GAMAGRAFIA REUTORio\ \INFORMAÇÕES lEA N.» 8
Contents
1. Chefe Eng Azor Camargo Penteado Filho Divis o de F sica de Reatores Chefe Prof Paulo Saraiva de Toledo Divis o de Ensino e Formag o GAMAGRAFI y 7 0 Wladimyr Sanchez e Azor Camargo Penteado Filho A t cnica de gamagrafia na ind stria al m de tornar poss vel a rejei o de materiais seriamente defeituosos contribui tamb m para o aperfei oamento da fabrica o dos mesmos Na ind stria a gamegrafia encontra aplica o muito grande em soldas materiais fundidos e forjados No laborat rio ela tamb m importante na inspe o n o destrutiva de materiais delicados e na an lise de conjuntos lacrados Visto que tanto os raios X quanto os raios Y podem preencher essa finalidade uma escolha entre essas duas fontes de radia o deve ser feita Na realidade n o existe uma competi o entre os raios X e os raios Y em testes n o destrutivos porque ambos os m todos se complementam s vantagens e desvantagens t cnicas e econ micas de ambos os m todos s o discutidas Em soldas e fundi es o Ir 192 apresenta grande qualidade de imagem pera espessuras de 6 a 50 mm de ferro Para materiais leves e de pequena expessura utiliza se o Tm 170 e Yb 169 Para Dean ferro ou a o de es pessura acima de 50 mm os defeitos devem ser localizados por meio da radia o dura do 60 Para a obten o de gamagrafias de boa qualidade discutem se as seguintes t cnicas escolha do filme e fonte radioativa tempo de2. 2 ou 3 vezes por ano para que os tempos de exposicao nao se tornem longos devido ao decaimento radioativo O Tulio 170 apresenta uma meia vida de 127 dias A subs tituicao da fonte e praticamente identica a do Ir dio Face ao decaimento radioativo as fontes perdem gradati vamente sua eficiencia A reativacao das fontes de Co 60 Ir 192 etc no reator restituira a sua efetividade Fontes de produtos de fissao como por exemplo o Cs 137 nao sao pass veis de reati vacao em reatores Com is topos de meia vida curta conveniente que exista sempre uma ou duas fontes de reserva ativadas no rea tor para as convenientes substituicoes As m quinas de raio X evidentemente nao apresentam pro blemas de decaimento radioativo porque podem manter sempre um fei xe de intensidade aproximadamente constante A quantidade de radiacao apresentada em qualquer fonte e indicada pela unidade chamada Curie Quando afirmamos que uma fonte possui uma atividade de 1 Curie isto quer dizer que ela esta decaindo em ritmo de 37 bilhoes de desintegracoes por segundo En tretanto isto nao indica ao tecnico a quantidade de radiacao ne cess ria para se obter uma boa gamagrafia Considerando se as ener gias envolvidas em cada desintegracao obtem se a dose que pode ser expressa em ridentgen Essa unidade e utilizada na pratica de ga magrafia e em protecao radiologica A dose rate representa a dose na unidade de tempo por exemplo r entgen p
3. blindagem for colocada sobre rodas a fonte podera facilmente ser transportada para qualquer parte 8 Ha maior facilidade na coloca o de uma fonte radio ativa em locais de dif cil acesso Devido a seu pe queno tamanho uma fonte radioativa pode ser facilmente levada aos materiais que serao ensaiados Por sua vez devido a sua complexi dade a m quina de raio X exige na maioria das v zes que os mate riais sejam levados a ela A pequena dimens o da fonte facilita a obten ao de gamagrafias de pecas de formas geom tricas complexas 9 Quanto ao investimento inicial considerando se que para cada caso de aplicacao uma comparacao especifi deve ser efetuada pode se afirmar que as fontes radioativas e equipamentos auxiliares blindagem e irradiadores sao bem mais ba ratas em rela o aos aparelhos de raio X Conclui se entao que a gamagrafia pode ser empregada em todas as atividades industriais onde se emprega os raios X para radiografia E ainda mais pode ser empregada em lugares e condi et coes nao acessiveis a este No caso das fontes produzidas pelo I E A a limitacao principal relaciona se com a atividade maxima a ser atingida pelas mesmas devido ao ritmo de operacao atual 1967 do reator que for nece um fluxo integrado de aproximadamente 9 10 7g t por sema na disponivel para a ativacao No entanto preve se para 1968 que esse valor seja consideravelmente aumentado T CNICAS DAS EXPOS
4. detetor de radia o Cintilador Dist ncia fonteefilme 36 polegadas Fonte de Ir dio 192 Filme AA Fator de exposi os 35 Tela intensificadora de chumbo Dianteira 0 005 polegada Posterior 0 005 polegada Fig 11 o JD Camagrailia de um megomet ro Distancia fonte filme 50 polegadas Fonte de Ir dio 192 Filme M Fator de exposicao 576 Tela intensificadora de chumbo Dianteira 0 005 polegada Posterior 0 005 polegada Fig 12 Gamagrafia de uma camara de ioniza o Distancia fonte filme 36 polegadas Fonte Ir dio 192 Filme AA Fator de exposicao 40 Tela intensificadora de chumbo Dianteira 0 005 polegada Posterior 0 005 polegada Ele 13 Camagrafia de uma valvula 637 Fonte T li 170 Filme AA Distancia fonte filme 40 cm Tela intensificadora fluorescente Exposicao 36 curies x hora Fig 14 Gamagrafia de uma camara de ioniza o compensada Distancia fonte filme 36 polegadas Fator de exposi o 40 Fonte de Ir dio 192 Filme AA Tela intensificadora de chumbo Dianteira 0 005 polegada Posterior 0 005 polegada Fig 15 39 Placa gU 2 Gamagrafia de fontes de Iridio produzidas pela DOMR Distancia fonte filme 16 polegadas Fator de exposi ao 25 Fonte de Ir dio 192 Filme AA Tela intensificadora dianteira flucrescente Tela intensificadora posterior chumbo 16
