Aula02_RI

Prévia do material em texto

Radiologia IndustrialRadiologia Industrial
Walmor Cardoso Godoi, M.Sc.
http://www.walmorgodoi.comhttp://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
Fundamentos de Radiologia Industrial
• Quando pensamos em aeronaves, automóveis, 
t t i b i t t d t
Fundamentos de Radiologia Industrial
metro, trens, navios, submarinos, etc… todas estas 
máquinas não poderiam ter um bom desempenho 
não fossem a qualidade do projeto mecânico dosnão fossem a qualidade do projeto mecânico, dos 
materiais envolvidos, dos processos de fabricação 
e montagem, inspeção e manutenção.g , p ç ç
• Ensaios Não-Destrutivos (END) permitem avaliar, 
tanto no local de instalação quanto em laboratóriotanto no local de instalação quanto em laboratório, 
um componente, sem modificar suas 
características físicas, mecânicas e dimensionais e ,
sem comprometer o seu uso no futuro. 
• As aplicações da Radiologia Industrial estão no
http://www.walmorgodoi.com
• As aplicações da Radiologia Industrial estão no 
contexto dos END e têm crescido amplamente nos 
últimos 20 anos
Fundamentos de Radiologia Industrial
• Sendo assim, como garantir que os materiais, 
componentes e processos utilizados tenham acomponentes e processos utilizados tenham a 
qualidade requerida ? 
• Como garantir a isenção de defeitos que possam g ç q p
comprometer o desempenho das peças ? 
• Como melhorar novos métodos e processos e 
i i ?testar novos materiais ?
• As respostas para estas questões estão em grande 
parte na inspeção e consequentemente naparte na inspeção e consequentemente na 
aplicação dos Ensaios Não Destrutivos.
http://www.walmorgodoi.com
• Quando se deseja inspecionar peças com 
finalidade de investigar sobre defeitos internos afinalidade de investigar sobre defeitos internos , a 
Radiografia e o Ultrassom são poderosos 
métodos que podem detectar com alta 
ibilid d d i id dsensibilidade descontinuidades com poucos 
milímetros de extensão.
• Outros ensaios não destrutivos também fazem• Outros ensaios não destrutivos também fazem 
parte das ferramentas da qualidade onde podemos 
citar: Partículas Magnéticas , Termografia , g , g ,
Emissão acústica , Correntes Parasitas , 
Líquido Penetrante.
http://www.walmorgodoi.com
Princípios e Fundamentos
• Descrição Genérica do Método e Aplicações
A di fi é ét d d i ã ã– A radiografia é um método usado para inspeção não 
destrutiva que baseia-se na absorção diferenciada da 
radiação penetrante pela peça que está sendo ç p p p ç q
inspecionada.
– A radiografia é um método capaz de detectar com boa 
ibilid d d f i l é isensibilidade defeitos volumétricos.
– Isto quer dizer que a capacidade do processo de detectar 
defeitos com pequenas espessuras em planosdefeitos com pequenas espessuras em planos 
perpendiculares ao feixe, como trincas, dependerá da 
técnica de ensaio realizado.
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
No âmbito dos ensaios não destrutivos devemosNo âmbito dos ensaios não destrutivos devemos 
salientar seis propriedades da radiação penetrante 
que são de particular importância:que são de particular importância:
‰deslocam-se em linha reta;
‰ d i i l f ê‰podem atravessar materiais opacos a luz, ao fazê-
lo, são parcialmente absorvidos por esses 
materiais;materiais;
‰podem impressionar películas fotográficas, 
formando imagens;formando imagens;
‰provocam o fenômeno da fluorescência ;
‰ f i é i‰provocam efeitos genéticos ;
‰provocam ionizações nos gases.
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
• Partículas “ALFA”: dois nêutrons e dois prótons, caracterizando um 
núcleo atômico de Hélio. Devido ao seu alto peso e tamanho, elas 
t ã ã f il t b idpossuem pouca penetração e são facilmente absorvidas por poucos 
centímetros de ar.
P tí l “BETA” ã tit íd lét• Partículas “BETA” são constituídas por elétrons, que possuem 
velocidades próximas da luz, com carga elétrica negativa. Possuem um 
poder de penetração bastante superior às radiações Alfa, podendo ser 
absorvidas por alguns centímetros de acrílico ou plásticos, na suaabsorvidas por alguns centímetros de acrílico ou plásticos, na sua 
grande maioria.
• Raios “GAMA” são de natureza ondulatória, ao contrário das demaisRaios GAMA são de natureza ondulatória, ao contrário das demais 
que tem características corpusculares. Devido a isto, adquire um alto 
poder de penetração nos materiais. 
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
• O poder de penetração das radiações 
l é i R i X G ãeletromagnéticas, Raios X e Gama, são 
caracterizadas pelo seu comprimento de onda (ou 
i )energia) .
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
Escolha da fonte de radiaçãoEscolha da fonte de radiação 
gerador de raios X ou fonte radioativa ?
