Metoda radiologiczna polega na wykorzystaniu zjawiska osłabienia promieniowania jonizującego przechodzącego przez badany materiał. Powszechnie stosuje się promieniowanie rentgenowskie (zwane również promieniami X) oraz promieniowanie γ.

Oba rodzaje promieniowania są falami elektromagnetycznymi różniącymi się miejscem powstawania. Promienie X pochodzą z powłok elektronowych, a promieniowanie γ – z jądra atomowego. Źródłem promieniowania X jest lampa rentgenowska, a źródłem promieniowania γ – radioaktywny preparat naturalny (np. rad) lub sztuczny. Jedne i drugie wykazują zdolność do przenikania przez substancje. Wiązka równoległych promieni przenika przez badany przedmiot, na którym zostaje częściowo rozproszona i absorbowana, częściowo zaś przepuszczona, dając na ekranie fluorescencyjnym lub kliszy fotograficznej obraz.

W zależności od rodzaju zastosowanego detektora promieniowania jonizującego można wyróżnić trzy podstawowe metody badań radiologicznych:

  • metody radiograficzne,
  • metody radioskopowe,
  • metody radiometryczne.

Metoda radiograficzna polega na ujawnieniu obrazu radiometrycznego badanego obiektu za pomocą błony fotograficznej. Wynikiem badania radiograficznego jest radiogram, będący wywołaną błoną promienioczułą, zawierającą obraz radiograficzny badanego obiektu. Radiografia jest nazywana rentgenografią gdy stosuje się promienie X, lub gammagrafią gdy stosuje się promienie gamma.

Zaletą metody radiograficznej jest to, iż daje ona trwały dokument badania w postaci radiogramu. Wadą metody jest duża pracochłonność i powolność.

Przy wykonywaniu badań radiograficznych konieczny jest dostęp dwustronny do badanego obiektu. Z jednej strony znajduje się źródło promieniowania, natomiast z drugiej strony znajduje się detektor promieniowania – najczęściej klisza rentgenowska. Na kliszy ukazuje się obraz radiograficzny, na którym badany obiekt przedstawia się jako obraz cieniowy, z jasnym pasem spoiny (większa grubość) na ciemniejszym tle elementów łączonych (mniejsza grubość).

Przyjmuje się, że za pomocą techniki radiograficznej wykrywa się różnice grubości wynoszące 2 [%]. Wykrywalność metody przy użyciu promieniowania gamma jest znacznie gorsza niż przy zastosowaniu promieniowania X. Metodą radiograficzną wykrywamy wady wewnętrzne w spoinach typu:

  • pęcherze gazowe,
  • wtrącenia,
  • przyklejenia,
  • brak przetopu,
  • pęknięcia,
  • wady powierzchni i kształtu.
Metoda radioskopowa (radioskopia) polega na ujawnieniu obrazu radiometrycznego badanego obiektu za pomocą odpowiedniego ekranu.

Współcześnie są stosowane trzy warianty takiego badania:

  • fluoroskopia – polegająca na zastosowaniu ekranu fluorescencyjnego,
  • fluoroskopia ze wzmocnieniem obrazu – polegająca na zastosowaniu elektronicznego wzmacniacza obrazu (powstałego na ekranie fluorescencyjnym),
  • radioskopia telewizyjna – polegająca na wizualizacji obrazu radiometrycznego na ekranie telewizyjnym.

Zaletą radioskopii jest możliwość bieżącej obserwacji „obrazu” badanego obiektu, nawet podczas jego ruchu. Wadą metody jest znacznie gorsza wykrywalność wad w porównaniu z radiografią.

Metoda radiometryczna polega na ujawnieniu obrazu radiometrycznego badanego obiektu za pomocą mierników natężenia promieniowania w polu promieniowania przepuszczonego przez ten obiekt. W praktyce przemysłowej najszerzej stosowana jest metoda radiograficzna. Metodami radiologicznymi mogą być badane praktycznie wszystkie materiały konstrukcyjne. Najczęściej są to metale (żelazne i nieżelazne), rzadziej beton, materiały ogniotrwałe, guma, tworzywa sztuczne, ceramika, drewno, papier, paliwo jądrowe, stałe paliwa rakietowe itp.

Przystępując do badania elementu należy zwrócić uwagę na jego kształt i grubość ponieważ od tego zależy technika kontroli. Z uwagi na złożony elementu badanego istotną rolę odgrywa dobór kierunku napromienienia. Chodzi przede wszystkim o to aby obszary wymagające zbadania nie były przysłonięte innymi fragmentami badanego obiektu.

Przy badaniu promieniami X należy preferować kierunek napromienienia wzdłuż którego badany obiekt wykazuje równomierną grubość. Przy badaniu promieniami gamma źródło promieniowania należy ustawiać tak, by było ono bardziej oddalone od ścian cieńszych, a mniej oddalone od ścian grubszych. Dzięki temu można zmniejszyć liczbę ekspozycji.

Metodę radiologiczną zalicza się do metod objętościowych. Za jej pomocą możemy wykrywać wady różnorakich przedmiotów lub ich elementów (np.: nieciągłości) i to zarówno wady wewnętrzne, powierzchniowe oraz podpowierzchniowe. Właśnie ze względu na możliwość wykrywania wad wewnętrznych oraz podania ich parametrów (np: położenia, wielkości, kształtu), metoda ta zyskała miano objętościowej. Umożliwia ona również wykrywanie płaskich nieciągłości, przy spełnieniu następującego warunku: kierunek rozchodzenia się promieniowania musi być zgodny z kierunkiem ich ułożenia, przy czym wady te muszą mieć dostatecznie dużą głębokość i szerokość. Zasadnicza różnica między wykrywaniem wad objętościowych, a wad płaskich polega na łatwości detekcji tych pierwszych. Obrazy nieciągłości są obrazami cieniowymi. Dla nieciągłości objętościowych otrzymujemy szerokie obrazy na radiogramach.

Klasyczne przykłady zastosowania radiografii zaczynają się od zastosowań medycznych przy prześwietlaniu np. złamanych kości lub organów wewnętrznych jak np. płuca czy żołądek. W przemyśle stosowanie promieniowania jonizującego do uzyskiwania obrazu radiograficznego wykorzystywane jest np. w przemyśle elektronicznym do uzyskiwania powiększeń badanych elementów, w przemyśle lotniczym i maszynowym do wykrywania niezgodności produkcyjnych i eksploatacyjnych jak pęknięcia, pustki, wtrącenia obcego metalu lub niemetalu oraz wady powierzchniowe jak niezgodności kształtu lub wymiarów. Prześwietlane są elementy z różnorodnych metali i niemetali o grubościach praktycznie od 0 [mm] do kilkuset lub kilku tysięcy milimetrów. Wraz ze wzrostem grubości badanego materiału oraz jego gęstości wykorzystywane są do tego celu źródła promieniowania rentgenowskiego o energiach liczonych od kilku elektronovolt do kilkunastu megaelektronovolt uzyskiwanych przy wykorzystaniu aparatów rentgenowskich.
Zalety metody radiologicznej:

  • możliwość badania materiałów o dowolnych własnościach,
  • dobra wykrywalność wad stanowiących ubytek grubości badanego obiektu od około 5 [%],
  • trwały wynik badania w postaci radiogramu.
Wady metody radiologicznej:

  • wysokie koszty aparatury, sprzętu i badań,
  • ograniczona wykrywalność wad w elementach grubościennych i o skomplikowanych kształtach,
  • brak wykrywalności płaskich wad równoległych do powierzchni,
  • wysokie reżimy bezpieczeństwa.

 

O autorze

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *