tX-Ray Syslcm,

E 746 TC'l Ml'lhlld fOl"[kt<..r•minin~ th.: Rc1atil'e IIll:lge Qu.llily Re'.¡'l<.m'>l.' nf Induslri;11RaJiúgraphic Film

Title 24. Cl>de (lf F~der.I1 Rcg:ulati(lns (CFR) 19H1.l,ló. loniling R:ldiation (X-R:JYs.RF. Cl¡;.)

E 7~7 Prat.:lic.: fllr Design. ,1I,1;¡nufaeIUrl:. and Material Gwul1ing Classitic¡¡tion of Wirc Imagl: Quality Indica1"•.••(IQl) USl'd (ur Rudill!()gy E X()l Pr;lt.:tice fnr Contrulling Quality of Rudiological E.X¡¡II1inalioll (lf Elct.¡wnic Ocvices E

GuiJ ••.•fI,r Cúlllrolling 111\'Quulitj of Indllstri:ll Radiogruphic Film Pn.X'C'Sillg

1)4()

t 1025 Pw¡;tk ••.•fur Del'ign, ~fanllf;¡Clllre. and M;¡lcri¡¡1 Gl1lapil1g Clu, ••ili;;utiun of liDI••.• -Typc Imagc Quality [ndk,ll('1"SlIQIl U.~••.• d fur Rudiology E IOJO Te,t Melh\l<.ifur Radillgraphk Ellumínation of :\l:.:lullit.:(':l~tinp E [(l32 T:.:st MClhod fm RaJiographic Examinlltion nf \Veldmerll' E 1079 Prolcticefor Culihr¡¡{ÍolIofTransmission Densilnm••.• lcrs

J: 1254 Guide ll,>rSwrage of R:ldiogwphlOand Unl:Jlpos¡;d lnuuslri:ll Radiographic Filnh E 1J 1() Tcnllim,logy for NondestruclÍvc Examinations E IJI.)(JGuidl' for lI1urnínator"SU."cdfur Vicwing IndUstrial R.ldillgraph•• E 17J5 Te."tMClh¡>¡jlor J)clcmlining Rdalive Image Quality 01'Industria[ R¡u.lingmphicFilm E.xposedto X-R:,dialillO I'rom to 25 ;'vIV

*

E 1742 Pnu.:llcl:for RaJiogmphic E"amination E IKI5 Test ~klh()d for CI¡¡ssi¡icalion of Film Systems for Induslrlal R
2,4 Olf¡~r D(/(IIIII('III:

NBS Handbouk ANSI N43.3 Genera[ Radiation Silfcly In"lall;¡lions l1sing l\onMedical X-Ray und Scalcd Gamma Sourccs up to lO MeV

3.

TcrminoIog,v 3.J D~flllili/l/l." - For d~finitions of IC:ms uscd ill thilO guide. rcfcr to Tcmlinology E 1316,

4.

Si~nific.anceand Use 4.1 Within Ihe prcsent slalc u: thc ruJiog.raphic m1. this guidc is gcneml1y upplieable 10 availahk m:lteriah. prOL"CsselO, and techniqul"l' wherc industrial radiographie films ure u'>Cd¡¡S the rcl'ordin£ mcdia_

4.2 Limilflrioll.f - This guiJ ••.• docs nollul~ into t'oll.•idcration spct.:ialbcnellts and [imilalillns rcsulting t'f\lrn the L:M: uf mmnlm rccording media t'r rcuJouts such as p¡lpcr. liIpcs. Jll:'wradiúgmphy. fluoroscopy. and clc..:twni<.:imuge intcnlOilkation¡J~vices.Ahhough rcfcrclKl.' is made lodocumcnls that may be us.:d in the idclllilkation and gT'.u.lin¡;. whcre upplicable. of representativc disconlinuitics in cI'rnmon metal caslings und wclds. no aHcmpt hits beco m:IJc W set slandarJs nf :lc<.:ept;;'lll1: fuI'an)' material tlr protluetioll process. Raditlgruph)' will bt: con.~islem in senl'i¡ivity :md re"olUlion nn!y if lhe effe-t:tuf :>11delail, of h~hniq\lt'". lOuehus gcnmelry. film, ¡il¡rali(>II,\'icwing. et..:.,is ohtained an¡J maintaincd.