5. exposi o radia o espalhada dist ncia fonte filme e efeitos intensificadores A sensibilidade relativa do m todo expressa em porcentagens da espessura total do material ensaiado indicada pelos IQI RES Le gammagraphie appliqu e l industrie permet d une part de rebuter des pi ces defectueuses mais aussi d autre part perfectionner leur fabrication Dans l industrie la gan magraphie rencontre de multiples applications en soudures fonderie forgeage Au laboratoj re la gammegraphie est importante pour les tests non destructifs de mat riaux d licats et amp nalyse d ensemble ncn demontable Etant donn que les rayons X comme les rayons gamma peu vent d tecter ces d fauts un choix entre ces deux sources de rayonnement doit tre fait Dans la realit il n y a pas competition entre les deux m thodes car elles se conpletent Le avantages et desavantages t chniques et conomiques sont discut s Pour les soudures et la fon derie l Ir 192 donne une tres bonne qualit d image pour des paisseurs de 6 50 mm de fer Pour des mat riaux legers on utilise le Tm 170 et Yb 169 Pour les mat riaux d paisseur su p rieure 50 mm les d fauts sont analys s avec les radiations dures du Co 60 Afin d obte nir des gammagraphies de bonne qualit on discute les techniques suivantes choix du film et de la source temps d exposition radiation diffus e distance source film effets intensifi cateurs La sensibilit relativ
6. produzidas pelo I E A a limitacao principal relaciona se com a atividade maxima a ser atingida pelas mesmas devido ao ritmo de operacao atual 1967 do reator que for nece um fluxo integrado de aproximadamente 9 10 7g t por sema na disponivel para a ativacao No entanto preve se para 1968 que esse valor seja consideravelmente aumentado T CNICAS DAS EXPOSICOES DE GAMAGRAFIA O principal problema de ordem pr tica para conseguir se gamagrafia de boa qualidade e correlacionar convenientemente os seguintes fatores a natureza e intensidade da fonte radioati va b caracter sticas dos materiais a serem gamagrafados c dis posicao dos materiais no sistema de exposi o d sele ao do filme radiografico e e t cnicas de exposicao e revelacao dos filmes As fontes para gamagrafia podem ser obtidas por irra diacao em reator fontes radioativas artificiais ou atraves de ele mentos que sao radioativos em seu estado natural como por exemplo o r dio Numerosos tipos de fontes artificiais podem ser obtidos A eficiencia destas fontes em ensaios n o destrutivos depende de al guns fatores tais como intensidade da radiacao atividade espec fi ca energia media das desintegracoes meia vida do emissor radioa tivo O uso de uma fonte de pequena dimensao proporciona maior qua lidade radiogr fica A radiacao emitida pela fonte deve ter um poder de pe netracao apropriado para o objeto a ser ensaiado A energia dos raios gama
7. ser radiografado se o obje to pode vir ate a fonte radiografica ou se a fonte deve ir ao objeto e forma geometrica do objeto que sera ensaiado f vantagens de um processo sobre o outro economia s 4 LA nd 1 de manuseio e versatilidade etc As analises da espessura e da densidade do material de terminam a energia da radia o ou a tensao da maquina de raio X ne cessaria para a inspecao radiografica A tabela abaixo mostra no caso do uso de raio X as ten soes convenientes em fun ao da espessura de determinados materiais Tensao kV Alunfnio 1 2 2 5 cm 2 5 7 6 cm 2 0 2 2 5 7 6 12 5 2 5 2 08 3 0 cm 5 0 a 2 58 5 0 cm 5 0 5 0 amp 10 0 cn 10 1 7 6 amp 12 5 cm 12 5 Uma vez que os raios gama emitidos pelos radioisotopos sao f sica e radiograficamente equivalentes aos raios X pode se efetuar uma comparacao entre os dois processos conforme a tabela Energia dos Equival ncia Is topo raios com raio X COBALTO 60 1 17 MeV 2 000 kV 1 33 MeV IR DIO 192 0 3 at 0 6 MeV 400 kV T LIO 170 0 084 MeV 100 kY O Cobalto 60 tem uma meia vida de 5 3 anos Radiografi camente significa que se pode dispor das fontes por longo tempo sem a preocupacao de substitu las por perda de efetividade O Ir dio 192 tem meia vida de 75 dias Costuma se subs tituir as fontes dependendo naturalmente das atividades iniciais
8. tamb m os raios X secundarios resultantes Desta forma cada folha de chumbo produz um fluxo suplementar de radiacao Os efeitos produzidos pelas telas de chumbo nos fil mes podem ser analisados da seguinte maneira a Faciiidade de analise de pormenores com a atenua cao da radiacao espalhada b Diminuicao do tempo de exposicao A analise dos resultados obtidos com os intensificado res fluorescentes e de chumbo indicou que as folhas de chumbo de vem ser sempre usadas desde que nao haja premencia de tempo de ex posicao Sua relativa lentidao em comparacao com as telas fluo rescentes compensa a melhor qualidade de imagem obtida Foram tamb m feitas experiencias com folhas intensifi cadoras de ouro prata cadmio e aco inoxidavel mas optamos pelo chumbo devido ao seu baixo custo e facilidade no mercado Resultados satisfatorios foram conseguidos nas expe riencias onde houve combinacao de tela fluorescente e folha de chumbo As telas fluorescentes foram usadas como tela frontal e as de chumbo como tela trazeira Produz se com esta tecnica um misto de intensificacao e reducao da radiacao espalhada melhoran do assim a qualidade radiografica Em geral para se avaliar a qualidade da imagem obtida sobre o filme um equipamento chamado penetrometro ou indicador de qualidade de imagem IQI deve ser usado Ele deve ser colo cado na regiao de maior inter sse do trabalho e ser orientado de modo a ficar aproxi
