Ensayos No Destructivos Radiografía Industrial · cerrado al vació en la cual se encuentran...

Página Nº: 1 06/Nov/07

Manual de Entrenamiento Técnico

Ensayos No Destructivos

Ensayos No Destructivos Radiografía Industrial

Preparada por: Sr. Juan Carlos Monsalvo

2007




PAGÍNA INTENSIONAMENTE DEJADA EN BLANCO




INSPECCIÓN RADIOGRAFICA INTRODUCCIÓN El objeto de este ensayo es obtener información sobre la macro estructura interna de una pieza o componente. El principio aplicado es el de la transparencia de los materiales para ondas electromagnéticas de energía apropiada (Rayos X o gamma) y el uso de un transductor (película radiográfica) que permita el registro de la imagen obtenido por transparencia. La aplicación del ensayo requiere el uso de una fuente productora de radiación, la obtención de una imagen radiante que sensibiliza la película radiográfica (transductor), la formación de una imagen latente en la película que una vez revelada brinda una imagen fotográfica observable por transparencia. Esta imagen fotográfica o radiográfica es el registro de la estructura interna del objeto en una proyección plana, y correctamente interpretada permite obtener información sobre la presencia de discontinuidades, cambios de sección. Variaciones locales de densidad o composición que pueden o no constituir defectos. El carácter permanente del registro obtenido constituye una de las ventajas del método. Por razones de practicidad trataremos la radiografía industrial en forma generalizada. Involucrando, en el mismo método, el ensayo efectuado con rayos X o con rayos gamma. Consideramos que la particularidad de cada una de dichas técnicas no invalida un tratamiento general del método. Las diferencias entre ambas técnicas están dadas principalmente por el origen de la radiación empleada, únicamente, ya que la naturaleza de ambos tipos de radiación es la misma. NATURALEZA DE LA RADIACIÓN UTILIZADA Los rayos X o gamma utilizados en radiografía industrial son ondas electromagnéticas de la misma naturaleza que las ondas de radio y televisión y que la radiación luminosa pero de frecuencia y por lo tanto energía mucho mas alta. Los rayos X y gamma, siendo de igual naturaleza se diferencian por su imagen. Los rayos X se originan por excitación de la envoltura electrónica del átomo mediante bombardeo con electrones acelerados; o por desaceleración de dichos electrones en el campo de atracción nuclear. Los rayos gamma tienen su origen en el seno del núcleo atómico de los radioisótopos produciéndose en forma espontánea según las leyes del decaimiento radioactivo. Generalmente los rayos gamma cubren rangos de energía más estrechos.

/Nov



PROPI Entregamma

Nº: 4 /07

Espectro de Radiaciones Electromagnéticas

EDADES DE LOS RAYOS X Y RAYOS GAMMA

las propiedades de interés debemos recordar que las radiaciones X o :

Se propagan en línea recta no siendo desviadas por campos electrices ni por campos magnetices. Ionizan los gases. Excitan radiaciones fluorescentes en ciertos compuestos químicos. Dañan los tejidos vivos y no son detectadas por nuestros sentidos Sensibilizan las emulsiones fotográficas.




Atraviesan todos los materiales incluso los opacos a la radiación luminosa, sufriendo una absorción o perdida de energía en relación con los espesores o densidad de material atravesado.

PRODUCCION DE RAYOS X La radiación X se obtiene por bombardeo electrónico de un blanco metálico. En una válvula electrónica para producir rayos X los electrones emitidos por el cátodo son acelerados dirigidos sobre el ánodo mediante un campo eléctrico. La emisión de rayos X en el ánodo o blanco se produce según dos fenómenos distintos:

1. Emisión de un espectro continuo de rayos X por enfriamiento de los electrones en él blanco.

2. Emisión de un espectro de rayas (discontinuo) producido por

recaptura de electrones orbitales desplazados previamente por choque de los electrones incidentes.

La energía de los electrones incidentes en el blanco y el elemento que constituye a este determinan las relaciones entre ambos espectros.

Fig. 1 En la figura 1 se muestra un espectro característico de un blanco de tungsteno bombardeado con electrones acelerados por un diferencial de potencial de 200 KV. Se observa que la mayor parte de la energía emitida como rayos X corresponde al espectro continuo.




