curso de soldagem e controlo de qualidade ii

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Prof. Ricardo AndreucciDepto. de Soldagem

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Controle da Qualidade II

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CONTEDO

Captulo 1....................................................... Ensaio Radiogrfico Captulo 2 ...................................................... Ensaio por Lquidos Penetrantes Captulo 3 ..................................................... Ensaio por Ultra- Som Captulo 4....................................................... Ensaio por Partculas Magnticas

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CAPTULO 1 ENSAIO RADIOGRFICO

1.1

Fundamentos e Princpios Fsicos do Ensaio

Descrio Genrica do Mtodo e Aplicaes: A radiografia um mtodo usado para inspeo no destrutiva que baseia-se na absoro diferenciada da radiao penetrante pela pea que est sendo inspecionada. Devido s diferenas na densidade e variaes na espessura do material, ou mesmo diferenas nas caractersticas de absoro causadas por variaes na composio do material, diferentes regies de uma pea absorvero quantidades diferentes da radiao penetrante. Essa absoro diferenciada da radiao poder ser detectada atravs de um filme, ou atravs de um tubo de imagem ou mesmo medida por detetores eletrnicos de radiao. Essa variao na quantidade de radiao absorvida, detectada atravs de um meio, ir nos indicar, entre outras coisas, a existncia de uma falha interna ou defeito no material. A radiografia industrial ento usada para detectar variao de uma regio de um determinado material que apresenta uma diferena em espessura ou densidade comparada com uma regio vizinha, em outras palavras, a radiografia um mtodo capaz de detectar com boas sensibilidade defeitos volumtricos. Isto quer dizer que a capacidade do processo de detectar defeitos com pequenas espessuras em planos perpendiculares ao feixe, como trinca depender da tcnica de ensaio realizado. Defeitos como vazios e incluses que apresentam uma espessura varivel em todas direes, sero facilmente detectadas desde que no sejam muito pequenos em relao espessura da pea.

Pea

Fonte

Raios X

Descontinuidade Filme

Tcnica Geral de Ensaio Radiogrfico

Natureza da Radiao Penetrante: O nome Radiao Penetrantese originou da propriedade de que certas formas de energia radiante possue de atravessar materiais opacos luz visvel. Podemos distinguir dois tipos de radiao penetrante usados em radiografia industrial: os Raios X e os Raios Gama. Eles se distinguem da luz visvel por possurem um comprimento de onda extremamente curto, o que lhes d a capacidade de atravessarem materiais que absorvem ou refletem a luz visvel. Por serem de natureza semelhante luz, os Raios X e os Raios Gama possuem uma srie de propriedades em comum com a luz entre as quais podemos citar: possuem mesma velocidade de propagao (300.000 km/s), deslocam-se em linha reta, no so afetadas por campos eltricos ou magnticos, possuem a propriedade de impressionar emulses fotogrficas. Poderamos citar outras propriedades comuns entre as radiaes penetrantes e a luz visvel. Ocorre, no entanto, que vrios fenmenos que observamos na luz, so muitos difceis de serem detectados. O fenmeno de refrao, por exemplo, ocorre nas radiaes penetrantes, mas numa escala to pequena que so necessrios instrumentos muito sensveis para detectlo. Isso explica porque a radiao penetrante no pode ser focalizada atravs de lentes, como acontece com a luz.

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No mbito dos ensaios no destrutivos devemos salientar seis propriedades da radiao penetrante que so de particular importncia: deslocam-se em linha reta; podem atravessar materiais opacos a luz, ao faz-lo, so parcialmente absorvidos por esses materiais; podem impressionar pelculas fotogrficas, formando imagens; provocam o fenmeno da fluorescncia ; provocam efeitos genticos ; provocam ionizaes nos gases. 1.2. Estrutura da Matria: O ncleo contm carga positiva do tomo e ao redor do ncleo, giram um nmero de eltrons. Os eltrons ocupam nveis ou camadas de energia e o espaamento desses nveis causam o grande tamanho do tomo em comparao com o ncleo.

camada M camada L camada K

Ncleo

Modelo atmico de Rutherford. Os cientistas conheciam que o tomo consistia de um ncleo contendo um nmero de prtons e uma nuvem eletrnica com igual nmero de eltrons. Contudo eles achavam confuso, pelo fato do tomo de hlio (nmero atmico 2) pesar quatro vezes mais que o tomo de hidrognio. Irregularidades no peso persistiam atravs da tabela peridica. Predisseram algumas teorias para o acontecido, mas a confuso terminou em 1932, quando James Chadwick, fsico ingls, descobriu uma partcula chamada de neutron. Essa partcula tinha uma massa igual ao do prton, mas no tinha carga. Para descrever essa nova propriedade, cientistas alegaram o nmero de massa, nmero de partculas (prtons e neutrons no ncleo). Descrevendo o tomo, o nmero de massa seria escrito com um nmero superior no smbolo qumico.

1.3. Variaes e Composio dos tomos , Radioistopos: Todos os elementos que contm, em seu ncleo atmico, o mesmo nmero de prtons, mas que possuem nmeros diferentes de neutrons, manifestam as mesmas propriedades qumicas e ocupam o mesmo lugar na classificao peridica. So elementos que, por terem o mesmo nmero de prtons, tm o mesmo nmero atmico e por terem nmeros diferentes de neutrons tm nmero de massa diversos. So chamados istopos, nome cuja etnologia indica o mesmo lugar que ocupam na classificao peridica dos elementos. O nmero de istopos conhecidos, de cada elemento, muito varivel. O Iodo, por exemplo, tem 13, o ferro e o Urnio tem 6, cada um. Os istopos de um mesmo elemento no tem as mesmas propriedades fsicas. Assim, por exemplo, o istopo do Iodo (I-127) estvel, todos os outros so radioativos, isto , so chamados de radioistopos. A partir de 1954, os radioistopos passaram a ser produzidos em escala aprecivel, nos reatores, iniciando-se a fase de produo de fontes radioativas de alta intensidade que tm um grande nmero de aplicaes industriais. Os trabalhos baseados no emprego dos radioistopos tem hoje enorme extenso. As experincias multiplicaram-se em muitos setores e, no exagero dizer que os radioistopos tm trazido uma verdadeira revoluo em todos os domnios, nos quais a experimentao desempenha papel preponderante.

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1.4. Radiao e Radioatividade: Define-se Radioatividade como sendo a emisso espontnea de radiao por um ncleo atmico, que se encontra num estado excitado de energia. Existem trs tipos diferentes de radiao, como segue: - Partculas Alfa ( ) - Partculas Beta () - Raios Gama () As partculas Alfa so constitudas de dois neutrons e dois prtons, caracterizando um ncleo atmico de Hlio. Devido ao seu alto peso e tamanho, elas possuem pouca penetrao e so facilmente absorvidas por poucos centmetros de ar. As partculas Beta so constitudas por eltrons, que possuem velocidades prximas da luz, com carga eltrica negativa. Possuem um poder de penetrao bastante superior s radiaes Alfa, podendo ser absorvidas por alguns centmetros de acrlico ou plsticos, na sua grande maioria. As partculas Gama so de natureza ondulatria, ao contrrio das demais que tem caractersticas corpusculares. Devido a isto, adquire um alto poder de penetrao nos materiais. E possvel separar os trs tipos de radiao descritos atravs da aplicao de um campo eltrico ou magntico, numa amostra. Fonte radioativa (+)Raios Beta Raios Gama Raios Alfa

Blindagem

(-)Filme Fotogrfico

Esquema de separao das radiaes alfa, beta e gama.

As propriedades das radiaes eletromagnticas, Raios X e Gama, so dependentes de seu comprimento de onda (ou energia) . As propriedades dos Raios X que tem importncia fundamental, quando se trata de ensaios no destrutivos e so aquelas citadas anteriormente. Quanto menor o comprimento de onda, maior a energia de radiao. Por possurem comprimento de onda muito curto, e consequentemente alta energia, os Raios X e gama apresentam propriedades e caractersticas, que os distinguem das demais ondas eletromagnticas.

A energia das radiaes emitidas tem importncia fundamental no ensaio radiogrfico , pois a capacidade de penetrao nos materiais est asscociada a esta propriedade.

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1.5. Produo das Radiaes X e Gama

Os Raios-X As radiaes gama so aquelas que so emitidas do ncleo do tomo, o qual se encontra num estado excitado de energia, o que diferencia significativamente das radiaes X, as quais so emitidas das camadas eletrnicas dos tomos. Essas emisses no ocorrem deforma desordenada, mas possuem padro de emisso denominado espectro de emisso. Os Raios X, destinados ao uso industrial e mdico, so gerados numa ampola de vidro, denominada tubo de Coolidge, que possui duas partes distintas: o anodo e o catodo. O anodo e o catodo so submetidos a uma tenso eltrica da ordem de milhares de volts, sendo o polo positivo ligado ao anodo e o negativo no catodo. O anodo constitudo de uma pequena parte fabricada em tungstnio, tambm denominado de alvo, e o catodo de um pequeno filamento, tal qual uma lmpada incandescente, por onde passa uma corrente eltrica da ordem de miliamperes.

Esquema de um tubo de Raios X Industrial. Quando o tubo ligado, a corrente eltrica do filamento, se aquece e passa a emitir espontaneamente eltrons que so atrados e acelerados em direo ao alvo. Nesta interao, dos eltrons com os tomos de tungstnio, ocorre a desacelerao repentina dos eltrons, transformando a energia cintica adquirida em Raios X. Outros fenmenos de interao dos eltrons acelerados com as camadas eletrnicas dos tomos de tungstnio, tambm so responsveis pela emisso dos Raios X. Os Raios X, so gerados nas camadas eletrnicas dos tomos por variados processos fsicos. Caracteriza-se por apresentar um espectro contnuo de emisso ao contrrio das radiaes gama. Em outras palavras, os Raios X emitidos pelo aparelho apresentam uma variedade muito grande de comprimento de onda ou seja que a energia varia de uma forma contnua.

Os Raios Gama: Com o desenvolvimento dos reatores nucleares, foi possvel a produo artificial de istopos radioativos atravs de reaes nucleares de ativao. O fenmeno de ativao, ocorre quando elementos naturais so colocados junto ao ncleo de um reator e, portanto, irradiados por neutrons trmicos, que atingem o ncleo do tomo, penetrando nele. Isto cria uma quebra de equilbrio energtico no ncleo, e ao mesmo tempo muda sua massa atmica, caracterizando assim o istopo. O estabelecimento do equilbrio energtico do ncleo do tomo, feito pela liberao de energia na forma de Raios gama.

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Um tomo que submetido ao processo de ativao, e portanto seu ncleo se encontra num estado excitado de energia passa a emitir radiao. fcil ver, portanto, que o nmero de tomos capazes de emitir radiao, diminui gradualmente com o decorrer do tempo. A esse fenmeno chamamos de Decaimento Radioativo.