• Energia (keV)
Coeficientes de absorção dos materiais do objetoCoeficientes de absorção dos materiais do objeto,
Dimensões do objeto
id d d f (fó / )• Intensidade da fonte (fótons / s) 
Tempo de obtenção da radiografia (tempo de integração)
• Tamanho focal da fonte (spot size)
R l ã i l d j d f i bResolução espacial desejada – efeito penumbra
http://www.walmorgodoi.com
Áreas Radiologia IndustrialÁreas Radiologia Industrial 
Tomografia 
Computadorizada
G t i d
Radiografia
Filme Detectores DigitaisGeometria do 
objeto
Detectores Digitais
Processamento de ImagensProcessamento de Imagens
Reconhecimento de PadrõesReconhecimento de Padrões
Axial Planar
Fatias 2D (slices)Fatias 2D (slices) LaminografiaLaminografia
Reconhecimento de PadrõesReconhecimento de Padrões
Volumes 3DVolumes 3D Tomossíntese DigitalTomossíntese Digital
http://www.walmorgodoi.com
Equipamentos e Fontes de Radiação
• Raios X
http://www.walmorgodoi.com
Como produzir raios XComo produzir raios-X
http://www.walmorgodoi.com
Como produzir raios-X
Para obter-se 
imagens com g
nitidez máxima, 
as dimensões do 
foco óptico devemfoco óptico devem 
ser as:
a)menores possíveis.) p
b)maiores possíveis
c)independe
http://www.walmorgodoi.com
A li õ d R di fi T fiAplicações de Radiografia e Tomografia
Tubulações e Equipamentos
Modelo MHF 200 DModelo MHF 200 D 
Tensão e Corrente 30-200 kV, 1-8 mA 
Penetração 42 mm Fe 
http://www.walmorgodoi.com
http://www.gilardoni.it/en_mhf.htmhttp://www.gilardoni.it/en_mhf.htm
ç
Tamanho Focal 1,5 x 1,5 mm 
Massa 21 Kg 
http://www.walmorgodoi.com
Tubos de Raios X
http://www.walmorgodoi.com
Energia Máxima dos Raios X
• Duas grandezas são geralmente usadas para 
descrever um determinado feixe de Raios 
X: a qualidade e a intensidade de q
radiação.
http://www.walmorgodoi.com
Energia Máxima dos Raios X
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
PAG 19
http://www.walmorgodoi.com
Aceleradores Lineares
• similares aos aparelhos geradores de radiação 
X convencionais com a diferença que os 
elétrons são acelerados por etapas por campos 
magnéticos seqüenciais e por meio de uma 
onda elétrica de alta freqüência, adquirindo q , q
altas velocidades ao longo de um tubo.
• Para uso industrial em geral são usados• Para uso industrial em geral são usados 
aparelhos capazes de gerar Raios X com 
energia máxima de 4 MeV
http://www.walmorgodoi.com
energia máxima de 4 MeV.
• Os aceleradores lineares e os betatrons são 
lh d i d i ã daparelhos destinados a inspeção de componentes 
com espessuras acima de 100 mm de aço.
• As vantagens do uso desses equipamentos de 
grande porte, são:
– foco de dimensões reduzidas (menor que 2 mm)
– tempo de exposição reduzido
– maior rendimento na conversão em Raios X
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.comhttp://www.walmorgodoi.com
Raios Gama
• Atividade de uma fonte
• A atividade de um radioisótopo é 
caracterizada pelo número desintegraçõescaracterizada pelo número desintegrações 
que ocorrem em um certo intervalo de 
ttempo.
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
• Meia -Vida
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
Fontes de raios gama
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
Equipamento Crawler
• Este equipamento foi desenvolvido para radiografias de 
soldas em linhas de tubulações do tipo gasoduto ousoldas em linhas de tubulações do tipo gasoduto ou 
oleoduto com diâmetros de 6 pol. até 60 pol., dependendo 
do modelo. Ele pode ter incorporado um gerador de raios-do ode o. e pode e co po do u ge do de os
X de 160 kV até 300 kV ou uma fonte gama de Ir-192 ou 
Se-75.
http://www.walmorgodoi.com
Equipamento Crawler
http://www.walmorgodoi.com
Radiografia Industrial Convencional
http://www.walmorgodoi.com
Equipamentos de raios X
SISTEMA CT2000
Equipamentos – LACTEC
SISTEMA CT2000
Atualmente 
alterado
Unidade de
http://www.walmorgodoi.com
Unidade de 
Controle
Equipamentos de raios X
Aqui no LACTEC
Equipamentos – LACTEC
Aqui no LACTEC
Sistema de radiografia 
digital (SISTEMA RDP)digital (SISTEMA RDP) 
adequado a aplicação em 
materiais poliméricos com 
a possibilidade de realizara possibilidade de realizar 
radiografias em campo 
(portátil).