GENERACION DE RAYOS X Los tubos de rayos X consisten esencialmente en una ampolla de vidrio cerrado al vació en la cual se encuentran sellados dos electrodos: el ánodo (positivo) y el cátodo (negativo. El cátodo termina en un filamento calentado por la circulación de corriente que suministra un transformador de baja tensión. El filamento que es el elemento emisor de electrones enfrenta el ánodo que es usualmente un bloque de cobre con su extremo cortado en bisel a 70° respecto del eje del tubo. Sobre el ánodo se encuentra una lamina delgada de tungsteno que constituye el blanco. El calentamiento del filamento (cátodo) produce la emisión de electrones que será mayor cuanto mayor sea la temperatura el que se regula mediante la corriente que circula por el filamento y que puede llegar a ser de varios amperes. Los electrones son acelerados hacia el blanco mediante la aplicación del alto voltaje entre cátodo y ánodo. El área actual que cubren los electrones en su colisión con el blanco se llama "foco de emisión" o simplemente "foco". E1 tamaño del foco queda determinado por la forma del filamento y la focalización lograda sobre el haz de electrones.




El flujo de electrones hacia el blanco constituye la corriente del tubo (corriente anódica), su magnitud es del orden de los mili amperes (generalmente entre 3 y 15) y su regulación puede hacerse variando la corriente del filamento ya que depende principalmente del calentamiento del cátodo. La velocidad de los electrones, es decir su energía, es controlada variando el voltaje aplicado entre el cátodo y el ánodo. El voltaje para que los electrones adquieran la energía necesaria para lograr la emisión de rayos X es elevado y se lo expresa generalmente en kilovolts (1 Kv =1000 voltios). Cuando los electrones acelerados chocan con el blanco son detenidos abruptamente y ceden la mayor parte de su energía en forma de calor mientras que una pequeña proporción alrededor del 1%, es utilizada en la emisión de rayos X. La eficiencia de la conversión en rayos X es aumentada usando como blanco metales de elevado numero atómico, tungsteno por ejemplo. Este presenta la ventaja de tener su elevado punto de fusión aunque sus propiedades, como conductor del calor no es muy bueno. Esto ultimo obliga a utilizar una lamina delgada montada sobre un bloque de cobre, a su vez. Ser refrigerado por circulación de aceite o agua por su interior. Las principales limitaciones de potencia que tienen los tubos de rayos X están dadas por el tamaño del foco y la disipación del calor. Es bueno puntualizar que un tuvo excitado de 200 Kv., con una corriente de 5mA y un área focal de 5 mm2 tenemos una carga calórica en el blanco de 200 Watts por mm2. El tamaño del foco de cualquier tubo de rayos X debe mantenerse dentro de ciertos limites impuestos por razones de calidad radiográfica que se explicaran mas adelante. Pero la limitación del tamaño de foco implica una limitación en la potencia (alta tensión y corriente de tuvo), por cuento una excesiva concentración en la carga calórica dificulta su disipación y conduce a la fusión del blanco. Un artificio aplicado usualmente para obviar esta limitación consiste en diseñar un filamento alargado que produce una línea focal, actual, sobre el blanco, pero su proyección oblicua en el sentido de su mayor longitud un foco efectivo cuya mayor dimensión puede ser aproximadamente igual al ancho de la línea focal. Como se ejemplifica en la figura 2, con un ángulo de 70° entre el blanco y la línea del filamento se logra una reducción de un tercio en el largo efectivo. EQUIPOS DE RAYOS X En su aspecto físico un equipo de rayos X de uso corriente en la industria, consta de una valija o consola de comando y de un cabezal de irradiación. En la primera se encuentran un auto transformador de entrada, comandos para regulación de alta tensión y corriente anódica y preselector de tiempos para fijar la duración de cada exposición. En el

cabezal de irradiación se encuentran alojados el transformador de alta tensión, el tubo de rayos X y un sistema de refrigeración, adecuado a la potencia del tubo.