QUlllily of Radio¡:raphs 5.1 To obtain quality T'oldingruph."i, il i, 11~"Ces.~;¡ry 10 ctlnsiJL'r;;.sa minimum Ihe (ollúwing list of items. Detaild infnrmOJlionon caeh i(cm i, funhl:'r de.~cribedin thilOguide. 5.

5.1.1 RaJia,ion ,nun.;c (X.ray m gamma\. 5.1.2 Vo[tagc ~c1celion (X-ra)'),

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

2007 S¡¡;l.'TION

5.13

S(lun:~'size IX-ray

S.IA

Wap ~t1 lllcans lo c!iminalc

Uf

!>Catlered radio

Thitkness, in. (mm)

5.1.5

rilm s)'stcm dass.

5.1.6

Soun:c lo film I.lislam:c.

120 kV

5.1.7 Imagc 4ua1i¡y indi¡:ators (IQIs) Scrccns anu tillen;,

5.1.9

Gcomclry

,\ffnCLE 22. SE.'"

TABLE 1 TYPICAL STEEL HVL THICKNESS IN INCHES (MM) FOR COMMON ENERGIES

gamma),

¡¡¡ion.

5.1.8

\'

01' pilrt (l( compom:nl configu11Ition.

5.1.10

Id.:ntilic¡¡tion :md ¡uculioo markers. and

5.1.11

Rildiogmphic

0.140.tI} 0.2015.11 0.25 1~.4l 0.3518.',)

2 My (eo /:10)

0.80 (20.)l 1.00125.4: I.lS (2".21 1.25 (31.6) 1.)0 (HO)

, M.

ljualil)' leve! .

, M.

10 Mv 1t1 My ~'I
ti.

6.1

0.57 :14.5)

Radillgraphic Quali¡.lo- Le\f'1 Information on ¡he design and manufacture of

im
potential advantagc of higher contrasto Por a particular energy. a rn.nge ofthicknesses. which are u multjple of the half valne layer. may be rn.diogrnphcd to an aeccptablc quality leve! uli1izing a panicular X-flly machine or g¡¡mma ray sourcc. In al! l.•••ses !he specitied IQI (pcnetrJ.meler) qua1ity level must be shown on lhe rucliogntph. In general. satisfllClury results can normally be ublllined for X-ra)' encrgies between 100 kV to 500 kV in a range between 2.5 lO 10 half value layers (HVL) of matenal thickness (M'e Tablc 1). This range may he extended by as much as a factor of 2 in sorne situalions for X-rn.y energies in !he 1 lu 25 MV rause primarily becau.se of reduce
E 747. E SOl. E 1025. and E 1742. 6.2 Thc 4U:Jlity lo.lvd usually required for radiography is 2¡;f (1-2T whell lIsiog hole type IQl) unles.~a highcr Of

Jowcr quality is agrced upon belween lhe purchaser and lhc supplicr. Al ¡he 2% subjecl contras! level, thece quaJity Icvch uf inspcclioll. 2-IT. 2-2T. und 2-4T. are avuilable through th<: uc:.ign and applkation of the IQI (Praclice E 1025. Table 1). Oth<:r levels of inspcx:tion are available in PWC'ticc E 1025. Tabk l. The level of inspection specified should be' bu~-J un the serviec rcquirements of the producto Urcut Cllrc should be luken in specifying quality levcls 2IT. I.IT. and 1-2T by fiest delerrnining that these quulity 1cvcls can be lllainlainC'd in produclion radiogl1lphy.