Aplicações em outros p ç
materiais, tais como, 
concreto, alumínio, 
acrlíco,
epoxi
http://www.walmorgodoi.com
Fundamentos de Radiografia e Tomografia
Equipamentos – Aqui no LACTEC
•Gerador de raios X portátil•Gerador de raios X portátil
•Detector plano de raios X 
(flat panel)
•Placa de aquisição dePlaca de aquisição de 
imagens (frame grabber)
•Cabos de comunicação
•Controle desenvolvido
•Sofware desenvolvido 
http://www.walmorgodoi.com
Fundamentos de Radiografia e Tomografia
H t Ph t i K K
Fundamentos de Radiografia e Tomografia
Equipamentos – Aqui no LACTEC
Hamamatsu Photonics K.K. 
Solid State Division
•Área efetiva de 120 mm x 120 mm;
•Tamanho de pixel de 50 μm;
•Resolução de 8 line pairs/mm;
•Dimensão da matriz imagem de 
2400 2400 i l2400 x 2400 pixel;
•Saída digital resolução de 12 bits;
•Taxa de amostragem de 9 
frames/sframes/s.
http://www.walmorgodoi.com
Fundamentos de Radiografia e TomografiaFundamentos de Radiografia e Tomografia
Equipamentos – Aqui no LACTEC
Gerador de raios X
Microfoco
Kevex X-ray modelo PXS5-722SA
•Máxima tensão e corrente no tubo -
70kV - 0,1mA ;
Di ã d f i ( t i )•Dimensão do feixe (spot size) -
10μm;
•Tensão de alimentação - 12V±3V;
•Consumo de corrente na tensão;•Consumo de corrente na tensão; 
nominal - 2,4 A;
•Material do alvo – tungstênio;
•Peso – 3 2 kgPeso 3,2 kg.
http://www.walmorgodoi.com
ÕAPLICAÇÕES RADIOGRAFIA E TOMOGRAFIA 
INDUSTRIAL
http://www.walmorgodoi.com
Aplicações de Radiografia e Tomografia
Indústria Eletrônica
• Fontes de raios X - Microfoco
Aplicações:
Non-Destructive Inspection
X-ray CT System
In-line X-ray Inspection System
http://www.walmorgodoi.com
[Applicable Objects]
Electronic component / Printed circuit board / Plastic component / Metal component 
Food / Beverage / Medicine & drug / Bioproduct
Aplicações da Radiografia e Tomografia Industrial
Indústria Eletrônica
Análise de soldas em placas de computador
http://www.walmorgodoi.com
Aplicações da Radiografia e Tomografia Industrial
Indústria Eletrônica
Análise de equipamentos eletrônicos
http://www.walmorgodoi.com
Aplicações da Radiografia e Tomografia Industrial
Indústria Eletrônica
Análise de equipamentos eletrônicos
http://www.walmorgodoi.com
Aplicações da Radiografia e Tomografia Industrial
Indústria Eletrônica
Análise de equipamentos eletrônicos
http://www.walmorgodoi.com
Aplicações da Radiografia e Tomografia Industrial
Indústria Eletrônica
Análise de equipamentos eletrônicos
http://www.walmorgodoi.com
Aplicações da Radiografia e Tomografia Industrial 
Indústria de Alimentos
http://www.walmorgodoi.com
Aplicações da Radiografia e Tomografia Industrial 
Indústria de Alimentos
http://www.walmorgodoi.com
Aplicações da Radiografia e Tomografia Industrial 
Indústria Farmacêutica
http://www.walmorgodoi.com
Aplicações de Radiografia e Tomografia
Indústria Metalúrgica
Tomografia de peças grandes
http://www.walmorgodoi.com
Aplicações para Solda
http://www.walmorgodoi.com
Aplicações em Solda
http://www.walmorgodoi.com
A li d di fi fiAplicações de Radiografia e Tomografia
Tubulações: Detecção do Cordão de Solda
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
A li d di fi fiAplicações de Radiografia e Tomografia
Tubulações: Detecção do Cordão de Solda
http://www.walmorgodoi.com
A li d di fi fiAplicações de Radiografia e Tomografia
Tubulações: Detecção do Cordão de Solda
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
Aplicações de Radiografia e Tomografia
Componentes Poliméricos – Setor Elétrico
http://www.walmorgodoi.com
Aplicações de Radiografia e Tomografia
Componentes Poliméricos – Setor Elétrico
http://www.walmorgodoi.com
A li d di fi fiAplicações de Radiografia e Tomografia
Análise de Cabos
Radiografia digital de
um cabo de energia.
180 projeções
Imagem tomográfica
Secção transversal do objetop j ç
http://www.walmorgodoi.com
Aplicações de Radiografia e Tomografia
Tomografia Industrial Tridimensional
Software desenvolvido em
Linguagem C++ e Java 
Primeiros testes realizados 
em TCL
Pistão de motor a combustão
http://www.walmorgodoi.com
A li õ d R di fi T fiAplicações de Radiografia e Tomografia
Tomografia de Madeira
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com
http://www.walmorgodoi.com