A Ao

decaimento radioativo

TempoEsquema do Decaimento Radioativo. Uma caracterstica importante do Decaimento Radioativo que ele no se processa na mesma velocidade para diferentes elementos. Por exemplo, uma amostra de Co-60 podemos dizer que os tomos se desintegram mais lentamente que no caso de uma amostra de Ir-192. Com base nesses dados podemos expressar matematicamente o Decaimento Radioativo pela seguinte relao: dN = -No .dt Observe que a relao demonstra que o nmero de tomos N que se desintegram dentro de um certo intervalo de tempo proporcional a , No e t. Nessa equao a letra representa uma grandeza denominada de Constncia de Desintegrao, que significa a razo que a desintegrao se processa. Como vimos a Constante de Desintegrao uma caracterstica de cada elemento radioativo. Resolvendo a equao chegamos, ento, expresso matemtica de Lei do Decaimento Radioativo: N = No e onde- .t

No = nmero inicial de eltrons excitados. N = nmeros de tomos excitados aps transcorrido um certo intervalo de tempo. e = base dos logaritmo neperiano. = constante de desintegrao, caracterstica do material radioativo. t = tempo transcorrido.

importante observar-se, que o decaimento obedece a uma lei exponencial. Isso significa que o nmero N nunca se tornar zero embora v assumindo valores progressivamente menores. Em outras palavras, isso significa que um material radioativo sempre estar emitindo alguma radiao, no importando quanto tempo tenha transcorrido desde a sua formao. Meia Vida: Quando produzimos uma fonte radioativa, colocamos em estado excitado, um certo nmero No de tomos na fonte. Vimos atravs da Lei do Decaimento Radioativo que esse nmero de tomos excitado diminui com o passar do tempo, segundo as caractersticas do elemento radioativo. Portanto, aps passado um certo intervalo de tempo, podemos ter no material radioativo exatamente a metade do nmero inicial de tomos excitados. A esse intervalo de tempo, denominamos Meia - Vida do elemento radioativo. Como a taxa em que os tomos se desintegram diferente de um elemento para outro elemento a Meia - Vida tambm ser uma caracterstica de cada elemento.

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A Meia - Vida representada pelo smbolo T1/2 e pode ser determinada pela seguinte equao: 0,693 T1/2 = --------

onde T1/2 = meia-vida do elemento. = constante de desintegrao radioativa Atividade de uma Fonte Radioativa: A atividade de um radioistopo caracterizada pelo nmero desintegraes que ocorrem em um certo intervalo de tempo. Como a atividade apresentada uma proporcionalidade com o nmero de tomos excitados presentes no elemento radioativo, podemos expressa-laatravs de uma frmula semelhante do Decaimento Radioativo , uma vez que A=.N, ou seja:- .t

A = Ao . e onde Ao = atividade inicial do elemento radioativo. A = atividade do elemento radioativo aps transcorrido um certo intervalo de tempo. = constante de desintegrao. t = tempo transcorrido. Como demonstrado no Decaimento Radioativo, a atividade de um certo elemento diminui progressivamente com o passar do tempo, porm nunca se torna igual a zero. A unidade padro de atividade o Becquerel, que definida como sendo a quantidade de qualquer material radioativo que sofre uma desintegrao por segundo. 1 Bq = 1 dps. 3 1 kBq = 10 dps. 9 1 GBq = 10 dps. dps.

12 1 TBq = 10

6 1 MBq = 10 dps.

10 unidade antiga :1 Curie = 3,7 x 10 dps.

1 Ci

10 = 3,7 x 10 Bq = 37 GBq.

Equipamentos e Fontes de Radiao Industriais Equipamentos de Raios X: Os Raios X so produzidos em ampolas especiais. Os tamanhos das ampolas ou tubos so em funo da tenso mxima de operao do aparelho. Do ponto de vista da radiografia, uma ateno especial deve ser dada ao alvo, contido no anodo. Sua superfcie atingida pelo fluxo eletrnico, proveniente do filamento, e denomina-se foco trmico. importante que esta superfcie seja suficiente grande para evitar um superaquecimento local, que poderia deteriorar o anodo, e permitir uma rpida transmisso do calor.

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2 Define-se carga focalcomo sendo a carga em Watts por milmetro quadrado (por exemplo: 200 W/mm ) na rea focal. Nas reas focais de pequenas dimenses, podem ser aplicadas uma carga relativamente mais elevada que as grandes; esta diferena devida a diferena no modo de transmisso do calor, a partir do centro.alvo (Tungstnio) anodo feixe de eltrons

foco ptico

Corte transversal do anodo direcional , na ampola de Raios X Para obter-se imagens com nitidez mxima, as dimenses do foco ptico devem ser as menores possveis. As especificaes de aparelhos geralmente mencionam as dimenses do foco ptico. O calor que acompanha a formao de Raios X considervel, e portanto necessrio especial ateno aos sistemas e mtodos para refrigerar o anodo. Esta refrigerao pode ser feita de diversas maneiras: a) Refrigerao por irradiao: Neste caso o bloco de tungstnio, que compe o alvo, se aquece e o calor se irradia pelo anodo. b) Refrigerao por conveco: O calor irradiado pelo anodo, se transmite ao prolongamento de cobre, o qual est imerso em leo ou gs, que se refrigera por conveco natural, ou por circulao. c) Refrigerao por circulao forada de gua: A refrigerao descrita em (b), limitada, principalmente se o aparelho for operado continuamente, exposto ao sol. Neste caso, a circulao de gua por uma serpentina interna unidade geradora, eficaz, permitindo o uso do aparelho por longos perodos de uso.

Unidade Geradora, Painel de Comando: Os equipamentos de Raios X industriais se dividem geralmente em dois componentes: o painel de controle e o cabeote, ou unidade geradora. O painel de controle consiste em uma caixa onde esto alojados todos os controles, indicadores, chaves e medidores, alm de conter todo o equipamento do circuito gerador de alta voltagem. E atravs do painel de controle que se fazem os ajustes de voltagem e amperagem, alm de comando de acionamento do aparelho. No cabeote est alojada a ampola e os dispositivos de refrigerao. A conexo entre o painel de controle e o cabeote se faz atravs de cabos especiais de alta tenso. As principais caractersticas de um equipamento de Raios X so: a - voltagem e amperagem mxima; b - tamanho do ponto focal e tipo de feixe de radiao; c - peso e tamanho; Esses dados determinam a capacidade de operao do equipamento, pois esto diretamente ligados ao que o equipamento pode ou no fazer. Isso se deve ao fato dessas grandezas determinarem as caractersticas da radiao gerada no equipamento. A voltagem se refere diferena de potencial entre o anodo e o catodo e expressa em quilovolts ( kV). A amperagem se refere corrente do tubo e expressa em miliamperes (mA). Outro dado importante se refere forma geomtrica do anodo no tubo. Quando em forma plana, e angulada, propicia um feixe de radiao direcional, e quando em forma de cone, propicia um feixe de radiao panormico, isto , irradiao a 360 graus, com abertura determinada.

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Os equipamentos considerados portteis, com voltagens at 300 kV, possuem peso em torno de 40 a 80 kg, dependendo do modelo. Os modelos de tubos refrigerados a gs so mais leves ao contrrio dos refrigerados a leo.

Aparelhos de Raios X industrial, de at 300 kV

Energia Mxima O comprimento de onda encontrado chamado de comprimento de onda mnimo, ( min) pois representa a onda de maior energia que pode ser criada. Assim, para uma tenso mxima de 60 kV, o comprimento de onda mnimo ser de 0,2 Angstron; e para 120 kV ser de 0,1 Angstron Nota-se que esse comprimento de onda depende da voltagem aplicada ao tubo. Assim, quando aumentamos a voltagem no tubo, estamos criando radiao com o menor comprimento de onda, ou seja, radiao de maior energia. Apenas uma parcela muito pequena dos eltrons que atingem o alvo troca toda a sua energia atravs do choque com o ncleo. A maior parte dos eltrons incidentes choca-se com outros eltrons orbitais, transferindo-lhes parte de sua energia. Portanto, quando esses eltrons chegam a se chocar contra o ncleo de um tomo, j perderam parte de sua energia, indo gerar, portanto, Raios X de maior comprimento de onda, ou seja, de menor energia. Dessa forma, os Raios X emitidos por uma determinado aparelho apresentam uma grande variedade de comprimento de onda, a partir do comprimento de onda mnimo. O conceito de qualidade de radiao est ligado energia do feixe de Raios X. Quando aumentamos a voltagem do aparelho, aumentamos a energia do feixe de radiao gerado, estamos aumentando a qualidade da radiao, com consequente aumento do poder de penetrao da mesma. Os Raios X de alta energia, geralmente produzidos com voltagem superiores a 120 kV, so tambm chamados de raios duros. Os Raios X gerados com tenso inferiores a 50 kV so chamados Raios X moles. O conceito de intensidade de radiao se refere quantidadede Raios X produzidos, ou, de uma forma mais correta ao nmero de quantidadeproduzidos. Quando aumentamos a corrente do filamento fazemos com que ele se aquea mais, liberando um nmero maior de eltrons. Isso far com que ocorra um aumento na intensidade da radiao gerada, sem implicar em aumento na qualidade dessa mesma radiao. Em outras palavras, ns conseguimos aumentar a intensidade sem aumentar a energia do feixe de radiao. De uma forma prtica podemos dizer que a qualidade da radiao se relaciona com a capacidade de penetrao, enquanto que a intensidade est intimamente ligada com o tempo de exposio.

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Equipamentos de Raios X panormico.

