بررسی جامع رادیوگرافی - دانلود رایگان
دانلود رایگان مقاله بررسی جامع رادیوگرافی در 43 صفحه ورد قابل ویرایش
دانلود رایگان بررسی جامع رادیوگرافی
رادیوگرافی
پیشگفتار
پرتوهای الكترومغناطیس با طول موجهای بسیار كوتاه ،یعنی پرتوهای X و ، بدرون محیطهای مادی جامد نفوذ كرده ولی تا حدی بوسیلة آنها جذب می شوند. میزان جذب به چگالی و ضخامت ماده ای كه موج از آن می گذرد و همچنین ویژگیهای خود پرتوالكترومغناطیس بستگی دارد. تشعشعی را كه از ماده عبور می كند می توان روی فیلم و یا كاغذ حساس آشكارسازی و ثبت نموده ، بر روی یك صفحه دارای خاصیت فلورسانس و یا به كمك تجهیزات الكترونیكی مشاهده نمود.
به بیان دقیق ، رادیوگرافی به فرآیندی اطلاق می شود كه در آن تصویر بر روی یك فیلم ایجاد شود. هنگامی كه تصویری دائمی بر روی یك كاغذ حساس به تابش ثبت گردد،فرآیند به رادیوگرافی كاغذی موسوم می باشد. سیستمی كه در آن تصویری نامریی بر یك صفحة باردار الكترواستاتیكی ایجاد شده و از این تصویر برای ایجاد تصویر دائمی بر روی كاغذ استفاده می شود، به رادیوگرافی خشك شهرت داشته و فرآیندی كه بر یك صفحه دارای خاصیت فلورسانس تصویر گذار تشكیل می دهد، فلورسكپی نامیده می شود. بالاخره هنگامی كه شدت تشعشعی كه از ماده گذشته بوسیله تجهیزات الكترونیكی نمایان و مشاده گردد، با فرآیند پرتوسنجی سرو كار خواهیم داشت.
به جای پرتوهای X و می توان از پرتوهای نوترون استفاده نمود ، این روش به رادیوگرافی نوترونی موسوم می باشد (به بخش 2-7 فصل 7 رجوع كنید)
هنگامی كه یك فیلم رادیوگرافی تابش دیده ظاهر شود ،با تصویری روبرو خواهیم بود كه كدورت نقاط مختلف آن متناسب با تشعشع دریافت شده بوسیلة آنها بوده و مناطقی از فیلم كه تابش بیشتری دریافت كرده اند سیاه تر خواهند بود. همانطور كه پیش از این اشاره كردیم ،میزان جذب در یك ماده تابعی از چگالی و ضخامت آن می باشد. همچنین وجود پاره ای از عیوب از قبیل تخلخل و حفره نیز بر میزان جذب تأثیر می گذارد. بنابراین ، آزمون رادیوگرافی را می توان برای بازرسی و آشكارسازی برخی از عیوب مواد و قطعات مورد استفاده قرار داد. در بكار بردن سیستم رادیوگرافی و دیگر فرآیندهای مشابه یابد نهایت دقت اعمال شود ،زیرا پرتوگیری بیش از حد مجاز می تواند نسوج بدن را معیوب نماید.
كاربردهای رادیوگرافی
ویژگیهایی از قطعات و سازه ها را كه منشأ تغییر كافی ضخامت یا چگالی باشند، می توان به كمك رادیوگرافی آشكارسازی و تعیین نمود. هر چه این تغییرات بیشتر باشد آشكارسازی آ“ها ساده تر خواهد بود ،تخلخل و دیگر حفره ها و همچنین ناخالصیها – به شرط آنكه چگالیشان متفاوت با مادة اصلی باشد . از جمله اصلی ترین عیوب قابل تشخیص با رادیوگرافی به شمار می روند. عموماً بهترین نتایج بازرسی هنگامی حاصل خواهد شد كه ضخامت عیب موجود در قطعه ، در امتداد پرتوها ، قابل ملاحظه باشد. عیوب مسطح از قبیل تركها ،به سادگی قابل تشخیص نبوده و امكان آشكارسازی آنها بستگی به امتدادشان نسبت به امتداد تابش پرتوها خواهد داشت. هر چند كه حساسیت قابل حصول در رادیوگرافی به عوامل گوناگونی بستگی پیدا می كند ؛ ولی در حالت كلی اگر ویژگی مورد نظر تفاوت میزان جذب 2درصد یا بیشتر ،نسبت به محیط مجاور ،را به همراه داشته قابل تشخیص خواهد بود.