9. virtude de espa o insuficiente ou de redu o no tempo de exposicao calcula se as novas exposicoes por meio da lei do in verso do quadrado da distancia Essa lei indica que o tempo reque rido para uma dada gamagrafia proporcional ao quadrado da distan cia fonte filme Para a pr tica de gamagrafia torna se indispensavel o s y conhecimento de outras leis fisicas tais como 1 a intensidade de uma fonte radioativa para uma dada exposicao inversamente proporcional ao tempo de ex posicao De outra maneira pode se dizer que para uma serie de condicoes o produto da intensidade da fonte pelo tempo de exposi ao deve ser constante pa ra se obter o mesmo efeito fotografico 2 a intensidade de uma fonte radioativa para uma dada exposicao diretamente proporcional ao quadrado da distancia fonte filme As curvas caracteristicas dos filmes usados nas expe riencias sao mostradas na fig 4 ref 8 A inclina ao da curva caracter stica alterada ao longo da extensao da mesma sendo o contraste do filme maior onde maior a sua inclinacao A parte da curva utilizada em gamagrafia industrial a que tem a for ma aproximadamente retilinea geralmente compreendida entre as den s Ux o e sidades 0 7 e 2 0 onde sao melhor utilizados os negatoscopios Com um grafico de exposicao para um determinado filme podemos atrav s das curvas caracter sticas adapt lo para qual quer tipo de filme O exemplo a se
10. 8 minutos 18 C JL dianteira 0 01 pol Tela Intensificadora de Chumbo ice O Oi pol 41 4 n A Z FATOR DE EXPOSI O Ferro Densidade 7 87 g cm Espessura polegadas Fig 5 J0 Gamagrafia de um revolver Dist ncia fonte filme 56 Llegadas Fonte de Ir dio 192 Filme tipo M Fator de exposi o 21 Tela intensificadora de chumbo Dianteira 0 005 polegada Posterior 0 005 polegada Fig 6 Los Gamagraf ia de um detetor de neutrons contador proporcional Dist ncia fonte fiime 56 polegadas Fonte de Iridio 192 Filme tipo AA Fator de exposi o 39 Tela intensificsdora de chumbo Dianteira 0 005 polegada Posterior 0 005 polegada Fig 7 9218 Gamagrafia de m o humana Dist ncia fonte filme 40 cms Fonte de Yterbio 169 Filme Blue Brand Dose 4 milirBentgens Tela intensificadora fluorescente Tempo de exposi o 30 segundos Fig 8 Gamagrafia de uma tonte de Antimoaro Berilio posicionada em um elemento refletor de Grafite Distancia tonce filme 30 polegadas Fonte de iridio i190 Filme tipo AA Fator de eaposigao 120 Tela intecsiri adora de chumbo Dianteira U tiv gt polegada Posterior 0 00 polegada 34 m e lt T Y Gamagrafia de uma placa combustivel tipo Argonauta Distancia fonte filme 36 polegadas Fonte de T lio 170 Filme tipo AA Exposicao 66 curies x hora Tela intensificadora fluorescente Fig 10 Gamagrafia de um
11. ICOES DE GAMAGRAFIA O principal problema de ordem pr tica para conseguir se gamagrafia de boa qualidade e correlacionar convenientemente os seguintes fatores a natureza e intensidade da fonte radioati va b caracter sticas dos materiais a serem gamagrafados c dis posicao dos materiais no sistema de exposi o d sele ao do filme radiografico e e t cnicas de exposicao e revelacao dos filmes As fontes para gamagrafia podem ser obtidas por irra diacao em reator fontes radioativas artificiais ou atraves de ele mentos que sao radioativos em seu estado natural como por exemplo o r dio Numerosos tipos de fontes artificiais podem ser obtidos A eficiencia destas fontes em ensaios n o destrutivos depende de al guns fatores tais como intensidade da radiacao atividade espec fi ca energia media das desintegracoes meia vida do emissor radioa tivo O uso de uma fonte de pequena dimensao proporciona maior qua lidade radiogr fica A radiacao emitida pela fonte deve ter um poder de pe netracao apropriado para o objeto a ser ensaiado A energia dos raios gama e escolhida de acordo com a espessura e densidade do corpo de prova A meia vida e importante por determinar o tempo du Conclui se entao que a gamagrafia pode ser empregada em todas as atividades industriais onde se emprega os raios X para radiografia E ainda mais pode ser empregada em lugares e condi et coes nao acessiveis a este No caso das fontes
12. TEA IN GAMAGRAFIA WLADIMYR SANCHEZ e AZOR CAMARGO PENTEADO FILHO E 7 RELATORIO INFORMA ES IEA N MA E Junho 1967 A d oU 9 INSTITUTO DE ENERGIA AT MICA Caixa Postal 11049 Pinheiros CIDADE UNIVERSITARIA ARMANDO DE SALLES OLIVEIRA SAO PAULO BRASIL GAMAGRAFIA Wladimyr Sanchez e Azor Camargo Penteado Filho DIVIS O DE OPERA O E MANUTEN O DE REATORES Instituto de Energia At mica Sao Paulo Brasil Informacoes n9 8 Junho 1967 Comiss o Nacional de Energ a Nuclear Presidentes Prof Uriel da Costa Ribeiro Universidade de S o Paulo Reitor Prof Dr Luis Antonio da Gama e Silva Instituto de Energie At mica Diretor Prof R mulo Ribeiro Pieroni Conselho Tecnico Cientifico do IEA Prof Dr Jos Moura Gon alves J psia USP Prof Dr Jose Augusto Martina Prof Dr Rui Ribeiro Franco pela CNEN Prof Dr Theodoreto H I de Arruda Souto Divis es Did tico Cientificas Divis o de Fisica Nuclear Chefe Prof Dr Marcello D S Santos Divis o de Radioqu mica Chefe Prof Dr Fausto Walter de Lima Divis o de Radiobiologia Chefe Prof Dr R mulo Ribeiro Pieroni Divis amp o de Metalurgia Nuclear Chefe Prof Dr Tharcisio 0 5 Santos Divis amp o de Engenharia Qu mica Chefe Lic Alcidio Abr o y Divis amp o de Engenharia Nuclear Chefe Eng Pedro Bento de Camargo Divis o de Opera o e Manuten o de Reatores