Acessrios: Cabos de energia: O aparelho de Raios X composto pela mesa de comando e unidade geradora, so ligadas enrtre si atravs do cabo de energia. A distncia entre a unidade geradora e a mesa de comando deve ser tal que o operador esteja protegido no momento da operao dos controles, segundo as normas bsicas de segurana. Para tanto os fabricantes de aparelhos de Raios X fornecem cabos de ligao com comprimento de 20 a 30 metros dependendo da potncia mxima do tubo gerador. Blindagem de Proteo : O incio da operao do aparelho deve ser feita com aquecimento lento do tubo de Raios X, conforme as recomendaes do fabricante. Neste processo o operador deve utilizar as cintas ou blindagens especiais que so colocadas na regio de sada da radiao, sobre a carcaa da unidade geradora. Este acessrio fornecido pelo fabricante permite maiior segurana durante o procedimento de aquecimento do aparelho. Aceleradores Lineares e Betatrons: O aceleradores lineares so aparelhos similiares aos aparelhos de Raios X convencionais com a diferena que os eltrons so acelerados por meio de uma onda eltrica de alta frequncia, adquirindo altas velocidades ao longo de um tubo retilneo. Os eltrons ao se chocarem com o alvo, transformam a energia cintica adquirida em calor e Raios X com altas energias cujo valor depender da aplicao. Para uso industrial em geral so usados aparelhos capazes de gerar Raios X com energia mxima de 4 Mev. Os Betatrons so considerados como transformadores de alta voltagem o que consiste na acelerao dos eltrons de forma circular por mudana do campo magntico primrio, adquirindo assim altas velocidades e consequentemente a transformao da energia cintica em Raios X, aps o impacto destes com o alvo. Este processo podem gerar energias de 10 a 30 Mev. Os aceleradores lineares e os betatrons so aparelhos destinados a inspeo de componentes com espessuras acima de 200 mm de ao. As vantagens do uso desses equipamentos de grande porte, so: foco de dimenses reduzidas (menor que 2 mm) tempo de exposio reduzido maior rendimento na converso em Raios X

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Acelerador Linear para espessuras de ao ao redor de 200 mm

Equipamentos de Raios Gama:

As fontes usadas em gammagrafia (radiografia com raios gama), requerem cuidados especiais de segurana pois, uma vez ativadas, emitem radiao, constantemente. Deste modo, necessrio um equipamento que fornea uma blindagem, contra as radiaes emitidas da fonte quando a mesma no est sendo usada. De mesma forma necessrio dotar essa blindagem de um sistema que permita retirar a fonte de seu interior, para que a radiografia seja feita. Esse equipamento denomina-se Irradiador. Os irradiadores compe-se, basicamente, de trs componentes fundamentais: Uma blindagem, uma fonte radiotiva e um dispositivo para expor a fonte. As blindagens podem ser construdas com diversos tipos de materiais. Geralmente so construdos com a blindagem, feita com um elemento (chumbo ou urnio exaurido), sendo contida dentro de um recipiente externo de ao, que tem a finalidade de proteger a blindagem contra choques mecnicos. Uma caracterstica importante dos irradiadores, que diz respeito blindagem, a sua capacidade. Como sabemos, as fontes de radiao podem ser fornecidas com diversas atividades e cada elemento radioativo possui uma energia de radiao prpria. Assim cada blindagem dimensionada para conter um elemento radioativo especfico, com uma certa atividade mxima determinada. Portanto, sempre desaconselhvel se usar um irradiador projetado para determinado elemento, com fontes radioativas de elementos diferentes e com outras atividades. Esse tipo de operao s pode ser feita por elementos especializados e nunca pelo pessoal que opera o equipamento. A fonte radioativa consta de uma determinada quantidade de um istopo radioativo. Essa massa de radioistopo encapsulada e lacrada dentro de um pequeno envoltrio metlico muitas vezes denominado "porta-fonte" ou torpedo devido a sua forma, ou fonte selada, simplesmente. O torpedo se destina a impedir que o material radioativo entre em contato com qualquer superfcie, ou objeto, diminuindo os riscos de uma eventual contaminao radioativa.

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Caractersticas Fsicas e Tipo de Fontes Gama: As fontes radiaoativas para uso industrial, so encapsuladas em material austentico, de maneira tal que no h disperso ou fuga do material radioativo para o exterior. Um dispositivo de conteno, transporte e fixao por meio do qual a cpsula que contm a fonte selada, est solidamente fixada em uma ponta de uma cabo de ao flexvel, e na outra ponta um engate, que permite o uso e manipulao da fonte, denominado de porta fonte. Devido a uma grande variedade de fabricantes e fornecedores existem diversos tipos de engates de porta-fontes.

Caractersticas das fontes radioativas industriais. Embora apenas poucas fontes radiotivas seladas sejam atualmente utilizadas pela indstria moderna, daremos a seguir as principais que podem ser utilizadas assim como as suas caractersticas fsico-qumicas. (a) Cobalto - 60 O Cobalto-60 obtido atravs do bombardeamento por nutrons do istopo estvel Co-59. Suas principais caractersticas so: Meia - Vida = 5,24 anos Energia da Radiao = 1,17 e 1,33 MeV Faixa de utilizao mais efetiva = 60 a 200 mm de ao Esses limites dependem das especificaes tcnicas da pea a ser examinada e das condies da inspeo. (b) Irdio - 192 O Iridio-192 obtido a partir do bombardeamento com nutrons do istopo estvel Ir-191. Suas principais caractersticas so: Meia - Vida = 74,4 dias Energia da Radiao = 0,137 a 0,65 MeV Faixa de utilizao mais efetiva = 10 a 40 mm de ao (c) Selnio-75 Suas principais caractersticas so: Energia de Radiao: 0, 066 e 0,405 MeV. Meia - Vida = 125 dias Faixa de utilizao mais efetiva = 4 a 30 mm de ao (d) Csio - 137 O Csio-137 um dos produtos da fisso do Urnio-235. Este extrado atravs de processos qumicos que o separam do Urnio combustvel e dos outros produtos de fisso. Suas principais caractersticas so: Meia - Vida = 33 anos Energia de Radiao = 0,66 MeV Faixa de utilizao mais efetiva = 20 a 80 mm de ao

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Caractersticas Fsicas dos Irradiadores Gama: O que mais diferencia um tipo de irradiador de outro so os dispositivos usados para se expor a fonte. Esses dispositivos podem ser mecnicos, com acionamento manual ou eltrico, ou pneumtico. A nica caracterstica que apresentam em comum o fato de permitirem ao operador trabalhar sempre a uma distncia segura da fonte, sem se expor ao feixe direto de radiao.

Aparelho para gamagrafia industrial.

Aparelho para Gamagrafia Sauerwein, usando Fonte Radioativa de Cobalto 60 com atividade mxima de 30 Curies , pesando 120 kg , projetado com tipo de canal reto.

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Aparelho para gamagrafia , usando fonte radioativa de Irdio-192 com atividade mxima de 160 Ci , pesando 30 kg , projetado com tipo de canal reto

1.8. Registro Radiogrfico e Radioscopia:

Filmes Radiogrficos: Os filmes radiogrficos so compostos de uma emulso e uma base. A emulso consiste em uma camada muito fina (espessura de 0,025 mm) de gelatina, que contm, dispersos em seu interior, um grande nmero de minsculos cristais de brometo de prata. A emulso colocada sobre um suporte, denominado base, que feito geralmente de um derivado de celulose, transparente e de cor levemente azulada. Uma caracterstica dos filmes radiogrficos que, ao contrrio dos filmes fotogrficos, eles possuem a emulso em ambos os lados da base. Os cristais de brometo de prata, presentes na emulso, possuem a propriedade de, quando atingidos pela radiao ou luz, tornarem-se susceptveis de reagir com produto qumico denominado revelador. O revelador atua sobre esses cristais provocando uma reao de reduo que resulta em prata metlica negra. Os locais do filme, atingidos por uma quantidade maior de radiao apresentaro, aps a ao do revelador, um nmero maior de gros negros que regies atingidas por radiao de menor intensidade, dessa forma, quando vistos sob a ao de uma fonte de luz, os filmes apresentaro reas mais escuras e mais claras que iro compor a imagem do objeto radiografado.

Os filmes radiogrficos industriais so fabricados nas dimenses padres de : 3.1/2 x 17 ou 4.1/2 x 17 ou 14 x 17 . Outras dimenses e formatos podem ser encontrados em outros pases da Europa e EUA

Estrutura de um filme radiogrfico

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Granulao: A imagem nos filmes radiogrficos formada por uma srie de partculas muito pequenas de sais de prata, os quais no visveis a olho n. Entretanto, essas partculas se unem em massas relativamente grandes que podem ser vistas pelo olho humano ou com auxlio de pequeno aumento. Esse agrupamento das partculas de sais de prata da emulso cria uma impresso chamada de Granulao. Todos os filmes apresentam o fenmeno de granulao. Por possurem gros maiores, os filmes mais rpidos apresentam uma granulao mais acentuadas que os filmes lentos. A granulao, alm de ser caracterstica de cada filme, tambm sofre uma influncia da qualidade da radiao que atinge o filme. Portanto, podemos afirmar que a granulao de um filme aumenta quando aumenta a qualidade da radiao. Por essa razo os filmes com gros mais finos so recomendados quando se empregam fontes de alta energia (Raios X da ordem de milhes de volts). Quando usados com exposio longa, esses filmes tambm podem ser empregados com raios gama. A granulao tambm afetada pelo tempo de revelao do filme. Se aumentarmos, por exemplo, o tempo de revelao, haver um aumento simultneo na granulao do filme. Esse efeito comum quando se pretende aumentar a densidade, ou a velocidade, de um filme por intermdio de um aumento no tempo de revelao. E claro que o uso de tempos de revelao pequenos resultaro em baixa granulao porm corremos o risco de obter um filme sub-revelado. importante salientar que a granulao aumenta de acordo com o aumento de grau de revelao. Dessa forma, aumentamos no tempo de revelao que visam a compensar atividade do revelador ou a temperatura do banho, tero uma influncia muito pequena na granulao do filme.

Densidade ptica. A imagem formada no filme radiogrfico possui reas claras e escuras evidenciando um certo grau de enegrecimento que denominamos de Densidade. Matematicamente expressamos a densidade como sendo logaritmo da razo entre a intensidade de luz visvel que incide no filme e a intensidade que transmitida e visualmente observada. Io D = log .-----I onde Io = intensidade de luz incidente I = intensidade de luz transmitida

Pela relao acima conclumos que quanto maior for densidade, mais escuro ser o filme. Velocidade: Antes de introduzirmos o conceito de velocidade preciso definir o que entendemos por exposio. uma medida da quantidade de radiao que atinge um filme. Ela representada pelo produto da intensidade da radiao pelo tempo que o filme fica exposto. evidente, portanto, quanto maior a exposio a que submetemos um filme, maior a densidade que esse filme atinge. Se submetemos dois filmes diferentes a uma mesma exposio, notaremos que as densidades obtidas nos dois filmes sero diferentes. Ou seja, com uma mesma exposio, um filme apresenta maior rapidez com que um filme atinge determinada densidade, quando comparado com um outro filme. Portanto, um filme rpido necessita de menor tempo de exposio para atingir uma determinada densidade, que num outro filme, mais lento. Ou ainda, se um filme rpido e um filme lento forem submetidos a uma exposio idntica, o filme rpido atingir uma densidade maior. A velocidade uma caracterstica prpria de cada filme. Ela depende, principalmente, do tamanho dos cristais de prata presentes na emulso. Quanto maior o tamanho dos cristais mais rpido o filme. claro que uma imagem formada por gros de grandes dimenses mais grosseira, ou seja, menos ntida, que uma imagem formada por gros menores. Portanto, quanto mais rpido o filme, menos ntida ser a imagem formada por ele. Os filmes de grande velocidade podem ser utilizados em radiografias de peas com grandes espessuras que exigiria um tempo de exposio incompatvel com a produtividade, quando utilizado filmes mais lentos.