A fin de explicar el funcionamiento de un equipo de rayos X nos remitiremos a la descripción del circuito correspondiente a un equipo típico que usa auto rectificador. (Fig. 3). La corriente de línea alimenta un auto transformador y a través de el al transformador de alta tensión. La alta tensión aplicada al tubo se regula a través de la tensión aplicada al primario. El voltímetro que mide la tensión del primario esta calibrado en función de la tensión entre ánodo y cátodo, aplicada a través del secundario del transformador de alta tensión; este voltímetro indica entonces la tensión de pico con que trabaja el tubo de rayos X. La rectificación de la corriente en el circuito secundario del transformador de alta tensión la efectúa el mismo tubo de rayos X y la corriente que fluyen a través del tubo, es indicado por un miliamperímetro, como ya se indico la corriente a través del tuvo es regulada a través de la corriente que calienta el filamento. El filamento es alimentado a través de un transformador, generalmente de 12 voltios, Cuya tensión se regula en el primario. La conducción de la corriente a través del tubo de rayos X debe ser en una sola dirección pero puede ser continua o pulsante según la forma de la onda de tensión aplicada. En la practica se aplicaran diferentes soluciones para la rectificación de la corriente y ello determina distintos circuitos que se aplican a distintos tipos de equipos. En la figura se muestran estos circuitos y las formas aplicadas al tubo. En todos los casos se debe tener presente que se tenga una onda de tensión correspondiente al transformador, una onda de tensión resultante, a troves del tubo y una onda de corriente a través del tubo. CONTROL DE LA EMISION DE RAYOS X La emisión de rayos X por el tubo es controlada en su calidad y cantidad mediante la variación de la tensión de aceleración de los electrones y la regulación de la corriente anódica. INFLUENCIA DE LA TENSION El espectro continuo de rayos X emitido por el blanco (ánodo) varia de acuerdo con el voltaje aplicado. Cuando mayor sea el voltaje mayor será la energía de los electrones que excitan el blanco. En la figura se indica la relación entre espectros continuos obtenidos por excitación a distintos voltajes manteniendo la corriente anódica constante. Se puede observar que a mayor tensión mayor es la energía a que se inicia el espectro (la longitud de onda mínima decrece). Al aumentar la tensión se produce además, un aumento de intensidad en todas las longitudes de onda, pero este aumento es mayor por las menores longitudes de onda, esto determina que la longitud de onda a la cual corresponde la mayor intensidad relativa se acerque a la menor longitud de onda (mayor energía) emitida, en forma proporcional al aumento de tensión de aceleración que se aplique.




Se observa entonces que las variaciones en la tensión de aceleración aplicada al tubo terminan una modificación en la "calidad" o características de la radiación emitida.

Fig.3

Diagrama eléctrico de un equipo de rayos X

1. Llave de línea. 2. Llave de alta tensión. 3. Auto transformador de entrada. 4. Medición de alta tensión (Kv). 5. Control Y filamento. 6. Medición corriente anódica. 7. Transformador de alta tensión. 8. Transformador filamento. 9. Tubo RX 10.Angulo e emisión de RX




INFLUENCIA DE LA CORRIENTE ANÓDICA

Como ya se dijo, la corriente anódica se regula mediante la variación de la corriente de calentamiento del filamento catódico. En la figura se muestra que el aumento de corriente anódica no varia la calidad del espectro, manteniéndose el valor de λ mínimo y el valor de longitud de onda, para el cual se produce la mayor intensidad relativa. E1 aumento de corriente anódica solo produce un aumento en la intensidad de radiación emitida. Esto se explica en razón de que el aumento de corriente anódica solo implica un aumento en el flujo de electrones que excita el blanco (anódico) y no un aumento de la energía cinética de los mismos. LOS EQUIPOS COMERCIALES DE RAYOS X El conjunto de equipos de rayos X ofrecidos comercialmente para radiografía industrial pueden ser agrupado de la siguiente manera:

Equipos de uso normal en inspección: rangos de tensión entre 50 y 350 Kv. Corriente anódica entre 3 y 20 mA.

Equipos de rayos X de alta energía: betatrones y aceleradores lineales. Rango de tensión entre 1.000 y 30.000 KV.

Equipos de uso especial: equipos de foco fino (algunos micrones) para radiografía de alta definición, equipos de pulsos instantáneos para radiografía en movimiento.




LA PRACTICA RADIOGRAFICA Tal como dijimos antes una radiografía es el registro de un film fotográfico de la imagen radiante, de un objeto, producida por el paso, de radiación X o gamma, a través del mismo. El film consiste en un soporte transparente cubierto en ambos lados con una capa de gelatina que contiene en suspensión granos extremadamente fino de haluros de plata. Cuando el film es expuesto a radiación X o gamma, ultravioleta o luz visible se produce la excitación fisicoquímica de los granos de haluro de plata. Así excitados puede ser reducidos a partículas negras de plata metálica mediante un proceso químico controlado que se conoce como "revelado del film"; terminado este proceso se deben eliminar los granos de haluro de plata no reducidos mediante el "fijado" y lavado del film que elimina además todos los agentes químicos incorporados durante el "procesado del film". Seco el film su observación se debe hacer por transparencia. La disposición para un ensayo radiográfico se puede ver en la figura. E1 haz de radiación X o gamma proveniente de una fuente lo mas puntual posible se hace incidir normalmente sobre la pieza en examen. La radiación es parcialmente absorbida, según vimos antes, en función del espesor y densidad del material atravesado, emergiendo diferencia en su intensidad y constituyendo la "imagen radiante" del objeto. Esta imagen radiante es recogida por el film radiográfico colocado inmediatamente detrás del objeto y protegido, por una cubierta (chasis) contra el efecto de la Luz. Se produce en el film una imagen latente que es puesta de manifiesto como la radiografía del objeto una vez realizado el procesado