8. ~OTF. ~ Thc liN nu,"""r ,,1 lh<: <¡u:dily lC'~d de.¡~nal¡on refers lo IQllllic\,ne" e.p ••••.• a ~cnUl¡:e of ~pa:i,ncnlhkhe ••: tne "..,~,"d

...,.¡,,.

numt....r ",r-...,... m ¡he diwllCler uf ¡he IQl ho.>ledM muS! be: ~;.ible r.wi"l>r~l'h.

c.pn. ••• e<J ••• a rnulr¡pk:

llf

p.:nelrnmcler

",,!he

lll;..,kne". T.

6.3 If IQb uf mtllerial radiogrnphieully similar to tha, hcing c,ulmincd ore not avnil:¡ble. IQIs of ,he required dimcnsions bul 01' a lower-absorptinn malerial may he used. 6,.;1 ThC' 411ulíty 1evd required using wirc IQls shall be equivalent to the 2-2T leve! uf PractiC'c E 1025 unless a highcr or lowC'r qu¡¡lil}" level is ¡¡gret.-d upon between purchól-scr ¡¡nd supplier. Tublc 4 of Practice E 747 gives a lisl uf V¡¡riOIlShol"'-IYpc IQI~ and the diame,cr of the wires of eOITCsponding EPS wilh the applicab!e IT. 2T. and 4T hules in Ihe pluquC' IQJ. Ap~ndix XI 01' Praclice E 747 givl.'s Ihc L't./ualiun fur c
7.

0.10 (2.5)

150 W 200 kV 25) ~V 400 kV Or 192) 1 M.

Radlographic Equh'alenee Factors

8.1 The radiographic e<juivalence factor of a malerial is lhut factor by which Ihe thickness uf Ihe material must be multiplied lO give the thickness of::J "sta!ldard" material (often steel) whieh has [he s::Jme abwrption. Radjllgt".tphic equivalente factors of several of!he more (.'ommon metals are given in Table 2. wilh stecl ::Jrbitranl)' as~igned a fuctor 01' 1.0. The facton; lllay be used: 8.1.1 To delemline the practicallhickness Ijmits for radialion sources tor materia1s other than stce1. and 8.1.2 To determine exposure factors for one metal fmm ellposure lechnjques for othcr mCIaIs.

9.

film

9.1 Varinus induslrial radiographie tilm are available 10 meel the needs of produl'lion radiographie work. Howcvcr, detiní:e rules on me sclection offilrn urcdiflkult \o formu • IlIte because the choice depends on individual user requirements. Sorne userrequircments are as fol!(lws: radiographie quality leve1s. exposure limes. and various cosl factors. Sc\'cral methods are available for assessing image qua!ity le~'els (see Test MClhod E 746. and Practiees E 747 and

Energy SeJection

7.1 X.ra)' energy a(feels im;Jgc quulity. In general. the lower the encr!!)" of the source ulilizcd !he higher the achievubk ntdiogruphic contrust. howcver. olller \'ari;Jbles such as gellmetry and sea(tcr condilions ma~i override !he 261

,\ inICU.;

21. St;-94

2007 SE<.-nO ••••\'

()b APPROXIMATE

v<

TABLE 2 RAOIOGRAPHIC EQUIVALENCE FACTORS FOR SEVERAL METALS (RElATIVE TO STEEL> Ener;}' Leve!

220 kV

Metal

100 kV

150 kV

M"'lnes,,,m Aluminum Aluminurr .•• lIoy filanium

0.e5 0.06

0.05

O."