13. a maioria dos objetivos radiograficos consiste em examinar esp cimes nao homogeneos a visibilidade de pormeno res na radiograf a deve ser um fator essencial O quadro abaixo referencia 22 relaciona os fatores que influem na qualidade da imagem radiografica SENSIBILIDADE RADIOGR FICA fungao da Qualidade da imagem que fun o de Qualidade do filne e de sua revela o que dependem de Contraste o qual depende de Defini o que Contraste o qual Defini o que depende des depende de Diferen as na espessura Natureza da radia o Espalhamento da radia o Tipo de inten sificadores Dimensoes da fonte Quantidade de radia o espa 1hada Dist ncia fon te filme Distancia ob jeto filme Muden es brus cas de dimen s o do objeto Contato entre filme e screen Tipo de screen intensificador depende de Tipo de filme Espessure das camadas da emulsgo Idade do filme Tamanho dos gr os de prata Tipo de revela Concentra o dos dor gr os de prata Idade do reve lador revela o Grau de Grau de revela o Tempo tempera tura e agita o 22 10 11 12 BIBLIOGRAFIA Robert Mac Master Nondestructive Testing Handbook Volume II M Baimler Second International Conference on Peaceful Uses of Atomic Energy 1958 Volume 19 P 2120 S V Rumyantsev Second International Conference on Peaceful Uses of Atomi
14. as 1 telas de alta definicao graos finos 2 telas de alta velocidade cuja acao intensificadora e o dobro da anterior As telas fluorescentes causam entretanto um empobre cimento na definicao radiografica Elas devem ser usadas quando se deseja reduzir tempos de exposicao longos onde a sua acao in tensificadora podera competir com o decrescimo de definicao A acao intensificadora depende da natureza da tela da energia dara diacao e do tipo de filme usado Em geral o fator de intensifica cao varia de 5 a 50 vezes As telas intensificadoras de chumbo consistem de fo lhas finas e homogeneas geralmente coladas sobre papelao Elas sao na maior parte das vezes usadas aos pares uma na frente e outra atras do filme A espessura da camada de chumbo da parte frontal deve ser adaptada a qualidade da radia ao empregada de modo que a radia ao primaria passe por elae a secundaria seja ab sorvida ao maximo As telas frontais usadas nas presentes expe riencias foram de 0 005 polegadas para o Iridio e 0 010 polegadas para o Cobalto As telas trazeiras foram de 0 005 0 010 e 0 015 polegadas A a ao das folhas de chumbo pode ser especificada nos itens abaixo 1 As telas frontais absorvem mais a radiacao mole e a radiacao espalhada do que a radiacao primaria que forma a imagem fotografica 2 Sob a a ao dos raios gama as folhas de chumbo emi tem eletrons radia o beta para a qual a emulsao do filme de raio X e sens vel e
15. ay Radiography with two counters AEC tr 4482 P 172 T Fuji Absorption of Gamma Rays in Steel A considera tion for Radiography AEC tr 4482 P 192 Industrial Radiography Gevaert G Ito Nondestructive Inspection of Welded Joint of Boiler Drun with Radioisotopes AEC tr 4482 P 161 Isotopes and Radiation Technology Vol 2 n9 1 P 57 Irwin J Gruverman Iodine 125 Makes a better Low energy gamma radiography source Nucleonics 21 5 96 7 1963 S Rumyantsev industrial Radiology A Capo Equipos de Gamagrafia Industrial Construidos en la Argentina CNEA A 1962 26 27 28 29 30 31 32 33 C Papadopulos Gamagrafia Curso de Aplicacion de Radio isotopos 1962 S D Rieder Experience with Thulium Radiography at the MTR IDO 16333 1957 W V Mayneord Radiography with Tm 170 e Xe 133 Brit J Radiol 29 277 85 May 1956 J E Roberto A gamma Radiograph Brit J Radiol 29 629 Nov 1956 J G Kereiakes Portable Isotopic Radiographic Units Am J Roentgenol 76 168 1956 Faster pipe weld testing uses Iridium 192 Nucleonics 17 n 1 98 9 Jan 1959 Symposium on Physics and Nondestructive Testing ANL 6346 1960 L N Matsy Eu 155 e Ce 144 as source of radiation for gamma radiography of metals AEC tr 4139 1961 AGRADECIMENTOS Os autores aproveitam a oportunidade para agradecer ao Sr Daniel H lsdorf tecnico operador
16. c Energy 1958 Volume 19 P 2235 A Daane J Powell Portable Tm X ray Unit Nucleonics 12 n 5 35 1954 Tadashi Oshida Second International Conference on Peaceful Uses of Atomic Energy 1958 Vol 19 P 1347 Forno L Green Second International Conference on Peaceful Uses of Atomic Energy 1958 Vol 19 P 829 P Day K Capture Branch in Tm 170 Phys Rev 102 1572 1956 Radiography in Modern Industry Vol 2 Eastman Kodak Co M Kato Gamma Radiography of Light Alloys Using Tm 170 AEC tr 4482 P 161 C D Trowbridge Uses of Radioisotopes for Radiography of Weldments and Castings TID 7511 P 128 J A Reynolds The Role of Isotopes in Industrial Radio graphy TID 7571 P 229 Grover M Taylor Radiation Techniques TID 7600 P 11 13 14 im H 16 12 18 19 20 21 224 23 24 290 Adair Morrison Radiography with Co 60 Nucleonics Dezembro 1949 P 19 Rex G Fluarty Interaction of Isotopic Radiation with Matter Nacleonics July 1948 P 46 Adair Morrison Stray Radiation Measurement with X Ray Fiim Nucleonics Setembro 1948 P 47 R West Low Energy Gamma Ray Sources Nucleonics Fevereiro 1953 P 20 P A Ruauet Les nouvelles techniques d utilization des radivelements en gamuagraphie des soudures au gas de France Bulletin ATEN 1965 Maio Junho P 3 Watanabe A machine of gamma r