del film. En la radiografía aquellas partes mas oscuras corresponden a las zonas donde la intensidad de radiación ha sido mayor, es decir a las partes del objeto que tienen menor espesor o menor masa especifica.




Al observar una radiografía se deben tener en cuenta características fundamentales: Densidad: Es el termino que describe el grado de ennegrecimiento alcanzado en la película. Cuantitativamente se expresa por el logaritmo en base decimal de la relación entre la luz incidente sobre el film Io, y la luz trasmitida, It, a través del mismo. Donde la densidad es igual al logaritmo de base diez de la intensidad incidente sobre la intensidad trasmitida. Resulta claro entonces que el valor de densidad l corresponde a la transmisión de un 10% y densidad 2 corresponde a trasmisión del 1%. Densidad en el film es medida mediante el instrumento conocido como "Densito metro" que utiliza una fuente de luz estable y una célula fotoeléctrica para medir la luz trasmitida, dando el resultado en valores de % de transmisión o valores de densidad según la definición anterior. Contraste: Al observar una radiografía la imagen se ve como variaciones en la luz trasmitida que llega al observador a través de distintas densidades. La diferencia entre la intensidad luminosa de dos áreas adyacentes es un índice del contraste. El contraste percibido por el observador es un valor subjetivo que no puede medirse y depende del mismo y de las condiciones de observación. El contraste como valor objetivo puede ser medido mediante un densitómetro y se expresa como la diferencia entre las densidades medidas en dos áreas adyacentes. Cuando la diferencia en brillo entre dos áreas contiguas decrece hasta un cierto valor, el ojo no es capaz de distinguirla. Experimentalmente se ha comprobado que en las mejores condiciones esta diferencia debe ser 1% como mínimo. El ojo es mas sensible cuando la luz transmitida es del orden de 10 Candelas por pie cuadrado y existe una neta transición de un campo al otro. En la practica esto significa que el reconocimiento de pequeñas diferencias de densidades es subjetivamente influenciado por la nitidez de bordes de la imagen y la intensidad luminosa. Definición: La nitidez de bordes o limites entre dos área de diferentes densidad se conoce como definición radiográfica. El valor objetivo de la definición esta dado por el ancho de limite entre dos zonas adyacentes de densidad diferente pero uniforme. Prácticamente su valor se obtiene registrando punto a punto los cambios de densidad a través del limite entre dos zonas adyacentes. En la Figura 10 se da un ejemplo de esta medición de la definición. La zona de transición es llamada penumbra y es una medida inversa de la definición. A mayor penumbra menor definición radiográfica. El valor de la penumbra es la distancia horizontal entre los dos puntos en que se inician o terminan las áreas contiguas de densidad uniforme. Se debe aclarar que en la practica el índice de buena o mala definición esta dado por el valor de la penumbra medida con el densitometro.




SELECCION DE LA RADIACION Independientemente de los factores prácticos que determinan el uso de equipos de rayos X o fuentes de radiación gamma para realizar una determinada radiografía debe tenerse en cuenta que el mayor contraste en la imagen radiante se obtendrá con radiación de menor energía y espectro continuo. Esto es apropiado para cuerpos con pocas variaciones de espesor o densidades pero puede ser inconveniente al radiografiar cuerpos con grandes variaciones de espesor o densidad. Generalmente al variar la calidad de la radiación utilizada influimos en el contraste en forma directa y a través de las modificaciones que se producen en la relación entre radiación directa y radiación dispersa. Usando rayos X se aplicaran los diagramas de exposición eligiendo las tensiones mas bajas compatibles con los otros factores intervinientes. En caso de usar radiación gamma se seleccionara el radioisótopo de acuerdo al rango de espesores aconsejado para cada radioisótopo y material en particular teniendo en cuenta que, siendo el espectro de radiación de los mismo poco complejo, los limites de aplicación son mas estrictos que para el caso de rayos X cuyo espectro es continuo.