Q.12

0.16

0.10

0.14 0.5'

0.18

LO

LO

0.54 l.0

"

'ü

L'

I.o";.,n XCoppe,

r.eels

cob~<

Zinc ) El.as~ (b •.•• IoCC • lno;o
,O "

1<;,0

Le'ld

H¡¡fniu'll U•••nium

l.'

l.':

250 kV

LO L'

U U

"

" ,.,

'.0

14.C

12.0

1 Mil

2 MV

Ll

41025MV

1021r

0,35 0.35

0.J5

14.0 20.0

12.0 Ib.O

9.2 Various indusln¡ll rOlúiographicfilms are m¡¡nufacturctl to m~t'l quality k'vd anú pruc.!uelion necl.k Tesl M~lhod E 1815 pruvides a rnelhuú fur film manl.lfllcturer c1¡¡ssitiea¡ioll of film syslems. A film syslcm consists of Ihe film and il.~.soci¡ll~dfilm processing systelll. us~~ may Ohl.:lina dilssificOltiOOt¡¡blc from lhe film manuflleturer for the fi[m s)'stem u...• ed in prucJuelion rndiograrhy. A (;hoi(;e of lilm d.:lsS (;;Inhe mad~;ls pfOvided in T~st Mcthlld E 1815. Addili(lllill spcdfic dCI¡¡ilsteg¡¡rúing cla~siticati,ln of film sysleT:1sis pmvidcd in Tesl Melhod 1815. A/,;Sl Slandards PH 1.41. PH4,8. T9.1. alld 1'9,.2provide specific dclails ¡¡nd requiremenl." I"orfilm manufacruring. Fillers

Fillcrs al"('unifoM Iaye~ of malcríal plaeed bclween !he radiati(lll source alld the film,

0.35

O., LC

O, LO

o, l.e

o.,

o.,

LO

LO

"

U

U

L2

1.1 1.1

•••

L2 Ll

"

LC ,.,

'.0 12.0

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U

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LO

"

..' .,

LO LO

U

1.,

1.3

10

10

L2

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LO

'.0

l,'

12.6

'o

L2 l.'

.'0

0.71 l.0 U

E 80 1). Inl"onnation ¡¡OOUI spccific produels can be obcaim:d from che manufaclUrers.

10.

400 kV

"

",.,

10.3.2 Belween the s¡x.'Cirnen.:lndthe film in nrder ¡¡hsom prcferenlially lhe scaltered radiatíon fmm the spccimen. It should be nOled that leal.!foil and olher metallie setecn ...•(see [J.I) fulfilllhis fUlIction. 10

10.4 Thidn{"H lIIu{ FilrC',. Ma!('"rial _ The Ihiáness and milterial of !he filter \\;11 \'ur)' depc-nding upon the following:

10A.I

'The m¡¡ten,,1radiogrnph~d.

10.4.2 Thickn ••• s.~of ¡he lllateriul radiogr,¡phed. 10.4.3 Variarion 01" ¡hickness of the macL.tialradiographed. 10.4.4 Energy sp..;.::ltum(Ir the radí¡¡tion useú. 10.4.5 The improvemenl desireú (inerC:.:lsing (lr dccrc¡¡.~ingconcrast). Filler thickness and malerial C.:lOt'oc: calculated or dCTenninedempincall)',

10.1 /)t'jiniriol1 -

10.2 Pur{'fI,\e - The purposc uf filters is to uhsorh lhe soHer eOJllponcms of lhe primury r..ldi:ni¡m.thus resulting in ooe or seyet.:ll of the followiog pra(;lical .:ldv.:lntagcs:

10.2.1 Dcere;lsing scullen.:d r¡¡dialion_lhus jOcrCilSin~ contrasl.

11. .\Iaskln~ 11.1 Masking or hlockiog lsuITOulIding~p<-'Cim.::n.s or c(J\'criog Ihin 'icetions with an absorplivc m:~leti:ll)is hclpfuI in redu~.in.!!sr:attered radialion. Such u material COlll also be used lo equali7.ethe ahsorptioo 01"differcnl ~eli{\ns. but to" loss (lf deluil In.:l)'he hígh in lh..-Ihino..:. scetinns.