رادیوگرافی و بازرسی فراصوتی (به فصل 5 رجوع كنید ) روشهایی هستند كه معمولاً برای آشكارسازی موفقیت آمیز عیوب درونی و كاملاً زیر سطحی مورد استفاده قرار می گیرند. البته باید توجه دشات كه كاربرد آنها به همین مورد محدود نمی كگدرد. این دو روش را می توان مكمل همدیگر دانست ، زیرا در حالیكه رادیوگرافی برای عیوب غیر مسطح مؤثرتر می باشد، روش فراصوتی نقایص مسحط را راحت تر تشخیص می دهد.
تكنیكهای رادیوگرافی غالباً برای آزمایش جوش و قطعات ریختگی مورد استفاده قرار می گیرد و در بسیاری از موارد ، از جمله مقاطع جوش و ریختگی های ضخیم سیستم های فشار بالا (مخازن تحت فشار ) ،بازرسی با رادیوگرافی توصیه می شود. همچنین می توان وضعیت استقرار و جاگذاری صحیح قطعات مونتاژ شدة سازه ها را به كمك رادیوگرافی مشخص نمود. یكی از كاربردهای بسیار مناسب به جای این روش ، بازرسی مجموعه های الكتریكی و الكترونیكی برای پیدا كردن ترك ، سیمهای پاره شده ، قطعات اشتباه جاگذاری شده یا گم شده و اتصالات لحیم نشده است. ارتفاع مایعات در سیستم های آب بندی شدة حاوی مایع را نیز می توان با روش رادیوگرافی تعیین نمود.
هر چند روش رادیورگرافی را می توان برای بازرسی اغلب مواد جامد بكار برد، ولی آزمایش مواد كم چگالی و یا بسیار چگال می تواند با مشكلاتی همراه باشد. مواد غیر فلزی و همچنین فلزات آهنی و غیر آهنی ،در محدودة وسیعی از ضخامت ، را می توان با این تكنیك بازرسی كرد. حساسیت روشهای رادیوگرافی به پارامترهای چندی از جمله نوع و شكل قطعه و نوع عیوب آن بستگی دارد. این عوامل در بخشهای زیرین مورد توجه قرار خواهد گرفت.
تشكیل سایه ، بزرگ شدن و اعوجاج
پرتوهای x و مانند امواج نوری ،در امتداد مستقیم منتشر می شوند و رابطة هندسی بین چشمه ،جسم و فیلم و یا صفحة ثبت كننده ، ویژگیهای اصلی تصویر را تعیین می كند. تصویر تشكیل شده بر یك فیلم رادیوگرافی همانند سایه تشكیل شده بر روی یك پرده از جسم ماتی است كه در مسیر پرتوهای نوری قرار گرفته باشد.
ابعاد سایه جسمی كه بوسیلة یك چشمه نقطه ای تحت تابش قرار گرفته است از جسم بزرگتر بوده ؛ ولی این بزرگنمایی در رادیوگرافی چندان قابل ملاحظه نمی باشد زیرا فیلم یا دیگر محیطهای ثبت كنندة تصویر معمولاً در پشت جسم و در نزدكی آن قرار می گیرند. البته اگر شكل (هندسة ) نمونة مورد آزمایش پیچیده باشد، بعضی از قسمتهای آن ممكن است در فاصلة نسبتاً دورتری از فیلم قرار گرفته و در نتیجه تصویر بزرگتری داشته باشند. در برخی موارد بزرگتر كردن تصویر می تواند به عنوان یك عامل مفید مورد توجه قرار گیرد ،زیرا جزئیاتی كه در حالت عادی در آن قابل تشخیص نمی باشند ممكن است با این روش رادیوگرافی رؤیت گردند.