FACTORES GEOMÉTRICOS La apariencia de la imagen radiográfica esta influenciada por las posiciones relativas entre fuente de radiación, objeto y película, así como también por la dirección del haz de rayos con respecto al objeto y al plano de la película. Dado que los rayos X y gamma se trasladan en línea recta al igual que la luz una buena interpretación de la formación de la imagen radiográfica puede ser obtenido a través del símil de la trayectoria de la luz en la formación de sombras. Si bien la analogía entre luz y rayos X o gamma no es exacta las leyes geométricas de la formación de sobras pueden ser aplicadas en ambos casos. (Referencia: Industrial Radiography editado por Eastman Kodak Inc.). Si suponemos (Fig. 11 a) una fuente luminosa puntual L que da sobre un cartón, C, e interponemos un objeto opaco, O, se formaría una sombra sobre la pantalla. Esta sobra será algo mayor que el propio objeto por cuanto este no esta en contacto con la pantalla. Este agrandamiento dependerá de las distancias relativas entre L, C y 0. La forma puede también diferir en algo debido al ángulo de incidencia de la luz sobre el objeto y la pantalla. Esto puede verse en las Figuras 17e y 17f. Si la fuente luminosa no es puntual se producirá en los bordes de la sombra una penumbra cuyo tamaño dependerá del tamaño de la fuente y de las distancias relativas entre L, C y 0. Esta penumbra se produce porque al ser la fuente una superficie finita, cada punto de la misma produce una sombra del objeto y cada una de estas sombras superpuestas quedan ligeramente desplazadas unas con respecto a otras por presentar distintos ángulos de incidencia. Fig. 17b, c y d). Si se observan y comparan los dibujos de la figura 17 se pueden concluir las siguientes condiciones para la geometría de un ensayo radiográfico.

a) La fuente de radiación debe ser lo mas puntual posible. Al seleccionar un equipo debe tomarse en cuenta al tamaño del foco de radiación sea esta X o gamma.

b) La distancia de la fuente a la película debe ser la mayor posible. Comparar figuras l7b. y 17c.

c) El objeto debe estar lo mas cerca posible de la película. Comparar figuras 17b y 17d.

d) La radiación debe ser dirigida perpendicularmente a la película. Comparar figuras 1 la y 1 le.

e) El plano del objeto y el plano de la película deben ser paralelos. Comparar figuras l7a y 17f.

En una radiografía la falta de definición causada por el tamaño del foco F, la distancia del foco a la película D y la distancia del objeto a la película (o espesor del objeto) E, se denomina penumbra geométrica o simplemente penumbra, P. Si observamos el diagrama de la figura 12 vemos que el valor de P puede ser calculado en función de F, D y E. Debemos aclarar que E significa la distancia entre el plano de la película y el plano que pasa por el punto

del objeto mas alejado de la película. Si del objeto esta colocado junto a la película E. equivale al espesor máximo del objeto.




Como en la practica la película se coloca contra el objeto y el espesor El tamaño del foco de las fuentes radioactivas es proporcionado por el fabricante y no varia con el uso. En el caso de rayos X si bien el comerciante da un valor este puede variar considerablemente con el uso del equipo. En este ultimo caso es necesario medir el tamaño actual del foco. Para ello se puede usar el siguiente método (Fig. 13): A mitad de distancia entre el foco y la película se coloca una placa de plomo con un fino orificio ubicado en el eje del haz de radiación. Se protege la película de toda radiación que no sea la que pasa por el orificio y se hace una exposición. El diámetro mayor de la mancha obtenido corresponde con buena aproximación al diámetro del foco. En caso de desear una medida mas exacta se deben hacer las correcciones que se indican en la figura 19b). Se debe calcular el tiempo de exposición para evitar que una sobre exposición provoque una imagen agrandada y difusa.




PELICULA RADIOGRAFICA La película radiográfica están compuestas por una emulsión de haluros de plata suspendidos en gelatina que cubre ambas caras de un soporte transparente flexible, de celuloide con un tinte ligeramente azulado. El espesor de la emulsión es de aproximadamente 25 micrones en cada cara de la película. Durante la exposición la radiación sensibiliza los granos de halaros de plata que al ser procesado mediante reactivos químicos son reducidos a plata metálica en función de la dosis de radiación recibida. Los finos granos negros de plata reducida constituyen la imagen fotográfica. Existen en el comercio una amplia variedad de películas radiográficas, que se adaptan a distintas técnicas y condiciones de uso. En términos generales todos filme pueden ser agrupados en dos tipos diferentes: aquellos de exposición directa a rayos X o gamma que pueden ser usados también con pantallas de plomo o metálicas y aquellos para usar únicamente con pantallas salinas que actúan como conversoras de la radiación X o gamma en radiación fluorescente. Las características mas importantes de las películas radiográficas son el tamaño de grano, la velocidad (o sensibilidad a la radiación), el contraste y la latitud de la exposición.