17. do reator sua valios cola bora ao nas revelacoes das gamagrafias preparacao de solucoes re veladoras ampliacoes copias e reducoes de negativos E Te Gamagraf a AA TM Distancia fonte filme 25 poleradas Camagrafia TM AA Distancia fonte filme 15 des Ilustracao da _distor ao da imagem de uma valvula projetada no filme radiografico devido a distancia fonte filme Ino 26 Distancia Fonte Filme 36 pol IRIDIO 192 Filme Kodak Tipo AA Revelador Kodak 8 minutos 18 C dianteira 0 005 pol posterior 0 005 pol Tela Intensificadora de Chumbo CURIES HORAS EM EXPOSI O Ferro Densidade 7 87 q cm Espessura polegadas Fig 2 CURIE HORAS EM EXPOSICAO O eT Distancia Fonte Filme 20 pol TULIO 170 Filme Kodak Tipo AA Revelador Kodak 8 minutos 8 is T dianteiro 0 002 pol Tela Intensificadora de Chumbo posterior 0005 pol NN ANM NN Ta ix mE T AASA cw CUINA IA O N L do O Aluminio Densidade 2 7 g cm Espessura polegadas Fig 3 DENSIDADE RADIOGRAFICA 40 LELLIIJ I 4 d FERNE LEE LE LEE ld Ll ERES LLLI M IE TE ill LLLI Yr e 12 FILII ER LAMB SEREM m dul 111311 IG 2 0 3 0 LOG EXPOSI O RELATIVA FIG 4 29 4 COBALTO 60 Filme Kodak Tipo M Revelador Kodak
18. do sua defini o e contraste tornando a bastan te emba ada Evitando se que esta radia o espalhada atinja o fil me obtem se uma melhoria na qualidade da gamagrafia Um anteparo duplo de folhas de chumbo em contato com o filme diminuir o efeito da radia o espalhada sobre o mesmo As telas de folha de chumbo sao sem duvida as mais baratas e constituem m todo universal de combate a a ao da radia o espalha da A a o fotografica dos raios gama sobre o filme depen de da qualidade de radia o absorvida pelas camadas da emulsao fo tografica Essa quantidade e muito pequena e estimada em cerca de 1 da radia o primaria O restante passa atrav s da emulsao e n o utilizado se o teste for feito sem aux lio de intensidicado res telas de chumbo ou substacias fluorescentes Se durante a exposi ao o filme for deixado em contato com duas telas uma de ca da lado que fluorescem sob a a o dos raios gama telas fluores centes ou emitem eletrons folhas de chumbo um efeito fotografi co suplementar intensifica o sera obtido nas diversas camadas da emuls o fotografica As telas fluorescentes consistem fundamentalmente de uma fina folha de papelao impregnada de min sculos graos de sais usualmente o tungstato de calcio os quais sob a acao dos raios gama emitem luz fluorescente para a qual o filme de raio X e sen sivel Em gamagrafias industriais duas especies de telas sao frequentemente usad
19. e Quando o filme exposto colocado no revelador os cristais dos haletos de prata que foram atingidos pela radia o sao reduzidos a prata met lica que se agrega em torno dos atomos iniciais formando a fotografia do objeto em ensaio O processo de revelacao consiste em lavar o filme nos seguintes banhos 1 Revelador que reduz os haletos de prata expostos na emulsao em prata met lica deixando os graos que nao foram expostos incolumes A temperatura do revelador deve ser mantida constante durante os pro cessos de revelacao Agitacoes peri dicas dos fil mes dentro do tanque revelador devem ser realiza das para assegurar revelacao uniforme tempo de vida til da solucao reveladora deve ser cuidadosa mente verificado 2 Stopper freia a acao do revelador 3 Fixador que dissolve os haletos de prata n o re velados mas deixa a prata metalica da imagem in tacta le ainda endurece o filme de tal forma que o mesmo resistira a uma secagem de ar quente sem se deformar Sao aconselhaveis agita oes periodi cas do filme dentro do fixador 4 Lavagem em gua corrente usada para remover os processamentos quimicos da emulsao assegurando uma imagem permanente 5 Agente estimulador ativa a secagem e elimina as manchas de agua que podem trazer muita confusao na interpreta ao radiografica As radiografias depois de secas sao levadas ao nega toscopio e analisadas com o aux lio de uma lupa Como
20. e de la m thode exprim e en pourcentage de l paisseur totale du mat riaux essay est indiqu par les IQI ABSTRACT Gamma radiography in industry makes possible the rejectio of seriously defecti ve materials and contributes to the improovement their manufacture In industry gammagraphy finds a great use in ihe inspection of welds cast and rivetted materials It is also impor tant in the laboratory for nondestructive testing of fragile articles and sealed assemblies Since both X rays and gamma rays can fulfill this purpose amp choise has to be made between these radiation sources There is no competition between X ray and gamma ray in nondestructive testing because both methods complement each other The technical and economical advantages and disvantages of both methods are discussed In welds and cast the Ir 192 has extremely good irradiation qualities for sheets from 6 to 50 mm thick of iron For lighter materials Tn 170 and Yb 169 can be used For iron tickness greater than 50 mm the defects must be located with hard gamma ray of Co 60 For obtaining good pictures the following techniques are discussed the proper selection of photographic films and choice of the correct radiation source exposure time prevention of secondary radiation by reflected gamma rays the correct distance between the radiation source and film and the intensifying effect of screens Hadio graphic relative sensivity is expressed in porcentages of the total thic