10.2.2 Dccte:Jsing ur.dcrcuuing.lhus inercasing eOlltras!. 10.2.3 chiekncss,

Dccrc¡¡.siog conlrast 01"PilrtS 01"varying

10.3 LOl'(lril1l1 - USU'-lllyI.hefiller wiJl be pl;¡ced in ooe of the following IW~)I"ealions: 10.3.1 As dos.: .:l~pussihk 10 the mdiatioll source. which minimi7cs lile si7e l1flhe filler alld ¡lIso lhe contrillt:lion (lf Ihe filler ilseU to s¡,:¡lllcn.'tl . mdiulíon tu Ihe film.

12. Baek.ScllUerProledion 12.1 Effcl'ls of back-Sl'¡¡ttered roldiulioo(:;lOhe rL'tluecd by (;Ilnfining ¡he radi;¡tion heam to che smalbl pru"licuf ertlss seetion ¡¡otlby pJ¡lcing lead behind tbe liIlIl. In ~llIlL' C;l.~esd:her ~lr hoth ¡nI' bOl":"le¡¡d Sl'r~n and Ihe lead coolaioed in the baek (JI"Ihe e;¡ssene or l'ilm holder will furnish adequale prolCl,'lillnag;¡io.~toock.scalt~t\"d radi<Jtion. In Olher instan(,.cs. . this musc be supplemenled by ¡¡ddilional1e;¡dshielding bo.:hiodthe ca.,selle o, tilm hold••• r,

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

2007St:crIO~ V

somcwhal hetter radiographic cnergy ¡¡boye I MV.

12.2 If thcre h :my qucslion about (he adcquucy of proloXlion fwm back-scatlereu radiation, il c)¡uru..:tcnslic symbol ffrcqucnlly:J. l/~.irl. (U-mm) rhick leltt:r 8] should bt! atlachcd 10 ¡he back of the ca-'>.o;cUc 01"film holder, :lod a roldiogmph made in ¡he normal manner. If ¡he ¡mage of this symbol appean; 00 ¡he i
ARTl(;LF.

sensitivity

ll. SF.-S14

...•• ith highcr

13.2.3 Gald, lanlalum, or other heavy metal screen~ may be used in cases where Jead cannO! be used . 13.3 Flll()r~JNIlr Scrtt'I!J - Fluorescent screens may be uscd a_~rcquired providing the required im;¡gc quality ís achicvcd. Propcr sclcclion of Ihe fluores<;cnt \Creen is rc-quircdto minimize image unsh¡lrpness, Technical infornmtion aboul specific t1uorescenl ,creen producl.•.•can be: obtained fmm lhe manufacturers. Good film-sI:rccn contacl and screeJl c1eanliness are rcquired for su.,:ccssful u,se 01' l1uorescent sereens, Additional infonnulion on ¡he use of fluorc~en[ sereens i~ pro\'id~'íIin Appcndix X lo

13. Screens 13.1 Mt'wllic Foil Scrt"rns: 13.1.1 l.ead foil scn:cns are toromonly used in direc! contael wilh the lilms. ::lIlU,dcpending opon their thickness. and composition or the spccimen materi¡¡1. will c.'l:hibit ao

13.4 Suem Care- AHscreens should be hanJlcd carcfully 10 amid dcnts and scr.ltches. din. 01" greasc 01'1 active surfaccs. Grc¡¡~clIndJiot may he remo\'cJ from Icad scrcen~ with ¡¡ sol•..ent. FluoTescent serecns should be c1eaocd in accordance wilh the rccommendalions of lhc manufacturer, Screen~ showing cvidencc of physical d;¡magc shuuld be disc¡¡rded.