SENSITOMETRIA DE LAS PELICULAS RADIOGRÁFICAS A pesar de que usualmente se hacen comparaciones cualitativas entre diferentes películas refiriéndose por ejemplo a la "velocidad" o al "elevado contraste" para obtener un significado exacto en estas comparaciones es necesario medir las densidades producidas por un rango bien medido de exposiciones y dibujar las curvas de densidad en función de la exposición. Estas curvas características expresan la relación entre la exposición aplicada y la densidad fotográfica obtenido bajo condiciones especificas de procesado. Tales curvas son obtenidas ya sea variando la intensidad de radiación con tiempo de pose constante o bien variando el tiempo de pose con intensidad constante. Esto ultimo se hace generalmente con rayos X exponiendo una tira de film que se va cubriendo por escalones de manera que cada escalón reciba la radiación durante un tiempo doble que el próximo anterior. Las densidades en cada escalón son medidas en un densito metro. Dichos valores se colocan en ordenadas de un gráfico en el cual en abscisas se llevan los logaritmos de las exposiciones relativas de los escalones correspondientes. Las exposiciones se expresan en forma logarítmica por tres razones: 1) La densidad es un valor logarítmico, 2) El uso del logaritmo permite reducir el largo de la escala correspondiente a la exposición, 3) Cada par de exposiciones que tenga la misma relación será representada por el mismo intervalo en la escala independientemente de su valor absoluto. Como la escala del logaritmo de exposición es referida como exposición relativa el operador puede usar la curva característica para determinar sus niveles de exposición sin necesidad de relacionar sus valores de exposición y condiciones de operación con aquellos valores absolutos con los cuales se preparo la curva. Esto es importante pues la velocidad de la película depende de la calidad de radiación. En la figura 14 se muestra una curva sensitometrica típica. Se observa que la curva no arranca de densidad cero, existe siempre una densidad inicial (0,2 a 0,3) llamado velo inherente que se obtiene aun con la película sin exponer. Luego observamos que debe alcanzarse un cierto valor de exposición (punto B) para obtener un aumento significativo de densidad. Este valor mínimo indica la sensibilidad de la película. A partir del punto B el aumento de densidad se hace mas rápido hasta llegar a la máxima densidad obtenible en la película. Por razones practicas esta densidad máxima utilizable es del orden de 4, punto C. El tramo de curva comprendido entre B y C es la parte útil para la radiografía y su

extensión en el eje de abscisas en una medida de la latitud de exposición de la película. La pendiente de la curva en el tramo B-C es la medida del contraste fotográfico. Este contraste varia según la parte de la curva y es mayor a mayor densidad. Este hecho indica lo incorrecto de realizar radiografías demasiado claras, se recomienda por el contrario trabajar con densidades superiores a 1.8 en las zonas de interés. En la figura 14 se ha indicado además la forma de la curva característica para película de uso con pantallas salinas. Se puede ver que en estas películas luego de un cierto valor de exposición el contraste tiende a cero no produciéndose aumento de densidad por mas que se aumente la exposición. Se puede llegar incluso a desminuir la densidad por el fenómeno de inversión o "solarización".




PROCESADO El procesado de la película tiene gran influencia en la curva característica. La practica recomendada es usar para cada película el revelador indicado por el fabricante quien posee además una curva de revelado con la cual se debe calcular el tiempo a dejar en el baño en función de la temperatura del mismo.

Una vez revelada la película se pase al baño de detención (solución. de ácido acético al 2% generalmente) luego al fijador que solubilizada las sales de plata no reducidas y finalmente al lavado para extraer todas las sales y reactivos. El tiempo de lavado debe ser por lo menos de dos a tres veces el tiempo de fijado usando apara en circulación.




El secado debe hacerse en lugar apropiado para evitar la deposición de partículas suspendidas que interfieran en la observación de la radiografía.