21. e escolhida de acordo com a espessura e densidade do corpo de prova A meia vida e importante por determinar o tempo du rante o qual podera a fonte permanecer em uso As fontes radioativas produzidas no IEAR 1 sao ate o momento de Cobalto 60 Ir dio 192 Tulio 170 Eur pio 152 154 Lu tecio 177 Yterbio 169 e fontes mistas de Cobalto 60 e Europio 152 154 A radiacao gama e de natureza eletromagnetica resulta da transicao entre os n veis energ ticos dos n cleos dos atomos e geralmente acompanha a emissao de part culas beta e alfa dos mate riais radioativos Sua natureza e semelhante a do raio X lembran do se entretanto que este ltimo resulta de transi oes entre os ni veis energeticos dos eletrons orbitais Os raios gama sao absorvidos ao atravessarem o mate rial em ensaio decaindo em intensidade segundo a equacao I intensidade dos raios gama apos atravessar uma es pessura x de material I intensidade dos raios gama sem a presen a do mate rial u coeficiente de absor o linear do material de es pessura x atravessado pela radiacao O decrescimo de intensidade deve se aos efeitos foto eletrico Compton e forma ao de pares positron eletron A predominancia de um efeito sobre o outro depende do numero atomico do corpo de prova e da energia dos raios gama usa dos Com a finalidade de atenuar as distorcoes os elementos do sistema de exposicao fonte filme e corpo de prova devem s
22. ensidade radiografica A forma da curva caracter stica e afetada muito pouco quando sao usados raios X ou raios gama Entretanto a sensibilida de do filme em termos da dose requerida para produzir uma dada densidade e fortemente afetada pela energia da radiacao aconselhavel consultar os fabricantes de filmes so bre as curvas caracteristicas de seus produtos toda vez que sur gir o problema da escolha de filme pois elas informam sobre con traste velocidade e tempo de exposicao O calculo do tempo de exposi ao do filme a a ao da ra dia ao bastante simplificado com o uso de gr ficos de exposi o Em nossas experiencias o material tomado como padrao foi o ferro densidade 7 87 gramas cm gt para a radia ao gama do Cobalto 60 e Ir dio 192 O alum nio densidade 2 7 g cm foi to mado como padrao para a radiacao gama mole do T lio 170 e Yt r Para cada espessura do padrao uma serie de exposi coes foi feita e os resultados analisados em um densitometro foto el trico ANSCO Dois tipos de exposi oes foram realizados 1 Exposigoes diferentes foram conseguidas retirando se o filme em tempos diferentes para uma mesma es pessura do mater al 2 Os filmes eram removidos ao mesmo tempo mas sobre cada filme existia uma espessura diferente do mate rial Foi obtida a mesma densidade radiogr fica para o mes mo fator de exposicao comprovando os dois m todos Os graficos de exposicao sao apresentad
23. er arranjados de maneira a se adquirir uma projecao central isto e a fonte devera estar na perpendicular tracada a partir do meio do material a ser radiografado A distancia fonte filme e o problema das projecoes sao fatores importantes na interpretacao radiografica Quando a distan cia fonte filme for pequena a imagem projetada no filme ser dis torcida Aumentando se esta distancia e utilizando se uma fonte de menor dimensao poss vel a fim de considera la pontual as proje coes obtidas no filme radiografico aproximam se dos valores reais do objeto A fig 1 mostra a distor ao da imagem de uma valvula de vido a variacao da distancia fonte filme Uma vez conhecidas as dimensoes da fonte radioativa se r feita a escolha conveniente da distancia fonte filme atraves do criterio do bom senso Uma distancia fonte filme muito gran de reduzira o efeito de penumbra nos bordos dos materiais mas po dera aumentar consideravelmente o tempo de exposicao conforme a lei do inverso do quadrado da distancia fonte filme Um compromis so entre esses dois fatores opostos devera ser levado em conta Na pratica e imposs vel a fabricacao de filmes radio graficos em que a emulsao fique completamente homogenea isto sem agregados de graos Mesmo com exposicoes uniformes havera sem pre regioes mais ou menos impressionadas Por este motivo defeitos que acarretam pequenas diferencas em densidade radiografica ene grecimento do filme nao podera