intcnsifying aelloo al ¡¡S low as QOkV. In additían. any ti tiller (Section 10) 10 preferen!ially absorb scaltcred mdiation arising from Ihe spccimcn. Ihus improving mdiogT:lpl1icquality. Thc selec!ion of kad screen thicknes~. or fur thal maltee. any melaJlic screen ¡hickness. is subjecllo the same consideralions as outlined in 10.4, LeaJ scr~'Cnslesscn ¡he seatter rellching lhe film regard\ess uf whethcr ¡he sereens permit a dC\;rease or necessitate an incrca~ in the radiographic cxposure. To ovoid imllge unsharpness due 10 screens. there should be intimate conlnet bclween the lead screen and the film during exposure. 13.1.2 l.ead foil screens of approprillte thickoess should be used whcncver the)' improve radiographic qualily or penetrameter sensitivity ur both, The thiekness of the front lead screens should be .'.e1ecledwith care to avoid cxccssíve tillraliun in the mdiography of thin or ligh! aUoy materials. particularly al the lowcr kilovoltages, In general. there is no e¡(posure lldvnnlage to the use of 0.005 io. in fronl and back lead scrcens below 125 kV in the radiography of t.in. (6.35-mm) or lesser thickness steel. As thc kilovoltage is inereascd to pcnetrate thicker sectíons of slecl. however. Ihere is a significant exposure advantage . In addilion to inten~ifying aClion. the back lead screen~ are used a••prolection againsl back-scatteroo radiation (sec S~lion 12) and Iheir Ihickness is only important for mis function. As eJl.po.~urccncrgy b increased 10 penctratc greatcr Ihicknesses of u given subjecI material. it is euslOmary 10 inerease lead succn thickness. For radiography using radioactive sourccs. ¡he minimum thickness of the front lead screen should be 0.005 in. (O,13 mm) for iridium-192 . ami 0.010 in. (0.25 mm) for cobult-6Q, Sl:reen u~d in fron! of the film lIet>;as

14,

Radiogrllphic Contrast Thc •..arious radialiun in{ensities tt\;lt pcnclrdtc an object arc rcndere4 as different photographie densities in a radiograph. Using transmittcd or reflcetcd lighl lo view a rudiogmph. an ob~er•..ed changc in tillO densilY over a background is ddincd a, contra •.• !. Radiogr;Jphic ,,}Otrast depends rnostly upon subjer.:lcontrast and film gradir.:nt. 14.1

14.2 Subjecl contrasl i~the ratio of radíalion in¡ensities lransmitted hy t...•• o se1ectcd portiuns uf a specimen, 14.3 !he film grndienl is Ihe value of Ihe slupc of the langen! line drnwn 10 n partkul
l5. Geomctry 15.1 The source lO film distance neccs.sary 10 reduce geometric unsharpness 10 11negligiblc amount depend~ upon the film or film-screen comhinalions. focal-spol sile, and objccl-film dist;'lnce. Geometril: unsharpncs.s is given [see Fig. 2(;t)J by the equation: VI = F,ld~

13.2 Orhu Mnu/Jic Scrun M(ltaiaIs: 13.2.1 Le;ld oJ(ide scrcens perfonn in a similar manner tO lead foil screcns ex.eept that their equivalence in !Cadfoillhickness approximales O.OU05in. (O.013 mm).

where:

13.2.2 Cop~r screens have somewhat less absorp-tion and intensilicalion than lelld ~reens. bul may pro\'ide 263

U$ = geometric unsharpne,ss. F = max.ímum projecled dimension source .

01' radiation

AN.TICU:

n. SE-94

2007 Sr-:CTION V

FIG.l

EFFECTS OF CHANGES IN VARIABLES ON QUAlITY OF RADIOGRAPHY Th;ck""u urge Small -

OiH'''''''''''1 in S¡>ecimen ¡"nd loward h;1I1\ C(lIltraol I.nd towarC low contrast

R.dial;"" O""Ii1y 50ft - tend lowa.d high CO"lrUl Hltd - len
SGltl"red Radialion Small proportiQn -

¡end lowlfd

hillh conuasl

L.rg••p'GpO"ion _ l"nd lowlrd lo.•••• contru!