PANTALLAS INTENSIFICADORAS La radiación X o gamma al incidir en la película radiográfica solo cede un 1% de su energía para producir la imagen, el resto de la energía del haz no es aprovechado en el trabajo "fotográfico". Obviamente todo medio que permita aumentar el aprovechamiento de la energía radiante en la formación de la imagen, siempre que no complique la técnica, es deseable. Para este propósito se usan pantallas intensificadotas de las cuales existen dos tipos principales: PANTALLAS INTENSIFICADORAS SALINAS Ciertas sales, tungstato de calcio por ejemplo, tienen la propiedad de producir luz fluorescente bajo la excitación de rayos X o gamma. Dado que ciertas emulsiones fotográficas son mas sensibles a la luz que a los rayos X o gamma, esta propiedad es aprovechada colocando la película radiográfica entre dos pantallas constituidas por una base recubierta con una fina capa de cristales muy finos de dichas sales fluorescentes. En estas condiciones las pantallas aceleran el proceso radiográfico permitiendo disminuir el tiempo de exposición o reducir el kilovoltaje




aplicado. El contacto entre las pantallas y la película debe ser lo mejor posible y en estas condiciones, se suma el efecto de la luz fluorescente al de los rayos X o gamma, siendo generalmente mas importantes el efecto debido a la luz fluorescente de la pantalla. Se debe tener en cuenta que la luz emitida por cada grano de sal, se difunde en todas direcciones y se aparta del rayo que originalmente lo excita. Este efecto tiende a producir una pobre definición en la radiografía. Cuando menor sea el tamaño de grano de la sal menor será la perdida de definición en la radiografía, pero, el efecto de intensificación será mas reducido. Comercialmente se suelen vender pantallas salinas de tres tipos: alta velocidad (significa - grano grueso y pobre definición), velocidad media (compromiso entre velocidad y definición, grano medio) y pantallas de alta definición (grano muy fino, poca perdida de definición pero menor ganancia en velocidad). Los factores de intensificación para estas pantallas son del siguiente orden aproximado 900 para grano grueso, 450 para grano mediano y 225 para grano fino, cuando se trabaja aun voltaje de 150 Kv. Este factor es la razón entre el tiempo de exposición sin pantalla y el tiempo de exposición con pantalla y varia con la energía (Kv) de la radiación. Con radiación gamma no se recomienda el uso de pantallas salinas por dos razones: primero el factor de intensificación resulta mucho mas reducido y segundo la indefinición causada por el tamaño de grano junto con el menor contraste inherente de la radiografía gamma producen radiografía de muy baja calidad. PANTALLAS INTENSIFICADORAS DE PLOMO La pantallas de plomo usadas en la misma forma que las salinas tienen muchas ventajas aunque el factor de intensificación resulta mucho menor. El efecto de las pantallas de plomo se debe principalmente a la conversión de la radiación X o gamma en emisión de electrones o en radiación secundaria de baja energía que son rápidamente absorbidos en la emulsión fotográfica produciendo la sensibilización de los granos de haluro de plata. En este caso, existiendo un intimo contacto entre pantalla y film, no se reduce la definición por cuanto los centros de excitación son los átomo de plomo y en los cristales. Además el plomo tiene el efecto de absorber la radiación de menor energía que proviene de objetos circundantes mejorando el contraste de la definición. A fin de disminuir el efecto de absorción de la radiación primaria del haz la pantalla del frente es mas delgada y su espesor puede ser entre 20 y 150 micrones, en cambio la pantalla posterior se hace mas gruesa para que absorba la radiación secundaria dispersa. Con radiación X generada a menos de 130 Kv. no se obtiene intensificación pero se mejora la calidad de imagen. El factor de intensificación aumenta con la energía de la radiación. Pero en cada caso en particular cuando se usa radiación gamma, se debe elegir el espesor de pantalla mas apropiada para lograr el mayor factor de intensificación y la mayor calidad de imagen.




DISTANCIA FUENTE - PELICULA La distancia es otro de los factores que afectan la exposición pero cuanto aunque mantengan constantes el tiempo y la intensidad de la fuente la cantidad de radiación recibida por la película dependerá de la distancia a que se encuentre de la fuente. En efecto si tenemos una fuente que pueda ser considerada puntual el flujo de radiación por unidad de aire atravesada disminuye al alejarnos de la fuente en proporción al cuadrado de la distancia. Es decir que si duplicamos la distancia manteniendo la intensidad de la fuente constante, debemos cuadruplicar el tiempo para obtener la misma cantidad de radiación en la película (es decir para mantener la misma exposición). Esta ley deja de tener validez para el caso de radiación X de muy baja energía como la producida con kilo voltaje inferior a 20 Kv.

