Akademia Morska w Szczecinie
Wydział Inżynieryjno-Ekonomiczny Transportu

Technologia remontów – laboratorium

„Radiologia - badania rentgenowskie”

III ZIP, ZPSE, L01

Szczecin 2014

Wstęp

Badania rentgenowskie należą do grupy najważniejszych nieniszczących badań materiałów. W badaniach tych wykorzystywane jest oddziaływanie z materią fal elektromagnetycznych odpowiedniej długości, zwanych promieniowaniem rentgenowskim. Na podstawie analizy wyników badań, podejmowana jest decyzja o dopuszczeniu badanego elementu do eksploatacji.

Badania rentgenowskie umożliwiają:

• wykrywanie nieciągłości materii

• lokalizowanie wad

• ocenę wad

• diagnostykę badanego elementu

Promieniowanie rentgenowskie jest falą elektromagnetyczną. Fala ta powstaje w wyniku rozchodzenia się zmiennego pola elektrycznego i magnetycznego. Energia takiego promieniowania wysyłana jest porcjami, które nazywają się fotonami.

Energia kwantu fali elektromagnetycznej zależy od długości fali. Im mniejsza jest długość fali, tym większa jest jej energia.

Widmo promieniowania elektromagnetycznego można podzielić na następujące obszary w kierunku coraz krótszych fal:

• radiowe

• mikrofale

• podczerwień

• światło widzialne

• nadfiolet

• promieniowanie rentgenowskie

Promieniowanie rentgenowskie przechodząc przez badany obiekt, ulega osłabieniu. Oznacza to, że natężenie promieniowania za badanym obiektem jest niższe od natężenia promieniowania padającego na obiekt. Osłabienie promieniowania spowodowane jest jego pochłanianiem przez materię i rozpraszaniem.

Rejestracji promieniowania rentgenowskiego dokonuje się przy wykorzystaniu efektu fotochemicznego. Do rejestracji stosowane są specjalne błony rentgenowskie.

Inne sposoby rejestracji promieniowania rentgenowskiego:

• przy użyciu ekranów fluoroscencyjnych

• przy użyciu komór jonizacyjnych

• poprzez wywołanie promieniowania elektronowego

W trakcie badań rentgenowskich rejestruje się promieniowanie, które pozostało po przejściu przez badany obiekt.

Promieniowanie rentgenowskie wytwarzane jest w próżniowej lampie rentgenowskiej. Lampa taka jest najważniejszą częścią aparatu rentgenowskiego.

Promieniowanie przechodzące przez badany obiekt, powinno naświetlić błonę rentgenowską w sposób optymalny. Zbyt mocno lub zbyt słabo zaczerniony radiogram może uwidocznić wady znajdującej się w badanym obiekcie.

Właściwa ocena diagramu jest bardzo odpowiedzialnym zadaniem. Naświetlaną błonę rentgenowską poddaje się obróbce w ciemni. Obraz na błonie dostaje wywołany i utrwalony. Tak otrzymany radiogram ogląda się dokładnie na negatoskopie. Przy ocenie wad i podejmowaniu decyzji dotyczącej jakości badanego obiektu, pomocne są specjalne atlasy wad zlokalizowanych np. w spoinach, odlewach lub odkuwkach.

Typowe wady spoin:

• podtopienie

• pęcherze gazowe

• przyklejenie

• pęknięcie

• nierówności lica

Zastosowanie badań radiograficznych:

Dziedzinami stosowania są praktycznie wszystkie procesy wytwarzania i eksploatacji urządzeń przemysłowych. Podstawowe sektory przemysłowe produkcyjne gdzie najczęściej wykorzystywana jest metoda radiograficzna to:

• spawalnictwo,

• odlewnictwo

• przeróbka plastyczna

w takich gałęziach przemysłu jak:

• stoczniowy,

• chemiczny,

• petrochemiczny,

• samochodowy,

• lotniczy,

• kosmiczny.

Klasyczne przykłady zastosowania radiografii zaczynają się od zastosowań medycznych przy prześwietlaniu np. złamanych kości lub organów wewnętrznych.

W przemyśle stosowanie promieniowania jonizującego do uzyskiwania obrazu radiograficznego wykorzystywane jest np. w przemyśle elektronicznym z wykorzystaniem zjawiska określanym jako makroradiografia 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.

Zastosowane przyrządy

W ćwiczeniu zostały wykorzystanie przyrządy takie jak:

• Negatoskop – urządzenie służące do przeglądania negatywów, stosowane do przeglądania zdjęć rentgenowskich (będących właśnie negatywami). Zbudowane są ze źródła światła, którego natężenie może być regulowany oraz jednolicie podświetlanej, matowej, białej, przezroczystej płyty, na której umieszcza się zdjęcie rentgenowskie

• Atlas wad – zawierający radiogramy złącz spawanych

• Radiogramy - przedstawiające wady złącz spawanych

Opis wykonania ćwiczenia i otrzymane pomiary

W zespołach kilkuosobowych, wykonywane były obserwacje wad spoin, przedstawionych na radiogramach. Radiogramy te umieszczane były najpierw na negatoskopie w celu obserwacji.

Po zaobserwowaniu wad na danym radiogramie, był on porównywany z odpowiednim przykładem w atlasie wad.

Na kilku wybranych przez zespół radiogramach, zaobserwowane zostały wady takie jak:

• gniazdo pęcherzy - kuliste lub owalne skupiska ciemnych punktów

• pęknięcie podłużne - lekko zakrzywiona ciemna (ząbkowata, postrzępiona) linia biegnąca wzdłuż spoiny

• brak przestępu spoiny jednostronnej - pasmo o większej gęstości optycznej z bardzo ostrymi, równoległymi krawędziami, w centrum szerokości obrazu spoiny

• pęcherz kulisty - kuliste ciemne punkty o różnych wymiarach i lokalizacji

• żużel pasmowy - podłużne, równoległe lub pojedyncze ciemniejsze linie, o różniej szerokości, położone wzdłuż spoiny

• podtopienie grani - ciemna, o różnym stopniu zaczernienia linia w okolicy środka obrazu spoiny, biegnąca wzdłuż krawędzi graniowej spoiny

Wnioski

Radiografia, jako jedna z ważniejszych metod badań nieniszczących, umożliwia uzyskiwanie obrazu prześwietlanego obiektu na kliszy radiograficznej. Obiektami poddanymi prześwietlaniu mogą być wyroby z różnych materiałów jak stal, ceramika, drewno, guma, tworzywa sztuczne, betony.

Dzięki tym cechom, możliwe było wykonanie ćwiczenia bez wnikania w właściwości fizyko-chemiczne badanych obiektów. Pomiary wykonywane w ćwiczeniu pokazały, jak dużą rolę pełnią badania rentgenowskie.