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Curva Caracterstica dos Filmes: A curva caracterstica de um filme, tambm chamada de curva sensitomtrica ou curva H & D (Hurter-Driffield) relaciona a exposio dada a um filme com a densidade resultante. Atravs das curvas caractersticas podemos comparar qualitativamente filmes diferentes, e ainda estabelecer critrios para corrigir densidades obtidas para uma dada exposio. As curvas so em geral fornecidas pelo fabricante do filme e so obtidas mediante a exposies sucessivas do filme, tendo suas densidades medidas em cada exposio. Os valores so plotados num grfico de densidades em funo do logaritmo da exposio relativa. Observe que mesmo sem exposio alguma o filme apresenta uma certa densidade de fundo denominado Vu de Fundo, (base azul) prprio do filme, podendo aumentar caso o filme estiver guardado em condies irregulares, tais como na presena de nveis baixos de radiao ou calor excessivo. Uma das utilizaes mais frequentes da curva caracterstica a correo da exposio para se obter maior ou menor densidade no filme. Exemplo: Suponhamos que com densidade radiogrfica D = 1,8 o filme no foi aceito e portanto se deseja aumentar a densidade para D = 2,3. Qual ser o novo tempo de exposio? temos que: para D = 1,8 -----log Er = 2,19 para D = 2,3 -----log Er = 2,30 ---------------------diferena = 0,11 antilog 0,11 = 1,28 Neste caso devemos aumentar 1,28 vezes o tempo de exposio para alcanarmos a densidade 2,3 no mesmo filme considerado.

Curva caracterstica de um filme radiogrfico.

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Classificao dos Filmes: A grande variedade de condies e a heterogeneidade de materiais encontrados na radiografia industrial, levaram os fabricantes a produzir vrias espcies de filmes. Uma classificao dos filmes foi estabelecida pelo ASTM* E-1815-96 , que identifica os tipos de filmes pela velocidade de exposio e sensibilidade. A velocidade de exposio funo logartmica da dose de radiao necessria para que o filme atinja densidade ptica de 2,0.Tipo do Filme A B C D E F G H Sistema de Classe ASTM* Especial I I I II III WA WB Velocidade "S" ISO 32 64 100 200 320 400 100 300 Dose Ks em mGray para densidade 2,0 29,0 14,0 8,7 4,6 3,2 2,5 8,6 5,0

Tipo A - Caractersticas: granulao extremamente fina e muito alto contraste. Esse tipo de filme deve ser usado quando se deseja obter alta qualidade de imagem em componentes eletronicos, ligas levas. Pode ser usado em exposio direta ou com telas intensificadas. Tipo B - Caractersticas: granulao ultra fina alto contraste e qualidade. Deve ser usado em ensaios de metais leves ou pesados, ou sees espessas, com radiao de alta energia. Sua granulao no fina como a dos filmes do tipo A, mas sua maior velocidade torna-os de grande utilidade prtica . um filme ideal para ampliaes pticas. Tipo C - Caractersticas: mdia velocidade ,alto contraste, granulao extra fina. Podem ser usados com ou sem telas intensificadoras e com radiao de alta energia. Tipo D - Caractersticas: Filme com granulao muito fina e com alta velocidade e alto contraste quando utilizado em conjunto com telas intensificadoras de chumbo. Tipo E - Caractersticas: Filme de granulao fina, com alto contraste e velocidade. o filme mais utilizado na indstria em razo do atendimento em qualidade e maior produtividade Tipo F - Caractersticas: Filme de granulao mdia, pouco utilizado na indstria.

Qualidade da Imagem Radiogrfica: A qualidade da imagem radiogrfica est associada a alguns parmetros importantes ligados a caractersticas do filme radiogrfico e da fonte de radiao utilizada , e um fator para aceitao ou rejeio da radiografia. Contraste . Para que se forme uma imagem no filme necessrio que ocorram variaes na densidade ao longo do mesmo. Em outras palavra, uma imagem formada a partir de reas claras e escuras. A diferena de densidades entre duas regies adjacentes no filme denominada de Contraste. Por exemplo se medirmos a densidade de duas reas adjacentes no filme e encontrarmos os valores D1 = 2,2 e D2 = 1,8 , o contraste ser dado pela diferena entre D2 e D1, e portanto de 0,4. O contraste pode tambm ser entendido como sendo a capacidade do filme detectar intensidades e energias diferentes de radiao. Imagens com alto contraste permitem em geral melhor qualidade e segurana na interpretao da radiografia.

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Gradiente. Para avaliar o efeito da forma da curva caracterstica do filme radiogrfico, podemos empregar outra grandeza denominada Gradiente. O gradiente de um filme numericamente igual tangente em um certo ponto de sua curva. Quando regies da curva apresenta um gradiente maior que 1,0 , o contraste amplificado, da mesma forma, nas regies em que o gradiente menor que 1,0 o contraste transmitido pela pea diminudo.

Definio. Observando com detalhe a imagem formada no filme radiogrfico, veremos que a mudana de densidades de uma rea a outra no se faz de maneira brusca. Por exemplo, a imagem de um objeto apresenta um pequeno halo que acompanha as bordas da mesma, com uma densidade intermediria entre a densidade da imagem e a de fundo. Quanto mais estreita for esta faixa de transio a definio ser melhor.

Processamento do Filme Radiogrfico: Preparao Inicial: A preparao do filme e dos banhos para o processamento radiogrfico deve seguir algumas consideraes gerais, necessrias ao bom desempenho desta tarefa. Limpeza: mo manuseio do filme, a limpeza essencial. A cmara escura, bem como os acessrios e equipamentos, devem ser mantidos rigorosamente limpos, e usados somente para o propsito aos quais eles se destinam. Qualquer lquido de fcil volatilizao deve estar acondicionado em recipientes fechados, para no contaminar o ambiente. O termmetro e outros acessrios que manuseados devem ser lavados em gua limpa imediatamente aps o uso, para evitar a contaminao das solues. Os tanques devem estar limpos e preenchidos com solues frescas. Preparao dos banhos: a preparao dos banhos devem seguir a recomendao dos fabricantes, e preparados dentro dos tanques que devem ser de ao inoxidvel ou da matria sinttica, sendo prefervel o primeiro material. importante providenciar agitao dos banhos, utilizando ps de borracha dura ou ao inxidvel ou ainda de material que no absorva e nem reaja com as solues do processamento. As ps devem ser separadas, uma para cada banho, para evitar a contaminao das solues. Manuseio: aps a exposio do filme, o mesmo ainda se encontra dentro do porta-filmes plstico, e portanto dever ser retirado na cmara escura, somente com a luz de segurana acinada. Nesta etapa os filmes devero ser fixados nas presilhas das colgaduras de ao inxidvel para no pressionar o filme com o dedo, que poder manch-lo permanentemente. Controle da temperatura e do tempo: os banhos de processamento e a revelao devem ser controlados, quanto a temperatura. Normalmente devem estar de acordo com a recomendao do fabricante.

Processamento Manual: A partir do momento que temos um filme exposto radiao e passamos ento ao processamento, o mesmo passar por uma srie de banhos nos tanques de revelao, aps o descrito acima , dever ser feitas as seguintes etapas:

Revelao

Quando imergimos um filme exposto no tanque contendo o revelador, esta soluo age sobre os cristais de brometo de prata metlica, por ao do revelador. Esta seletividade est na capacidade de discriminar os gros expostos dos no expostos. Devido a fatores eletroqumicos as molculas dos agentes reveladores atingem os cristais, que ficam como que revestidos. Os cristais, que so constitudos de ons, ganham eltrons do agente revelador, que se combinam com o on + Ag , neutralizando-o, tornando Ag metlica.

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Essa reao qumica provoca uma degradao progressiva do revelador que lentamente oxidado pelo uso e pelo meio ambiente. A visibilidade da imagem e consequentemente o contraste, a densidade de fundo e a definio, dependem do tipo de revelador usado, do tempo de revelao e da temperatura do revelador. Desta forma, o controle tempo-temperatura de fundamental importncia para se obter uma radiografia de boa qualidade. O grau de revelao afetado pela temperatura da soluo: Quando a temperatura aumenta o grau de revelao tambm aumenta. Desta forma, quando a temperatura do revelador baixa, a reao vagarosa e o tempo de revelao que fora recomendado para a temperatura normal (200C), ser insuficiente resultando em uma sub-revelao. Quando a temperatura alta, a sobre-revelao. Dentro de certos limites, estas mudanas no grau de revelao podem ser compensadas aumentando-se ou diminuindo-se o tempo de revelao. So fornecidas, inclusive, tabelas tempo-temperatura, atravs das quais pode-se a correo de comparao. A revelao deve ser feita com agitao permanente do filme no revelador, afim de que se obtenha uma distribuio homognea do lquido em ambos os lados da emulso, evitando-se a sedimentao do brometo e outros sais que podem provocar manchas susceptveis de mascarar possveis descontinuidades. Em princpio, o revelador deveria somente reduzir os cristais de haletos de prata que sofrem exposio durante a formao da imagem latente. Na realidade, os outros cristais, embora lentamente, tambm sofrem sofrem reduo. Chama-se Vu de fundo o enegrecimento geral resultante , que deve ser sempre mnimo para otimizar a qualidade da imagem radiogrfica.

Banho Interruptor ou Banho de Parada.

Quando o filme removido da soluo de revelao, uma parte revelador fica em contato com ambas as faces do filme, fazendo dessa forma que a reao de revelao continue. O banho interruptor tem ento, a funo de interromper esta reao a partir da remoo do revelador residual, evitando assim uma revelao desigual e prevenindo ainda a ocorrncia de manchas no filme. Portanto, antes de se transferir o filme do tanque de revelao para o de fixao, deve-se usar o tanque do banho interruptor, agitando-o durante mais ou menos 40 segundos. O banho interruptor pode ser composto, na sua mistura, de gua com cido actico ou cido glacial. Neste ltimo caso, deve-se ter cuidado especial, prevendo-se uma ventilao adequada e evitando-se toc-lo com as mos. Quando se fizer a mistura com gua e no ao contrrio, pois poder respingar sobre as mos e face causando queimaduras. O banho interruptor perde o seu efeito com o uso e deve ser sempre substitudo. Uma soluo nova do banho interruptor de cor amarela e quando vista sob a luz de segurana quase incolor. Quando a cor se modifica para azul prpura que aparece escuro sob a iluminao de segurana, a soluo deve ser trocada. Geralmente 20 litros, de banho de parada so suficientes para se revelar 400 filmes de 3 x 17 pol.

Fixao

Aps o banho interruptor, o filme colocado em um terceiro tanque, que contm uma soluo chamada de fixador. A funo da fixao remover o brometo de prata das pores no expostas do filme, sem afetar os que foram expostos radiao. O fixador tem tambm a funo de endurecer a emulso gelatinosa, permitindo a secagem ao ar aquecido. O intervalo do tempo entre o incio da fixao at o desaparecimento da colorao amarelo-esbranquiada que se forma sobre o filme, chamada de tempo de ajuste ou tempo de definio (clearing time). Durante este tempo o fixador estar dissolvendo o haleto de prata no revelado. Este tempo, em geral o dobro do tempo de clareamento. O tempo de fixao normalmente no deve exceder a 15 minutos. Os filmes devem ser agitados quando colocados no revelador durante pelo menos 2 minutos, a fim de que tenhamos uma ao uniforme dos qumicos.

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O fixador deve ser mantido a uma temperatura igual ao do revelador, ou seja, cerca de 20 graus Celsius. Os fixadores so comercialmente fornecidos em forma de p ou lquido e a soluo formada atravs da adio de gua de acordo com as instrues dos fornecedores. Lavagem dos Filmes.