RlIdicgraphie Contrasl

Film Typ. H;gll a"e'''II''

1I'ld>ool _ ,.rwf towa.d hillh contrasl - lend lo•••. a,d low contrast

low i'o'tl,alllt gtad;""l

Oell'U of Oll••••lopm.nt Adaqua¡" - tend towlfd high <;.Onunt Unde, o' Ove, _ lene! towln:llow contrnst

Density low - land IGward lo•••.c;ontrut Hi ••h - tend 10w;ltd hillh C0f11'Ut

GEPl;ERAl NOTE:

lhe mllxim\,lm us.able
film dep.ends 00 th" ¡'lwnir,.ltor a.ailable.

= distancc from source síde of specimen to film. and

ti" =

~ourt:c-1>bjC:~1 di!iI.UKC:.

:"lOTE :1 - d" alld f m"" he in ,bc '~,nc "ni" "f m~a.,ure: ,~ unils 01" V, ..•.m he in lbe ,~me un;,s a., F. NOTE 4 - A ""m,,¡:r~m for 1be detcl1l1in:nion "f 0. i., ¡;i'-en in F;~, 3 linch'p"ulld ulliL,j. Fig, .l rerre""n!., a ""IIl"S"Jm in metrjc "nil.', f.umple;

~,>u••..•.••• '¡'j",".l di"a"..'" St>l' ••..e ';7e (1)

~J __ l •• .ul ;n ..

15.3 The direclion or the ccnlral beam of r
•• 500 mil•• ami

:SUUl\;CAAl<: "f 'po:<:;m.;n ,n film d1,1,,,,,~

(tI"

l.j

15.2 The mdiogr.zphic image uf an objcc( (lr feature wilhin an ohjecl may be larger or smaller (han Ihe ohjecl or fc:alure il'Clf. bc:cause lile:penumbra uf lhe ~hatJow ¡s rarcly visible in a radiograph. Therc:forc. lh!."imagc will be larger if me objecl or fealurc: is larger ¡han Ihe ~tlurce of radiation. and smal1er if objel't or realu~ is srnul1crIh:m lhe source. The dcgree of reduc(ion or cnlargernenl witl depcnd on lhe souree.to.ohjecl and objeet-w-tilm dislances. and on Ihe relative ~i1.e~ofthe sourec and \he ohjC'<:1 or t"ealure (Fig. 2(b) and (e)].

in.

O",,.. a "r-4;~hl ljn~ (tb,ll<:d;n Fil. 31l>1.1wcen5(() m;l. on ,be". ~,Ie ,nd l,~ in, un lb<: I ""Ie. ,'inle lhe po.lilll(IIl ;mero.«tioo ePI "flbi.l;nc

"';lh lb<..P¡"",lill<.'. Ora", a >J.ra.igh¡line ~••,Iid in riJ. 31 fron>.;o in. "0 lhc ,1.• ,;,;ale Ihn'u¡;t1 p"im f' and cXl,-ru1l0 the V, ",alte'. In,cn«l;on of ¡h;, lin<:"';lh the VI "",Ie giv~. geollloClri<;,,111",1",,'"1'''''.'-' ;n mini,""",:,. whkh in ¡h,' cxamp1.: l, 19 mll,

[Fig. 2rd)].

15.4 Ge{lmetrieun~harpnes~ {Ug:} can have a .\ignillcan¡ enect on lhe qualilY of Ihe radiogr.zph. thl."refocc\()un:o: (O film distance (SFD¡ selection i~ imponanl. Thc genmclric unsharpness (Ug) equalion in 15_1is foe informalinn and

Jna~much a~ (he :.ource ~ile_ F. is usuaJ1yfhed for a given radiation source. ¡he valuc of U, is esscnlially controlJed by ¡he simple (1,,11 ralio.