TIEMPO DE EXPOSICION Generalmente el tiempo de exposición puede variar en 5% sin efecto muy potable debido a la latitud de las películas radiográficas, especialmente cuando el contraste es bajo esta variación puede llegar a 15%. No obstante es conveniente que el tiempo de exposición no sea menor que 30 segundos en el caso de rayos X para evitar que se puedan exceder esos valores al operar el equipo. PELICULA RADIOGRÁFICA Las películas radiográficas disponibles cubren distintas velocidades yendo desde películas lentas de grano muy fino o alta definición hasta películas muy rápidas de grano grueso que si bien no permiten obtener




elevada definición reducen el tiempo de exposición. No obstante la velocidad relativa entre estas películas puede variar por efecto de la energía de la radiación utilizada, condición de procesado, densidad a que se trabaja.

PANTALLAS INTENSIFICADORAS Como ya vimos la exposición puede ser reducida mediante el uso de pantallas de plomo o pantallas salinas. Los factores de intensificación dependen de los tipos de pantalla y de la calidad de la radiación.

PROCESADO




Debe tenerse presente que las condiciones de revelado afectan el contraste y el grano de la película radiográfica. Es importante estandarizar el proceso de revelado para poder hacer amparable resultados.

EQUIPO DE RAYOS La exposición varia de un equipo a otro aunque se utilicen los mismos valores absolutos de mili amperaje y kilo voltaje ya que la cantidad de la radiación dependerá del rendimiento del tubo y de la filtración inherente producida a troves de la ventana y del aceite de aislación. EL OBJETO A RADIOGRAFIAR La absorción de radiación en un material, depende de su espesor, densidad y numero atómico de los elementos presentes. Es obvio que entre dos objetos de diferente espesor e igual material el mas grueso absorberá mayor cantidad de radiación y por lo tanto para obtener el mismo ennegrecimiento será necesario aumentar la exposición o el kilo voltaje. INDICADORES DE CALIDAD DE IMAGEN Para evaluar la calidad de una radiografía, se usan los indicadores de calidad de imagen que consisten en plaquetas escalonadas o alambres del mismo material que el objeto a radiografiar, cuyos espesores o diámetros representan un porcentual del espesor máximo del objeto, digamos: 1%, 2%, 3%, y 4%, etc. Del espesor máximo del objeto. El indicador se coloca sobre la cara del objeto que enfrenta la radiación en la parte que queda más alejada del film (zona de mayor espesor) y en la posición geométricamente más desfavorable, por ejemplo en el extremo más alejado respecto del punto en que la radiación incide normalmente. El espesor del escalón más delgado o el diámetro del hilo más fino que sea visible en la radiografía se usa para evaluar la calidad de la radiografía usada. Indicadores de Hilos según DIN 54109 El sistema DIN prevé una serie de hilos paralelos, equidistantes y de diferentes diámetros. Cada serie se compone de 3 indicadores de 7 hilos. El diámetro de los hilos varía siguiendo una progresión geométrica. La norma prevé una serie para el control del acero (hierro), una para el control de aluminio (y aleaciones) y una tercera para el control del cobre y el zinc (y sus aleaciones. La calidad de imagen viene determinada por el hilo más delgado todavía visible en la radiografía a condición de que, al realizar la exposición, el indicador este colocado entre la fuente de radiación y el objeto a radiografiar y en intimo contacto con este último. El número de hilo constituye la medida de calidad de imagen (la medida esta indicada por la notación BZ).




Se distinguen dos categorías: 1- Sensibilidad elevada; 2- sensibilidad normal. El cuadro siguiente de categorías nos permite determinar la misma basándonos en:

1. La calidad de imagen (BZ) requerida. 2. El grosor de la pieza a examinar.




Indicadores americanos Los indicadores americanos están basados en el empleo de pequeñas planchas metálicas (acero, aluminio, cobre, magnesio, etc) cuyo grosor es generalmente igual al 2% del grosor del material a examinar. Estas planchas llevan la indicación del grosor (en pulgadas) y a veces del material cuya calidad de imagen permiten medir. Las planchas están provistas de pequeñas perforaciones circulares de diámetros diferentes. Estos diámetros son múltiplos (2, 3, 4) del grosor de la plancha. La calidad de imagen viene dada por la perforación más pequeña todavía visible en la radiografía. El factor determinante en este sistema es el contraste.

Otros indicadores




Determinación de la exposición




La practica radiográfica

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