Aps a fixao, os filmes seguem para o processo de lavagem para remover o fixador da emulso. O filme imergido em gua corrente de modo que toda superfcie fique em contato constante com a gua corrente. O tanque de lavagem deve ser suficientemente grande para conter os filmes que passam pelo processo de revelao e fixao, sendo que devemos prever uma vazo de gua de de maneira que o volume do tanque seja de 4 a 8 vezes renovado a cada hora. Cada filme deve ser lavado por um perido de aproximadamente 30 minutos. Quando se imergem as colgaduras carregadas no banho de lavagem, deve ser adotado um procedimento tal que se as mesmas sejam primeiramente colocadas prximas ao dreno de sada (gua mais suja) e sua posio v mudando o tempo de lavagem de maneira que se termine o banho o mais prximo possvel da regio de entrada da gua, onde a mesma se encontra mais limpa. A temperatura da gua no tanque de lavagem um fator muito importante. Os melhores resultados so obtidos com a temperatura por volta de 20 graus centgrados. Se tivermos altos valores para a mesma, poderemos causar efeitos danosos ao filme, assim como valores baixos podero reduizir a eficincia. Alm das etapas acima relatadas, aconselhvel, aps a lavagem passar os filmes durante mais ou menos 30 segundos, por um quinto banho que tem a finalidade de quebrar a tenso superficial da gua, facilitando desta maneira, a secagem e evitando que pequenas gotas de gua fiquem presas emulso, o que iria acarretar manchas nos filmes depois de secos. Antes do filme ser colocado no secador, deve-se dependurar as colgaduras em um escorredor por cerca de 2 a 3 minutos.

Processamento Automtico: Este sistema de processamento qumico e mecnico utilizado quando h grande volume de trabalho, pois s assim tornase econmico. O processamento inteiramente automtico sendo que a mo-de-obra s utilizada para carregamento e descarregamento de filmes. O ciclo de processamento inferior a 15 minutos. Quando adequadamente mantido e operado, este equipamento produz radiografia de alta qualidade. A alta velocidade de processamento torna-se possvel pelo uso de solues qumicas especiais, contnua agitao dos filmes, manuteno da temperatura das solues e secagem por jatos de ar aquecido.

Processadora Automtica tpica para filmes radiogrficos.(Foto extrada do catlogo da AGFA)

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Diagrama de Operao

1 - entrada do filme a ser processado 2 - dispositivo de conduo do filme 3 - tanque revelador 4 - tanque de lavagem intermediria 5a - tanque de fixao F1 5b - tanque de fixao F2 6 - tanque de lavagem final 7 - tampa removveis 8 - roletes de distribuio 9 - secador infravermelho 10- sada de filmes 11- bandeja de filmes 12 - bomba de circulao de revelador 13 - bomba de circulao de fixador 14a - liga/desliga 14b - fio terra 15 - vlvulas para drenagem dos tanques 16 - protetores de superaquecimento

1.9 Telas Intensificadoras de Imagem Telas de chumbo: As telas de chumbo tambm chamados de telas intensificadoras possuem como finalidade diminuir o tempo de exposio em ensaios radiogrficos industriais, usam-se finas folhas de metal (geralmente chumbo) com intensificadoras da radiao primria emitida pela fonte. O fator de intensificao, alm de ser funo da natureza e da espessura da tela, depende do contato efetivo entre elas e o filme.

As telas intensificadoras de chumbo geralmente so colocadas sobre cartolina com espessura da ordem de 100 gramas por centmetro quadrado. Essa cartolina deve ter espessura constantes para evitar que qualquer falta de homogeneidade prejudique a qualidade da radiografia. A tela intensificadora de chumbo precisa ter uma espessura ideal para determinada energia da radiao incidente, pois, caso contrrio, a eficincia dela ser reduzida. A atenuao da intensidade da radiao primria em uma tela intensificadora de chumbo ser insignificante, desde que esta tela tenha a espessura ideal que deve ser igual ao alcance dos eltrons emitidos pela folha de chumbo. Os eltrons que so emitidos por uma face devem atingir a face oposta e consequentemente o filme produzindo ionizao adicional na emulso fotogrfica. Quando se aumenta a espessura da tela de chumbo, a radiao primria e os eltrons emitidos pela face oposta dessa tela sofrem atenuao, e em consequncia o fator de intensificao diminui. O grau de intensificao das telas de chumbo depende da natureza e espessura do material a ensaiar, da qualidade da fonte emissora de radiao e do tipo de filme usado. As funes das telas intensificadoras de chumbo em radiografia industrial devem ser as seguintes: gerar eltrons por efeito fotoeltrico ou Compton, produzindo fluxo adicional de radiao e diminuindo o tempo de exposio;

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absorver ou filtrar a radiao secundria espalhada que pode atingir o filme radiogrfico, borrando a imagem e empobrecendo a definio.

Telas fluorescentes. Ecrans fluorescentes ou tambm chamadas telas intensificadoras fluorescentes so usadas para reduzir consideravelmente, o tempo de exposio em radiografias industriais. Constam, fundamentalmente, de fina folha de cartolina impregnada de minsculos gros de sais (usualmente o tungstato de clcio) os quais, sob a ao da radiao incidente, emitem luz fluorescentes para a qual o filme radiogrfico sensvel. Estas telas fluorescentes causam um empobrecimento da definio radiogrfica e, portanto, devem ser usadas somente quando o tempo de exposio for muito longo. Neste caso a ao intensificadora de exposio poder competir com o decrscimo de definio. Esta ao depende: do tipo de tela, da energia, e do tipo de filme radiogrfico empregado no ensaio. O empobrecimento da imagem radiogrfica causado pelo uso das telas intensificadoras fluorescentes, podem ser assim explicado: os gros da tela so maiores do que os gros do filme; o contato ntimo entre tela e filme no perfeito, da resultar um espalhamento adicional de luz. Esse espalhamento de luz o fator que mais contribui para o empobrecimento da imagem radiogrfica, aumentando em funo do dimetro dos gros da tela.

Por essas razes acima expostas, as telas fluorescentes somentes so utilizadas como um sistema de identificao do filme radiogrfico, como descrito.

Radiografia de uma pea Fundida. Observe as trincas

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1.10 Radioscopia: Na radioscopia, o meio usado para se detectar a radiao que emerge da pea, ocorre numa tela fluorescente. As telas fluorescentes se baseiam no princpio que determinados sais (tungstato de clcio, por exemplo), possuem a propriedade de emitir luz em intensidade mais ou menos proporcional intensidade de radiao que incide sobre eles . A radiao emitida de um tubo de raios X, colocado no interior de um gabinete blindado , atravessando a pea e indo atingir uma tela fluorescente. Este, por sua vez, transforma as intensidades de radiao que emergem da pea em luz de diferentes intensidades, formando a imagem da pea. Essa imagem, refletida em um espelho, examinada pelo inspetor, a procura de possveis defeitos. A radioscopia usada principalmente, no exame de pequenas peas, com espessura baixa. Sua grande vantagem reside na rapidez do ensaio e no seu baixo custo. Em contrapartida, apresenta duas limitaes importantes: No possvel se inspecionar peas de grande espessura ou de alto nmero atmico, pois nesse caso a intensidade dos Raios X no seria suficientemente alta para produzir uma imagem clara sobre a tela fluorescente. Devido s caractersticas prprias das telas fluorescentes e baixa distncia foco-tela, usada, a qualidade de imagem na fluoroscopia no to boa quanto a da radiografia. A radioscopia, com imagem visualizada diretamente na tela fluorescente, no fornece um registro que documente o ensaio executado, to pouco permite a localizao precisa na pea das reas que contm descontinuidades inaceitveis.

Como foi descrito acima, a observao da imagem pelo inspetor feita diretamente na tela fluorescente, ou por reflexo num espelho. Entretanto tal procedimento pode muitas vezes ser perigoso para o operador, pois o mesmo leva muitas horas para a inspeo de componentes de fabricao seriada, principalmente, sendo obrigatrio nesses casos a sua substituio aps um um certo perodo de trabalho. Os sistemas de TV foram criados para eliminar totalmente os problemas de radioproteo mencionados, pois a captao da imagem, feita diretamente da tela fluorescente, procedida mediante a utilizao do circuito interno de TV, ou seja uma cmera de TV de alta sensibilidade, ligada a um monitor de alta resoluo. Deste modo o operador ou inspetor visualiza a imagem no monitor de TV, distante o suficiente para garantir sua segurana radiolgica, podendo ainda, caso necessrio, registrar as imagens produzidas em vdeo tape (vdeo cassete).

Raios X

Tela radioscpica

Sistema de radioscopia conven- cional, utilizando um aparelho de Raios X , o sistema de suporte da pea e a tela que forma a imagem radioscpica.(Foto extrada do filme X Ray TechnologySeifert , cedido por RAIMECK)

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1.11. Parmetros Especficos do Ensaio Radiogrfico

Princpios Geomtricos: Suponhamos uma fonte emissora de radiao com dimetro F, muito pequeno, que pode, para efeitos didticos, ser considerado um ponto. Neste caso, colocando-se um objeto entre o foco puntiforme e um filme radiogrfico teramos uma imagem muito ntida. Se aumentarmos o dimetro do foco para o valor F e o aproximarmos do objeto, obteremos uma imagem no filme (depois de revelado) com uma zona de penumbra, perdendo essa imagem muito da sua nitidez (definio) . Na prtica, deve-se levar em conta que a fonte radioativa possui dimenses compreendidas entre 1 mm e 7 mm de tamanho, dependendo da natureza e atividade do radioistopo . Quando a distncia fonte-filme for muito pequena, para efeito de clculo de penumbra, impossvel considera-la como um ponto. A ampliao problema de geometria ,e a nitidez ou definio funo da fonte emissora de radiao e da posio do material situado entre a fonte e o filme. Quando a fonte possui dimetro considervel ou est muito prxima do material, a sombra ou imagem no bem definida. A forma de imagem poder ser diferente da que tem o material se o ngulo do plano do material variar em relao aos raios incidentes, produzindo neste caso uma distoro da imagem. Para obteno de imagens bem definidas ou prximas da fonte e tamanho do objeto, devemos ter: o dimetro da fonte emissora de radiao deve ser o menor possvel; a fonte emissora deve estar posicionada o mais afastado possvel do material a ensaiar; o filme radiogrfico deve estar mais prximo do material; o feixe de radiao deve se aproximar o mais possvel, da perpendicularidade em relao ao filme; o plano do material e o plano do filme devem ser paralelos.

A distoro da imagem no pode ser totalmente eliminada em virtude dos formatos complicados das peas e dos ngulos de que se dispem para a realizao do ensaio radiogrfico.

fonte

objeto

penumbra

Disposio Geomtrica entre fonte-filme-objeto.