2'"

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •

:

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

ARTICU:

2007 SECTION V

FIG.2

EFFECTS OF OBJECT-FllM 50l,lrce

22. SE.94

GEOMETRY Source

Source

1

•

Objnet

~

,

1

lmóllll'

-,

--,

Lo

Penumbra

Imaga

~

I--L,-.I

'"

Image

1,1

lb'

(a) Gaometric Unsharpness do •• SDurce to object dislance f '" objeet 10 film dislanee F '" grealeS! dimension of

Ug"

Objei;t Umbra

Object

Id'

(e) Rediographic reduction lbl Objeet o. fealure larger th8l'l ¡he source lmage will be ,maller Ihan l; - Lo •• J.L ., 2t x tlln 1111/ objeet o. 1eawre J.UL" )( 100 • percentage enl.rgement

Ur.SÍI
L~nd for (a) andlb) d," wufte to object dlstarlCf

t •• object

10 film distMICl' dlrllC'nsion 01 abjK! L, '" dJm~sion of imaqe

Distertien

legend !Qr Id) L¡ •• dlmensien

ef undlslened

¡maga Ld •• dimansion

et dislened

¡maga

soun::e o. focallpot FVd"

(a) GeolTlt'tric

Id) Radiographie

Ld-L¡- .lL Percentage distor!;on x 100 (bl Objeclo' futu~ l.vgt1' than I~ ,¡{Jurel' L,-L."'J.l=2t x tan \1, 8 .:l11L. x lCO = percffttage enlargemenl

(el Ol¡ject or fnture

sm¡¡!ln tIlan

\.Ource [maga •••• lII N smaller man object

or 'eatu~

L."

- t~L/L)

(dI R"uiograpllic Oi~tcrt;oo Legend for (1;1) L, •• dimen~ion01 undi~lcrted imag! ld •• uimen~lcn 01 di~lorted ¡."a~ L.-L,_J.L Pt~!nta9! uiston;on _ (.1UL) x 100

U. '" F:ld•

16.2.5 Film dcnsilY (see Note 5).

guidancc :md provides ;1 means for dctcnniníng geometnc um,h:lrpncss v;¡lues. The amount or degrce of unsharpness shuuld be mínimil':ed when cSlahlhhing the radiographic tcchnit.¡uc.

16.2.6 Sourte nr SOUItt LOfilm distam;e. 16.2.7 Kilovoltage nr iSOlOpetypc, NOTE 1-

16. Exposure Calculations (.r Chart.s 16.1 Development or procurernent of un cxposure chan or ealculator is the rcsponsibili[y of the individual labomtory.

J<:t I"racl~t

E 1079_

16.2.8 Screen type and Ihickness. 16.2.9 Cunes or milliamperesJminutes . 16.2.10 Time of exposure.

16.2 The csscntia1 elemeots of ::mexpo!>urcchan or calcul:llor mu<;tre!¡lIe the following.:

16.2.11 Filler (in me primal)' beam). 16.2.12 Time-lcmpcralUrc developmcnt fUf hand processing; aceess time for automatic processing; limetempcralure dcvelopmenl for dry processing. and

16.2.1 Source ar machine. 16.2.2 M;lterial type. 16.2.3 Material thil'kncss. 16.2..1

F,""
nltnl ",.Iihralian.

16.2.13 Processing chemistry brand name, ¡r applicable.

Film ty[!\: (n:1alive spccdJ. 265

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

Pb Screens: Density 2, SFD 1m

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••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• Material: Acero Densidad= 2.0 DFI'= 630 mm Pant Pb ANT.= 50lUD POST.= 100 I.m, Eqnipo RX RIGAKU Tensión 160 -300Kv 1= 5 mA Dimensiones foco 2,5 X2,5 mm Pelíeola strueturi, D 7 I'roeesado de la película: De aenerdo a lo requerido por AGFA A¡; FA.

EXP. (mA X min)

100

50

160

10 5

1

o

5

10

20

25 Espesor ( mm) ~rQr"

30

35

40

45

•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• ••

Sllnsitometric Curves D4l'C-

D~ D4

3 s.c.

••• S.o

z.o

LO

IIU~bU;

o.S

lpg.

1.0

1.S

~ ¡, ~ l.O

..

1,1, l,l~z.5

-

~.1.0

St'UctLrix 1::203 s.c. 03 D4 05 07 Da El
(tnl-1)~

A~\;lo')

'X'1 - '/. L