بیشتر چشمه های رادیوگرافی را به خاطر بزرگی شان نمی توان نقطه ای دانست . سایة حاصل از جسمی كه با چشمة به ابعاد معین رادیوگرافی شود تا حدی دارای ناآشكاری هندسی می باشد و بخشی از تصویر نسبت به تمام پرتوهای تابیده شده در سایة كامل قرار می گیرد ، در حالیكه بخش محیطی تصویر در سایه كامل قرار نگرفته و برخی از پرتوها آن را تحت تابش قرار می دهند. بنابراین قسمت میانی تصویر سایه وبخش محیطی آن نیمسایه خواهد بود. اندازة ناآشكاری را می توان از طریق كم كردن فاصلة بین جسم و فیلم ،كاهش اندازة‌چشمه و یا ازدیاد فاصلة چشمه تا جسم مورد آزمایش كاهش داد.
دقت رادیوگرافی را می توان با استفاده از چشمة تابش X دارای خال كانونی بسیار كوچك ،در حد چشمگیری افزایش داد. قطر خال ممكن است به كوچكی 12 میكرون باشد؛ در نتیجه چشمه عملاً نقطه ای شده و تأثیر مربوط به نیمسایه در تصویر كاملاً منتفی خواهد شد. به این طریق می توان فاصلة نمونه تا فیلم رادیوگرافی و در نهایت ، بزرگنمایی را تا حد زیادی افزایش داد.
در عمل ،ابعاد چشمه به وسیلة اندازة قرص رادیوایزوتوپ تابش كننده یا مشخصه های لامپ اشعة X مورد استفاده تعیین می شود . فاصلة نمونه تا فیلم ناچیز بوده و در بسیاری از موارد با هم در تماس می باشند؛ بنابراین تنها پارامتر قابل تغییر فاصلة‌چشمه تا نمونه است . البته باید توجه داشت كه افزایش این فاصله به طولانی شدن زمان پرتودهی منتهی خواهد شد ، لذا اپراتور دستگاه باید شرایط بازرسی را بهینه كند تا تصویر دارای وضوح بالا و ناآشكاری هندسی حداقلی بوده و در عین حال هزینه های مرتبط با طولانی شدن زمان پرتودهی نیز زیاد افزایش نیابد.
پارامترهای پرتودهی
تشكیل یك تصویر رضایت بخش بر روی فیلم به عوامل متعددی بستگی دارد كه باید در فرآیند بازرسی مورد توجه قرار گیرند. تركیب شیمیای ، چگالی و ابعاد قطعة‌مورد آزمایش در تعیین كیفیت (ویژگی ) پرتو مورد استفاده نقش قابل ملاحظه داشته و چشمه تابش كننده باید از عهدة صدور پرتوهای با قابلیت نفوذ كافی در مادة با مشخصات و ضخامت از پیش تعیین شده برآید. از این رو است كه وفتاژ لامپ اشعةx یا نوع چشمة با توجه به این عوامل تعیین می گردد.
نوع فیلم رادیوگرافی در هر مورد خاص ، با توجه به حساسیت آن نسبت به تغییرات شدت پرتوهای عبور كرده از قطعة مورد آزمایش انتخاب می گردد؛ البته باید توجه داشت كه میزان تشعشعی كه به فیلم می رسد به عنوامل دیگری از قبیل شدت پرتوهای تابنده (شدت جریان لامپ اشعة x یا قدرت چشمه بر حسب كوری ) ، فاصله چشمه تا فیلم رادیوگرافی و زمان پرتودهی نیز بستگی دارد. انتخاب زمان پرتودهی مناسب برای هر مورد خاص ممكن است با روش آزمون و خطا و یا به كاریگیری نمودارهای پرتودهی كه برای انواع فیلمها تهیه می شوند انجام شود.
ملاحظه می شود كه یكی از محورهای نمودار بالا برحسب میلی آمپر – ثانیه مدرج شده است. شدت پرتوهای حاصل از لامپ اشعة x – در یك ولتاژ ثابت – با شدت جریان لامپ متناسب بوده و از این رو اگر یك تصویر رادیوگرافی در مدت 8 ثانیه و با جریان 20 میلی آمپر حاصل شده باشد، تصویر را می توان ، با ثابت نگه داشتن ولتاژ لامپ ،در زمان 16 ثانیه و جریان 10 میلی آمپر و یا 10 ثانیه و جریان 16 میلی آمپر نیز بدست آورد.