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Clculo da Penumbra:

A penumbra geomtrica pode ser calculada pela seguinte expresso: Fx t Ug = ---------D Ug = penumbra geomtrica F = dimenso do ponto focal t = espessura do objeto D = distncia da fonte ao objeto.

onde:

A inspeo radiogrfica de objetos planos, tal como juntas soldadas de topo a serem radiografadas totalmente, requerem cuidados especiais quanto a distncia fonte-filme, pois nesses casos se essa distncia for muito pequena sees da solda podero no ser inspecionadas.

Sobreposio: Quando o objeto radiografado for plano ou quando a distncia fonte-filme for menor que o raio de curvatura da pea, a sobreposio dever ser calculada pela frmula:

Cxe S = --------- + 6 mm Dff onde: S = Sobreposio (mm) C = Comprimento do filme (mm) e = Espessura da pea (mm) Dff =Distncia fonte-filme (mm)

1a Exp.

2a Exp.

marcador de posio

A sobreposio correta permite que o volume de solda seja totalmente inspecionado. Na prtica , a anlise da imagem dos marcadores de posio na radiografia , indica se este procedimento foi adequado.

filme sobreposio

Sobreposio entre filmes para a cobertura total.

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1.12. Controle da Sensibilidade Radiogrfica:

Indicadores da Qualidade da Imagem - IQI's (Penetrametros): Para que possamos julgar a qualidade da imagem de uma certa radiografia so empregadas pequenas peas chamadas Indicadores de Qualidade de Imagem (IQI), e que so colocadas sobre o objeto radiografado. Os IQIs so tambm chamados como Penetrametros. O IQI uma pequena pea construda com um material radiograficamente similar ao material da pea ensaiada, com uma forma geometricamente simples e que contem algumas variaes de forma bem definidas tais como furos ou entalhes. IQI ASME e ASTM. Os IQIs americanos mais comuns consistem em uma fina placa de metal contendo trs furos com dimetros calibrados. Os IQIs adotados pela Normas ASME, Sec V e ASTM E-142, possuem trs furos cujos dimetros so 4T, 2T, e 1T, onde T corresponde espessura do IQI. Nesses IQIs, a espessura igual a 2 % da espessura da pea a ser radiografada . Para avaliar a tcnica radiogrfica empregada, faz-se a leitura do menor furo, que visto na radiografia. As classes de inspeo mais rigorosas so aquelas que requerem a visualizao do menor furo do IQI. Dessa forma, possvel se determinar o nvel de inspeo, ou seja, o nvel mnimo de qualidade especificado para o ensaio. O nvel de inspeo indicado por dois nmeros em que o primeiro representa a espessura porcentual do IQI e o segundo o dimetro do furo que dever ser visvel na radiografia. Os nveis comuns de qualidade so os seguintes: Nvel 2 - 2T - o furo 2T de um IQI de 2 % de espessura do objeto deve ser visvel. Nvel 2 - 4T - o furo de 4T de um IQI de 2 % de espessura do objeto deve ser visvel. Nvel 1 - 1T - o furo 1T de um IQI de 1 % de espessura do objeto deve ser visvel (sensibilidade 1 %). Nvel 1 - 2T - o furo 2T de um IQI de 1 % de espessura do objeto deve ser visvel (sensibilidade 1 %). Nvel 4 - 2T - o furo 2T de um IQI de 4 % de espessura do objeto deve ser visvel (sensibilidade 4 %).

354T 1T 2T

TIQI ASME ou ASTM.

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Esses IQI's devem ser colocados sobre a pea ensaiada, com a face voltada para a fonte e de modo que o plano do mesmo seja normal ao feixe de radiao. Quando a inspeo for feita em soldas, o IQI ser colocado no metal de base, paralelo solda e a uma distncia de 3 mm no mnimo. No caso de inspeo de solda, importante lembrar que a seleo do IQI inclui o reforo, de ambos os lados da chapa.

Portanto, para igualar a espessura sob o IQI espessura da solda, devero ser colocados calos sob o IQI feitos de material radiograficamente similar ao material inspecionado. Para efeito da determinao da rea de interesse no devem ser considerados os anis ou tiras de cobre-junta caso existam. Sempre que possvel, o IQI dever ser colocado no lado da pea, voltado para a fonte. Caso isso no seja possvel, o IQI poder ser colocado no lado voltado para o filme, sendo nesse caso acompanhado de uma letra F, de chumbo. Apenas um IQI geralmente usado para cada radiografia se variaes de espessura provocarem uma variao de - 15 % ou + 30% da densidade vista atravs do IQI, na rea de interesse de uma radiografia, ser necessria colocao de um IQI adicional para cada rea excepcional. Em radiografia de componentes cilndricos (tubos, por exemplo) em que so expostos mais de um filme por sua vez, dever ser colocado um IQI por radiografia. Apenas no caso de exposies panormicas, em que todo o comprimento de uma junta circunferencial radiografado com uma nica exposio, permitida a colocao de trs IQI igualmente espaados. A disposio em crculo de uma srie de peas iguais, radiografadas simultneamente, no considerada como panormica para efeito de colocao de IQI, sendo necessrio que a imagem do mesmo aparea em cada uma das radiografias. Quando pores de solda longitudinal forem radiografadas simultneamente com a solda circuferncial, IQI adicionais devem ser colocados nas soldas longitudinais, em suas extremidades mais afastadas da fonte. Para componentes esfricos, onde a fonte posicionada no centro do componente e mais de um filme exposto simultneamente devero ser usados, pelo menos 3 IQIs, igualmente espaados, para cada 360 graus de solda circunferncial mais um IQI adicional para cada outro cordo de solda inspecionado simultneamente.

Tabela 1.2 - Seleo do IQI ASME em funo da Espessura do Material Espessura do Material ( Pol.) at 0,25 , incl. acima de 0,25 at 0,375 acima de 0,375 at 0,50 acima de 0,50 at 0,75 acima de 0,75 at 1,00 acima de 1,00 at 1,50 acima de 1,50 at 2,00 acima de 2,00 at 2,50 acima de 2,50 at 4,00Fonte: Cdigo ASME Sec. V , Artigo 2

Desig. IQI 12 15 17 20 25 30 35 40 50

Lado da Fonte Furo Ident do Fio essencial e dimetro 2T 5 - 0,008 2T 6 - 0,010 2T 7 - 0,013 2T 8 - 0,016 2T 9 - 0,020 2T 10 - 0,025 2T 11 - 0,032 2T 12 - 0,040 2T 13 - 0,050

Desig. IQI 10 12 15 17 20 25 30 35 40

Lado do Filme Furo Diam. do Fio essencial 2T 4 - 0,006 2T 5 - 0,008 2T 6 - 0,010 2T 7 - 0,013 2T 8 - 0,016 2T 9 - 0,020 2T 10 - 0,025 2T 11 - 0,032 2T 12 - 0,040

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IQI ASTM DE FIOS A norma ASTM E- 747 descreve um tipo de IQI denominado tipo fios, que trata de um conjunto de 5 fios de material similar ao do material a ser radiografado com dimetros diferentes , desde o mais fino at o mais grosso, selados em um envelope plstico transparente, contendo identificaes e informaes sobre o IQI. O IQI deve ser colocado sobre a rea de interesse ,no caso de soldas os fios devem estar aproximadamente perpendiculares ao cordo de solda. A seleo do IQI deve ser feita com base na espessura a ser radiografada , verificando qual o fio essencial que dever ser visualizado na radiografia, conforme a tabela.

1 (0,0032)

A S T M

6 (0,010)

6 (0,010)

A S T M

11 (0,032)

2 (0,004)

1 A

01

5 (0,008) 7 (0,013)

1 B

03

10 (0,025)

3 (0,005)

4 (0,0063)

8 (0,016)

9 (0,020)

11 (0,032)

A S T M

16 (0,100)

12 (0,040)

1 C

10

15 (0,080)

13 (0,050)

14 (0,063)

Alguns tipos mais usados de IQI's ASME ou ASTM tipo fios, para ao carbono. Os nmeros indicam os dimetros dos fios em polegadas, as letras "A", "B" e "C" identificam o conjunto de fios ou o prprio IQI

IQI DIN. Cada IQI DIN constitudo por 7 arames, dispostos paralelamente, cujo material radiograficamente similiar ao material ensaiado. A relao entre o dimetro do arame e seu nmero respectivo mostrado na tabela abaixo. Os arames foram divididos em trs grupos, a saber: 1 a 7, 6 a 12 e 10 a 16. Quanto maior o nmero, menor seu dimetro. Cada IQI se caracteriza pelas seguintes informaes: - smbolo DIN. - o nmero 62 (indica o ano de produo deste tipo de IQI. - a abreviatura do material do arame. Por exemplo, FE. - o nmero do arame mais grosso (1, 6 ou10). - smbolo da norma ISO. - o nmero do arame mais fino (7, 12 ou 16). (o nmero do arame mais grosso est do lado do arame mais grosso e do arame mais fino est do lado do arame mais fino).

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IQI tipo fios da norma DIN Tabela de Seleo do IQI tipo DINPara maior nvel de Qualidade Espessura do material (mm) at 6 , inclusive > 6 a 8 > 8 a 10 > 10 a16 > 16 a 25 > 25 a 32 > 32 a 40 > 40 a 50 > 50 a 80 > 80 a 150 > 150 a 200 Fio Essencial ou ndice de Qualidade ( BZ) 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 Para nveis de Qualidade padro Espessura do material (mm) at 6, inclusive > 6 a 8 > 8 a 10 > 10 a16 > 16 a 25 > 25 a 32 > 32 a 40 > 40 a 60 > 60 a 80 > 80 a 150 > 150 a 170 > 170 a 180 > 180 a 190 > 190 a 200 Fio Essencial ou ndice de Qualidade ( BZ) 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

O IQI, sempre que possvel, deve ser colocado no lado da pea voltado para a fonte. Deve ser colocado sobre a solda de forma que os arames estejam perpediculares linha da solda, e de forma que sua imagem aparea na zona central da radiografia. O nmero da qualidade de imagem o nmero do arame mais fino visvel na radiografia. O nmero de qualidade de imagem requerido, dfinido para para cada faixa de espessura de material. A classe de qualidade de imagem funo do rigor com que a inspeo deve ser feita e deve ser especificado pelo fabricante ou projetista do equipamento.

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1.13. Controle da Radiao Retroespalhada ou Retroespalhamento: Quando abordamos a interao da radiao com a matria vimos que o espalhamento inerente ao processo de absoro da radiao. So radiaes de pequena energia que emergem da pea em direo aleatria. Qualquer material, tal como, o objeto, o cho, as paredes ou outros materiais que recebem o feixe direto de radiao, so fontes de radiao espalhada ou dispersa. A radiao espalhada tambm funo da espessura do material radiografado, constituindo a maior porcentagem do total de radiao que atinge o filme, nas radiografias de materiais espessos. Como exemplo, podemos afirmar que ao se radiografar uma pea de ao de mm de espessura, a radiao espalhada que emana da pea quase duas vezes mais intensa que a radiao primria que atinge o filme. A radiao espalhada, portanto, um fator importante, que produz uma sensvel diminuio no contraste do objeto. As telas intensificadoras de chumbo diminuem sensivelmente o efeito das radiaes espalhadas, particularmente aquelas que atingem o filme e que possuem baixas energias. Esse efeito contribui para a mxima clareza de detalhes na radiografia. O uso de fonte de radiao com altas energias, propicia no somente o aparecimento das radiaes dispersas na pea, como tambm as radiaes retroespalhadas, que da mesma forma empobrecem com a imagem no filme. As radiaes retroespalhadas podem ser atenuadas com o uso das telas trazeiras, ou fitros que so lminas de materiais absorvedores (cobre, alumnio, chumbo), dispostos de modo a proteger o filme.

fonte

radiao retroespalhada

objeto filme

solo

Radiao Retro-espalhada.