24. fico de exposicao figura 5 vemos que para 1 1 2 polegada de ferro devemos ter um fator de exposicao igual a 62 Desta maneira _ 10 000 minutos 42 62 Observa se que podemos fixar uma das duas variaveis tempo de exposicao e distancia fonte filme Se o tempo de exposi nao for muito importante pode se scolher uma distancia fon te filme adequada para aprimorar a qualidade da gamagrafia Supo nhamos que a distancia fonte filme seja 50 cm _ 62 x 2500 _ 10 000 15 5 minutos O tempo de exposicao para dois materiais diferentes e aproximadamente igual quando o produto da densidade pela espessu ra for constante Colocando se em um grafico as duas variaveis es pessura e densidade a espessura de um material de densidade co nhecida pode ser determinada em t rmos da espessura equivalente do ferro tomado como padrao Quando um feixe de raios gama atinge o objeto em en saio alguns dos raios sao absorvidos enquanto que outros conti nuam a sua trajetoria e os demais espalhados Os eletrons dos ato mos que formam o corpo de prova espalham a radia o em todas as direcoes Os comprimentos de onda de grande parte da radia o s o aumentados no processo de espalhamento Qualquer componente do sis tema de exposi o como por exemplo chassis metalicos suportes de sustenta ao paredes etc podem servir como fonte espalhado ra de radia o Essa radia o espalhada reduz a qualidade da gama grafia empobrecen
25. guir indica uma das utiliza f 3 coes das curvas caracteristicas O filme tipo M tem contraste maior que o filme tipo AA na densidade 1 5 e alem disso tem grao mais fino Suponhamos que devido a essas razoes deseja se fazer a gamagraf a com um fil me M com densidade 1 5 e na mesma regiao da pe a anterior Vemos pelas curvas caracteristicas que log da exposicao para densidade 1 5 sobre o filme AA log da exposicao para densidade 1 5 sobre o filme M Diferenca entre os logaritmos e 0 64 N mero correspondente a essa diferenca de logaritmos e 4 37 O tempo de exposicao para densidade 1 5 sobre o filme AA devera ser multiplicado por 4 37 para se obter densidade 1 5 sobre o filme M Outro tipo de grafico de exposicao relaciona a espes sura do padrao com o fator de exposicao Numericamente o fator de exposicao e dado por Axt a Fe Fe fator de exposicao A atividade da fonte em milicuries tempo de exposi ao em minutos d distancia fonte filme em cm Um exemplo ilustrativo mostrar a utilidade de tal ti po de gr fico Suponhamos que se deseja uma gamagrafia de uma sol da de topo realizada entre duas chapas de ferro de espessura 1 1 2 polegadas espessura da chapa mais o reforco da solda com uma densidade radiogr fica de 1 5 Para este ensaio dispoe se de uma fonte de Co 60 de atividade 10 curies um filme Kodak tipo M um par de telas intensificadores de chumbo de espessura 0 01 de polegada Pelo gra
26. isotopos isto pos sibilita a obteficao de gamagrafias em locais desprovidos de ener gia eletrica 4 As m quinas de raio X produzem radiacao mais inten sa possibilitando tempos de exposicao menores do que com o uso dos radioisotopos emprego de fonte de alta ativi dade tem tornado m nima esta diferenca mas existem aplica oes em que somente a rapidez da m quina de raio X torna o trabalho conve niente O problema pode ser amenizado levando se em consideracao o gt que uma fonte radioativa emite radiacao isotropicamente Com isso E de 2 expoe se varias pegas ao mesmo tempo colocando as em circulo aore dor da fonte 5 mais f cil controlar a exposi ao com o uso de ra dioisotopo do que com maquina de raio X Com a fon te radioativa o operador preocupa se somente com o tempo de exposi cao e no caso da m quina de raio X o operador tera que verificar a tensao corrente el trica linhas de compensacao tempo de exposi cao etc 6 Quanto ao aspecto de manutencao os radioisotopos apresentam vantagem sobre as m quinas de raio X As fontes radioativas nao implicam despesas com a queima de tubos de raio X transformadores de alta tensao controladores de tempo etc 7 Simplicidade de aparelhagem outro fator de vanta gem para os radioisotopos As m quinas de raio X sao usualmente complexas Uma fonte radioativa necessita apenas de uma blindagem de chumbo para o seu armazenamento Se esta
27. kness of the object examin d is shown by IQI UTILIZA O VANTAGENS E LIMITA ES DA GAMAGRAFIA Radiografia ou processo radiografico e um m todo de ensaio nao destrutivo que usa a propriedade de penetra o da ra dia ao para examinar o interior de materiais e conjuntos lacrados quando nao for possivel uma inspe ao visual Os dois tipos principais de radia ao usados nesses pro cessos sao os raios X e os raios gama No processo de inspecao radiografica a radiacao pene trante raio X ou raio gama interage com os tomos do material submetido a ensaio Uma pequena parte dessa radiagao absorvida outra espalhada e o restante atravessando esse material deixar impressa sua estrutura num filme radiogr fico usado como detetor Em ambos os processos raios X ou raios gama pode se radiografar desde finas folhas de vegetais at aproximadamente 20 cm de ago A variedade de objetos a ser ensaiada e as condi oes nas quais esse ensaio pode ser feito determinam na maioria das vezes a escolha entre um processo e outro Em geral essa escolha e feita levando se em conta uma serie de fatores tais como a densidade do material desde materiais organicos at uranio ou ir dio b espessura do material desde finas folhas de alu m nio ate cerca de 20 cm de aco ou mais de um me tro de concreto armado c tempo para o trabalho se for producao em s rie ou processo mais lento d acesso ao material a