Peas de grandes espessuras, especialmente fundidos, a serem submetidas ao ensaio radiogrfico utilizando Co60 ou aceleradores lineares, constituem um problema a anlise da imagem no filme nas regies das bordas da pea, pois as mesmas ficam escuras, com densidade acima de 4,0 HD, resultado do espalhamento. A correo deste problema facilmente resolvido utilizando-se mscara, que so blocos de chumbo fundidos na prpria pea, junto s bordas da pea.

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1.14. Clculo do tempo de Exposio do Filme Radiogrfico:

Curvas de exposio para gamagrafia. O tipo mais comum de curva de exposio o que correlacona o fator de exposio com a atividade da fonte, tempo de exposio e distncia fonte-filme. Numericamente, o fator de exposio representado pela formulao:

A.t FE = --------2 d onde: FE = fator de exposio; A = atividade da fonte em milicuries; t = tempo de exposio em minutos; d = distncia fonte-filme em centmetros.

Exemplo de aplicao: Suponhamos, que se realiza um ensaio, por gamagrafia, de uma chapa de ao, com 1,5 cm de espessura (densidade 7,87 g/cm cubicos) para obter uma densidade radiogrfica de 2,0. Para este ensaio dispe-se de uma fonte de Ir-192 com atividade 20 Ci e filme Tipo 1. Pelo grfico de exposio conclui-se que para 1,5 cm de espessura de ao, na densidade radiogrfica de 2,0, corresponde um fator de exposio igual a 50. Lembrando que 20 Ci correspondem a 20.000 milicuries. Tem-se: 20.000 x t 50 = -------------2 d Observa-se que podemos fixar uma das duas variveis, tempo de exposio ou distncia fonte-filme. Quando o tempo de exposio no muito importante, pode-se escolher uma distncia fonte-filme adequada, para melhorar a qualidade radiogrfica. Supondo que a distncia fonte-filme 60 cm, tem-se:

20.000 x t 50 = -------------3600

t = 9,0 minutos

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Tcnico de uma companhia area preparando a inspeo radiogrfica da turbina do avio, utilizando uma fonte de Ir-192. A inspeo radiogrfica das aeronaves em operao uma ferramenta indispensvel para controlar os componentes , e verificar se os mesmos permanecem na mesma condio de fabricao.

Ensaio Radiogrfico da Turbina de um avio (1) (2)

Filme : Classe 1 Fonte: (1) Selelium -75 (2) Irdio-192 Densidade: 2,0 Ecrans: de Pb Revelao: 8 min.

Fator de Exposio para Selenium-75 e Ir-192 , para aos

Existem outras formas de calcular o tempo de exposio para fontes radioativas, utilizando as curvas de exposio Curieshora e Espessura de Ao, nessas curvas figuram vrias retas representando diferentes densidades radiogrficas e elas s podem ser realmente eficientes quando forem obedecidas as condies de revelao, de telas intensificadoras e tipo de filme.

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Quando for muito pequena ou muito grande a distncia fonte-filme utilizada na construo da curva de exposio pode-se alter-la levando em conta a lei do inverso do quadrado da distncia. Para a determinao de um tempo de exposio necessrio, primeiramente a espessura da pea a ensaiar. A seguir, escolhe-se a fonte radioativa e o filme mais apropriado para esse istopo. Determina-se a atividade da fonte radioativa na hora do ensaio e fixa-se a distncia fonte-filme. A seguir, escolhe-se a densidade radiogrfica e determina-se o tempo de exposio. Pode ocorrer, e na prtica de fato ocorre muitas vezes, que o tempo de exposio calculado no adequado porque o fabricante mudou as caractersticas de seus filmes, ou porque elas variam de lote para outro. Em qualquer desses casos, s a experincia prtica ensinar introduzir modificaes oporturnas.

Fator de Exposio para Co-60 , para aos

Curvas de exposio para radiografia. O primeiro fator a ser determinado em uma exposio com Raios X, a voltagem (energia) a ser usada. Essa voltagem dever ser suficiente para assegurar ao feixe de radiao energia suficiente para atravessar o material a ser inspecionado. Por outro lado, uma energia muito alta ir causar uma diminuio no contraste do objeto, diminuindo a sensibilidade da radiografia. De forma a tornar compatveis esses dois fatores, foram elaborados grficos que mostram a mxima voltagem a ser usada para cada espessura de um dade material. muito imporante lembrar que, como materiais diferentes absorvem quantidades diferentes de radiao, existem grficos para cada tipo de material a ser radiografado.

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importante notar que cada grfico fixa uma srie de fatores como segue: - material inspecionado - tipo e espessura das telas - densidade ptica do filme - distncia do foco-filme - tipo de filme usado - tempo e temperatura de revelao do filme

Se qualquer um desses fatores for alterado, o grfico perder a sua validade, fornecendo resultados imprecisos. Outro fator importante, que esses grficos s so vlidos, tambm, para um determinado aparelho. Normalmente, os aparelhos de Raios X, so fornecidos com uma srie de grficos que permitem a sua utilizao em uma vasta gama de situaes.A escolha da miliamperagem e ou do tempo de exposio, prende-se capacidade do aparelho, usando-se o que for mais conveniente.

Curva de Exposio para Raios X , direcional, para aos. 1.15. Avaliao da Qualidade da Imagem

Identificao do Filme: Na identificao do filme deve conter informaes importantes tais como: data do ensaio, identificao dos soldadores, no caso de juntas soldadas, identificao da pea e local examinado, nmero da radiografia, identificao do operador e da firma executante.

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Todas essas informaes devem aparecer claramente no filme radiogrfico, para permitir a rastreabilidade do ensaio. Tais informaes podero ser feitas a partir de letras e nmeros de chumbo dispostos sobre o porta-filmes exposto juntamente com o filme registrando-o de modo permanente. Poder tambm ser utilizado o sistema de telas fluorescentes que consiste em escrever no papel vegetal ou similiar toda a identificao do filme e o mesmo colocado junto a tela fluorescente. Este conjunto montado previamente junto ao filme radiogrfico entre a tela trazeira, na cmara escura, e posteriormente exposto, registrando de modo permanente no filme, toda a identificao.

Determinao da Densidade Radiogrfica: A densidade ptica deve ser medida a partir de aparelhos eletrnicos (densitmetro), ou fitas densitomtricas calibradas, especialmente feitas para esta tarefa. A densidade deve ser sempre medida sobre rea de interesse, por exemplo, sobre a imagem do cordo de solda, no caso de juntas soldadas, e o valor numricamente normalmente recomendado uma faixa de 1,8 at 4,0 HD, sendo que a faixa mais usual e aceitvel pelas principais normas e especificaes, de 2,0 a 3,5 HD. Procedimentos para calibrao do densitmetro e da fita densitomtrica devero ser previstos.

Anlise do IQI: O indicador de qualidade da imagem ou IQI, deve aparecer na radiografia de maneira clara que permita verficar as seguintes informaes: se o nmero do IQI est de acordo com a faixas de espessura radiografada, se o tipo de IQI est de acordo com a norma de inspeo, se o furo ou arame essencial so visveis sobre a rea de interesse, se o posicionamento foi corretamente feito, e finalmente em se tratando do IQI ASME ou ASTM, se a densidade no corpo do IQI est prxima a da rea de interesse.

Defeitos de Processamento do Filme: O trabalho em cmara escura aps a exposio do filme corresponde a parte mais importante do processo radiogrfico, pois caso ocorram falhas tcnicas durante o processamento do filme, todo o servio de preparao de exposio do filme ser perdido. Tais falhas ocorrem na maioria dos casos por manuseio inadequado do filme nesta fase e podem resultar em: Manchas

Geralmente aparecem em forma arredondada que no caso esteja sobre a rea de interesse poder mascarar descontinuidades inaceitveis. Tais manchas decorrem de pequenas gotas de gua que visvel no filme somente contra a luz. Riscos

Geralmente ocorrem por ao mecnica sobre a pelcula superficial do filme, decorrente da sua manipulao durante a preparao e processamento. Tais riscos, visveis sobre filme contra a luz, confundem-se com trincas, sendo assim inaceitveis, devendo o filme ser repetido.

Dobras

Assim como os riscos as dobras aparecem no filme como imagens escuras e bem pronunciadas, tambm decorrentes do manuseio do filme antes e durante a exposio. Por exemplo podem ocorrer com frequncia em peas curvas, com raios pequenos, em que o operador para manter o porta-filme junto a pea deve fora-lo a acompanhar a superfcie, resultando a uma dobra no filme que ser observada aps seu processamento.

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1.16. Tcnicas de Exposio Radiogrfica:

As disposies e arranjos geomtricos entre a fonte de radiao, a pea, e o filme, devem seguir algumas tcnicas especiais tais que permitam uma imagem radiogrfica de fcil interpretao e localizao das descontinuidades rejeitadas. Algumas destas tcnicas que apresentamos a seguir so largamente utilizadas e recomendadas por normas e especificaes nacionais e internacionais. Tcnica de Parede Simples (PSVS): Essa tcnica assim chamada pois no arranjo entre a fonte de radiao, pea e filme, somente a seco da pea que est prxima ao filme ser inspecionada e a projeo ser em apenas uma espessura do material. a principal tcnica utilizada na inspeo radiogrfica , e a mais fcil de ser interpretada.

FILMES

FonteFONTE

(A)FILME

FONTE

(B)

(C)FILMES

Tcnica de exposio parede simples - vista simples

Exposio Panormica: Esta tcnica constitui um caso particular da tcnica de parede simples vista simples descrita acima , mas que proporciona alta produtividade em rapidez num exame de juntas soldadas circulares com acesso interno. Na tcnica panormica a fonte de radiao deve ser centralizada no ponto geomtrico eqidistante das peas e dos filmes, ou no caso de juntas soldadas circulares a fonte deve ser posicionada no centro da circunferncia. Com isso numa nica exposio da fonte, todos os filmes dipostos a 360 graus sero igualmente irradiados, possibilitando assim o exame completo das peas ou das juntas.

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Tcnica Radiogrfica Panormica

Tcnica de Parede Dupla : Tcnica de Parede Dupla Vista Simples (PDVS): Nesta tcnica de parede dupla vista simples , o feixe de radiao, proveniente da fonte, atravessa duas espessuras da pea, entretanto projeta no filme somente a seco da pea que est mais prxima ao mesmo . Frequentemente esta tcnica utilizada em inspees de juntas soldadas, as quais no possuem acesso interno, por exemplo tubulaes com dimetros maiores que 3. polegadas, vasos fechados, e outros.Fonte Tubo Fonte

Tubo Tubo

Filme Filme

(A)Tcnica de exposio parede dupla.

( B)

Tcnica de Parede Dupla Vista Dupla (PDVD) Neste caso o feixe de radiao proveniente da fonte, tambm atravessa duas espessuras, entretanto projetar no flme a imagem de duas seces da pea, e sero objetos de interesse. A tcnica de parede dupla e vista dupla (PDVD) frequentemente usada para inspeo de juntas soldadas em tubulaes com dimetros menores que 3. polegadas.

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1.17. Descontinuidades Internas em Juntas Soldadas. Incluso Gasosas (Poros).

Durante a fuso da solda, pode haver o aprisionamento da mesma, devido a vrias razes como o tipo de eletrodo utilizado, m regulagem do arco, deficincia na tcnica do operador, umidade etc. Estas incluses gasosas podem ter a forma esfrica ou cilndrica. Sua aparncia radiogrfica sob a forma de pontos escuros com o contorno ntido. Algumas destas incluses gasosas assumem uma forma alongada, cilindrica e sua imagem radiogrfica vai depender de uma orientao em relao ao feixe de radiao incidente. Outra forma tpica de incluso aquela que tem a aparncia de um galho ramificado, chamada, tambm, de porosidade Vermiforme.

Radiografia de solda contendo porosidade e falta de fuso

Incluso de Escria.

So devidas ao aprisionamento de escria ou materiais estranhos durante o processo de soldagem. Elas apresentam-se com mais frequncia em soldas de passes mltiplos, principalmente quando a limpeza no bem efetuada entre um passe o outro.

Aparncia radiogrfica de soldas contendo incluses de escria.

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Incluso de Escria em Linha.

Incluses de Escria em Linha, ou Linha de Escria caso particular de incluso, que se manifesta radiograficamente sob a forma de linhas contnuas ou intermitentes. Elas so causadas por insuficiente limpeza das bordas de um determinado passe e so aprisionadas pelo passe seguinte. Falta de Penetrao e Fuso.

Consideramos falta de penetrao, como sendo a falta de material depositado na raiz da solda, devido ao fato do material no ter chegado at a raiz. No caso de no haver passe de raiz (selagem) a falta de penetrao pode ficar aparente. A aparncia radiogrfica em ambos os casos uma linha escura, intermitente ou contnua, no centro do cordo.

Radiografia de solda contendo falta de fuso , incluses em linha Trincas.

As trincas so descontinuidades produzidas por rupturas no metal como resultado de tenses produzidas no mesmo durante a soldagem, sendo mais visvel na radiografia, quando o feixe de radiao incide sobre a pea numa direo sensivelmente paralela ao plano que contm a trinca. A trinca produz uma imagem radiogrfica na forma de uma linha escura com direo irregular. A largura desta linha depender da largura da trinca. Se a direo do plano que contm a trinca coincide com feixe de radiao, sua imagem ser bem escura. De outra forma, ela perder densidade, podendo at no aparecer. Devido ao fato das trincas serem o mais grave defeito de uma solda, devemos ter uma ateno especial para a sua deteco. A imagem das trincas, epsecialmente em filmes de granulao grossa pode no ser muito clara. No caso de dvidas por parte do inspetor, seria aconselhvel uma mudana na direo do feixe de radiao e a utilizao de filmes de granulao fina. Pode ocorrer, tambm, o fato das trincas no serem detectadas, principalmente quando radiografamos peas de grande espessura.

Imagem de radiogrfica contendo trinca e poro

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1.18 Critrios de Aceitao para Ensaio Radiogrfico para Juntas Soldadas O critrio de aceitao a seguir foi extrado do Cdigo ASME Sec.VIII Div.1 , sendo o mesmo aplicvel a juntas soldadas de topo , dividido em dois grupos: Soldas projetadas para ensaio radiogrfico total (pargrafo UW-51) e soldas projetadas para ensaio radiogrfico Spot ( pargrafo UW-52) . As juntas soldadas de topo , de um vaso de presso projetadas conforme o Cdigo ASME , com eficincia 1 , devem ser radiografadas totalmente , mas smente aquelas principais , classificadas como categoria A e B , como por exemplo as soldas longitudinais do casco e conexes e circulares do casco e emendas de fundos. Assim sendo, soldas circulares de conexes menores que 10 de dimetro , soldas entre conexes e casco , no esto sujeitas ao ensaio radiogrfico (ver UW11 do referido Cdigo). Categoria das Juntas Soldadas ( ASME. Sec.VIII Div.1 UW-33)C

A A

A B AD

A B A

A A B A

BD

C

B

A

C

As juntas soldadas de topo , de um vaso , projetadas conforme o Cdigo ASME com eficincia 0,85 , devem ser radiografadas conforme os critrios do ensaio Spot. Neste caso , o ensaio deve ser aplicado para cada soldador ou conjunto de soldadores que participaram da soldagem do casco ou fundos do vaso. A extenso mnima destas soldas deve ser de 152 mm , na prtica utiliza-se metade do comprimento do filme padro ( 8.1/2 ) que excede 152 mm. Portanto, antes de ser aplicado o ensaio Spot deve ser verificado no vaso os soldadores que participaram das soldagens, para se estabelecer a quantidade de filmes necessrios. Critrio de Aceitao para radiografia total (UW-51):

As soldas devero estar livres de: (1) qualquer indicao caracterizada como trinca , zona de fuso ou penetrao incompleta ; (2) qualquer outra indicao alongada na radiografia que tenha um comprimento maior que: (a) pol. para t at pol. ; (b) 1/3.t pata t de pol. at 2.1/4 pol. (c) pol. para t acima de 2./14 pol. onde t a espessura da solda excluindo qualquer refro permitido. Para juntas de topo que tenham diferentes espessuras de soldas , t a mais fina das dessas espessuras. (3) qualquer grupo de indicaes alinhadas que tenham um comprimento agregado maior que t num comprimento de 12 .t exceto , quando a distncia entre duas imperfeies sucessivas exceder a 6.L onde L o comprimento da mais longa imperfeio no grupo. (4) indicaes arredondadas em excesso ao especificado no padro de aceitao do ASME Sec.VIII Div.1 Ap.4 , que reproduzimos alguns exemplos como segue:

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INDICAES ARREDONDADAS ALEATRIAS Concentrao tpica e tamanho permitido em qualquer 6 pol. de comprimento de solda

INDICAO ISOLADA Tamanho mximo conf. Tab.4-1 Grficos para t de 3 mm a 6 mm, inclusive.

AGLOMERADAS

INDICAES ARREDONDADAS ALEATRIAS Concentrao Tpica e tamanho permitido em qualquer 6 pol. de comprimento de solda

AGLOMERADA INDICAO ISOLADA Tamanho mximo conf. Tab. 4-1

Grficos para t acima de 6,3 mm e at 9,5 mm, inclusive

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INDICAO ISOLADA Tamanho Mximo conf. Tab.4-1 Grficos para t acima de 9,5 mm e at 19 mm, inclusive.

AGLOMERADA


AGLOMERADA INDICAO ISOLADA Tamnho mximo conf. Tab.4-1 Grficos para t acima de 19 mm e at 50 mm, inclusive

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Critrio de Aceitao para radiografia Spot(UW-52):

As soldas devero estar livres de:

(1) qualquer indicao caracterizada como trinca , zona de fuso ou penetrao incompleta ; (2) qualquer outra indicao alongada na radiografia que tenha um comprimento maior que: 2/3. t onde t a espessura da solda excluindo qualquer refro permitido. Para juntas de topo que tenham diferentes espessuras de soldas , t a mais fina das dessas espessuras. Qualquer grupo de indicaes alinhadas que tenham um comprimento agregado maior que t num comprimento de 16.t exceto , quando a distncia entre duas imperfeies sucessivas exceder a 3.L onde L o comprimento da mais longa imperfeio no grupo (ver quadro abaixo).

6.t cordo de solda C

L1

L2

L3

Ln

C < 3 x o comprimento da maior indicao do grupo l1 + l2 + l3 + .... + li < t ( espessura do metal base)

O mximo comprimento de uma indicao aceitvel deve ser de pol. Qualquer indicao menores que pol. deve ser aceitvel para qualquer espessura da chapa. (3) Indicaes arredondadas no fator para aceitabilidade de soldas. (4) Caso a radiografia "spot" no apresentar os requisitos mnimos de qualidade requerida, dois "spots" adicionais devem ser radiograficamente examinados no mesmo incremento de solda , localizado fora do local do "spot" original. Se os dois "spots"adicionais examinados mostrarem que a solda est de acordo com os requisitos mnimos de qualidade, ento toda a solda representada pelos trs "spots" deve ser aceitvel, aps a remoo dos defeitos mostrados no primeiro "spot" e reensaio da mesma conforme este anexo. Se pelo menos um dos dois "spots"adicionais mostrarem que a solda no apresenta os requisitos mnimos de qualidade, o comprimento inteiro da solda representada pelas radiografias , dever ser rejeitada. A solda rejeitada , deve ser removida e a junta resoldada, ou como opo, poder ser 100% radiografada, e reparada onde necessrio. Novo ensaio dever ser efetuado , conforme as regras acima descritas .

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Jul./2002

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Exerccios para Estudo : 1) O Ensaio Radiogrfico foi desenvolvido para: a) detectar descontinuidades superficiais. b) inspecionar peas com grandes espessuras. c) detectar defeitos em soldas d) detectar descontinuidades internas em geral. 2) Quanto s propriedades das radiaes gama podemos afirmar que: a) possuem grande poder de penetrao nos materiais leves. b) so geradas no ncleo do tomo. c) podem enegrecer chapas fotogrficas. d) todas as alternativas acima so corretas. 3) Quanto ao poder de penetrao das radiaes, qual a mais penetrante? a) os raios X possuem maior poder de penetrao que os raios gama b) os raios X gama possuem maior poder de penetrao que os raios X. c) a luz ultra-violeta tem mais poder de penetrao que os raios X d) N.D.A 4) Quanto ao tamanho padronizado , dos filmes radiogrficos industriais temos: a) 14" x 17" e 3.1/2" x 8.1/2". b) 3.1/2" x 17" e 4.1/2" x 17" c) 4.1/2" x 8.1/2" d) 2 cm x 45 cm. 5) Uma vantagem dos irradiadores gama em relao aos aparelhos de Raios-X : a) Os irradiadores gama so mais leves e portteis que os aparelhos de Raios-X. b) Os irradiadores gama produzem filmes com maior qualidade que os de Raios-X. c) Os irradiadores gama so mais seguros que os de Raios-X. d) Os irradiadores gama permitem executar filmes pela tcnica panormica. 6) N

curso de soldagem e controlo de qualidade ii

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