28. madamente perpendicular a radia ao incidente O penetrometro ou IQI simplesmente uma forma geome trica feita de mater al semelhante ao esp cime a ser testado e usualmente cont m uma estrutura simples tal como furos fios ou de graus Sua espessura esta numa proporcao defin da para a espessu ra do corpo de prova Uma tecnica radiografica pode ser considerada satisfa MET a mo 4 toria se o penetrometro e as suas estruturas aparecerem clara mente na radiografia Deve se salientar que mesmo que um certo fio furo ou degrau bem fino do penetrometro apareca na radiografia uma cavi dade de mesmo diametro e espessura poder ficar invis vel O pene trometro tem limites bem definidos Fornece uma mudanca brusca em bora pequena na espessura do metal Uma cavidade natural tem ge ralmente bordos atenuados que acarreta uma mudan a gradual na espessura Desta maneira a imagem do penetrometro e bem mais defi nida do que a imagem da cavidade Semelhantemente uma falha bem fina mesmo de extensao consider vel pode passar despercebida na gamagrafia desde que o feixe proveniente da fonte radioativa pas se perpendicular ou obliquamente ao plano da fenda Isto ocorre de vido a transi ao gradual de densidade radiografica Quando raios X raios gama luz vis vel ou eletrons chocam se com a emulsao radiografica realiza se uma mudanga nos ao haletos de prata que a constituem Essa mudanca e conhecida com o nome de imagem latent
29. o ser convenientemente analisados mesmo com aux lio de bom negatoscopio Neste caso reduzindo se a distancia fonte filme e afas tando se convenientemente o filme do objeto e poss vel por melo de projecao aumentar a reproducao do defeito Entretanto isto ocasionara empobrecimento da imagem radiografica Para gamagrafia de objetos com grandes diferencas de espessura uma boa tecnica e o emprego de dois filmes superpostos com velocidades diferentes Um filme r pido deteta as falhas da parte mais espessa enquanto que o filme lento encarrega se da par te mais fina A grande variedade de condi oes e a heterogeneidade de materiais encontrados em radiografias industriais levaram os fa bricantes a producao de v rias especies de filmes Em cada aplica ao de gamagrafia industrial deve se fa zer uma serie de considera oes para a melhoria da qualidade foto grafica Essas consideracoes incluem a an lise dos seguintes fato res l composicao forma e dimensao do objeto que subme tido a ensaio 2 energia da radiacao usada 3 tipo de informa ao desejada isto e uma inspecao superficial ou um exame pormenorizado de algumas partes importantes 4 contraste tempo de exposicao e densidade radiogra fica A curva caracter stica de um filme mostra a rela aoen tre a exposi ao aplicada a emulsao fotogr fica e o resultante ene grecimento da chapa A medida quantitativa do enegrecimento do fil me e chamada d
30. or segundo ou r entgen por hora um metro de distancia 1 Curie de Co 60 fornece 1 35 rbentgen por hora 1 35 rhm Nas mesmas condicoes uma fonte de Ir dio 192 fornece 0 55 r entgen por hc a e uma fonte de Tulio 170 fornece 0 0025 r entgen por hora Para radiografar e necessario fazer se a escolha do me todo a ser utiiizado conhecendo se quais as vantagens e desvanta gens de um processo sobre o outro Para tanto apresentamos um con fronto entre os dois m todos isto e raio X e raio gama l Pode se ajustar convenientemente a tensao e portan La ra to a energia da radiacao da maquina de raio X tor nando a util para radiografar uma variedade de materiais pois de acordo com suas caracteristicas obtem se uma energia otima Cada isotopo ao contrario durante todo o tempo sua radiacao de energia caracter stica nao apresenta mudancas no poder de penetracao 2 As maquinas de raio X e as fontes radioativas apre sentam problemas de prote ao radiologica O cumpri mento fiel das normas de prote ao radiologica reduz grandemente as possibilidades de acidentes nos dois processos A m quina de raio X apenas quando em funcionamento apresenta problemas desta or dem ao passo que a fonte radioativa emitindo continuamente neces sitar permanecer em sua blindagem durante todo o tempo em que nao estiver sendo utilizada 3 Nao necessario qualquer fonte eletrica para a ob tencao de radiografias com radio
31. os de duas ma neiras diferentes mas ambos tem a mesma finalidade convenien te lembrar que estes graficos somente sao eficientes quando sao reproduzidas as condicoes referentes a natureza da fonte tipo de filme espessura e natureza da tela intensificadora e mesmas con di oes de revelacao O n o cumprimento dessas especificacoes dar ao tecnico em gamagrafia a impressao de que o m todo de ensaio e deficiente Um tipo de grafico e o que relaciona a espessura do material padrao com a exposicao dada em curies x horas para uma distancia fonte filme fixa Essa distancia em nossas experiencias foi fixada em 36 polegadas Vejamos um exemplo de utilizacao desses gr ficos de ex posicao uma solda de topo realizada entre duas chapas de ferro de densidade 7 87 ale necessita ser ensaiada pela t cnica da gama grafia Dispoe se para isto de uma fonte de 20 curies de Ir 192 e deseja se conhecer todos os elementos b sicos para a gamagrafia da mesma A espessura real a ser atravessada pelos raios gama e de meia polegada espessura da chapa mais o refor o da solda Qual sera o tempo de exposi ao de forma a ser obtida uma densidade de 1 5 na regiao da solda O gr fico 2 mostra que para a espessura de 1 2 polega da de ferro a exposi o e de 3 4 curies x hora para obter densida de 1 5 O tempo sera entao p asi SUELOS x HDPA queporas 10 mites 20 curies No caso de necessidade de uma redu o da distancia fon te filme em
Download Pdf Manuals
Related Search