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adiografía Industrial

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  • ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS RADIOGRAFA INDUSTRIAL

    Revisin. 2 - Mayo de 2006 Pgina1 de 20

    Facultad de IngenieraUniversidad Nacional de La Plata

    DEPARTAMENTO DE AERONUTICA

    CATEDRAENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

    RADIOGRAFA INDUSTRIAL

    (Revisin 2)

    REVISADO Y REEDITADOPOR ESTEBAN A. TUJA

    Mayo de 2006

    Profesor Titular: Ing. Aer. Dawid Gomplewicz.Profesor Adjunto: Ing. Aer. Claudio Rimoldi.Ayudante (Dip): Ing. Aer. Laura Rubio.Ayudante (Al): Srta. Mara de la Paz Alonso.Colaborador (AH): Sr. Fernando Cordisco.Colaborador (AH): Sr. Esteban Tuja.

  • ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS RADIOGRAFA INDUSTRIAL

    Revisin. 2 - Mayo de 2006 Pgina2 de 20

    ADVERTENCIA

    La exposicin excesiva a los rayos X o gamma es extremadamente perjudiciales para la salud delas personas; siendo ms peligrosas cuanto menor sea la longitud de onda de las mismas y cuantomayor sea la intensidad de la fuente. Si bien los equipos de radiografa estn diseados para minimizarlos peligros que implica la exposicin a las radiaciones directas o indirectas, se deben observar ciertasprecauciones.

    Los equipos, materiales y productos de radiografa industrial deben ser operados nicamente porpersonal especialmente entrenado en el uso y cuidado de material radiactivo y se debe evitar en todoslos casos la exposicin de las personas a los rayos.

    Adems de un completo conocimiento de los equipos empleados, deben seguirse en todo momento lasinstrucciones de los fabricantes de los mismos.

    Se debern observar en todo instante las medidas de seguridad para la proteccin tanto de losoperadores de los equipos como de los terceros que pudieran estar presentes en las inmediaciones. Eluso de alarmas y/o acordonados de seguridad y el cuidado de las distancias mnimas de seguridadresultan imprescindibles para evitar la exposicin accidental a las radiaciones.

    El uso de dosmetros personales, as como de radimetros, alarmas sonoras, el adecuado vallado yblindaje, son de suma importancia para controlar las tasas de dosis de radiacin recibidas tanto por eloperador como por el pblico.

    Adems de las buenas prcticas, ser necesario cumplir con las leyes nacionales, provinciales y locales.

    En la Repblica Argentina, el uso con fines profesional de radiaciones ionizantes, tales como lasempleadas en las inspecciones por rayos X o gamma, est regulado por la Secretara de Estado deSalud Pblica de la Nacin y por la Comisin Nacional de Energa Atmica, en el marco legalestablecido por la Ley N 19.587 (Ley de Higiene y Seguridad en el Trabajo) y su DecretoReglamentario N 351/79, ms las disposiciones complementarias especificadas en:

    - Decreto N 842/58 (Reglamento para el uso de Radioistopos y Radiaciones Ionizantes);- Ley N 21.664 (Convenio sobre la proteccin de los trabajadores contra las radiaciones

    ionizantes);- Ley N 17.557 (Disposiciones para la instalacin y utilizacin de equipos especficamente

    destinados a la generacin de rayos X); y su Decreto Reglamentario N 6.320/68.

    Las medidas de prevencin y seguridad propias de cada mtodo exceden los alcances del presentetrabajo, cuyo fin es brindar la informacin bsica acerca del uso industrial de las tcnicas radiogrficas.Sin embargo ponemos especial nfasis en el hecho que es obligacin del Ingeniero conocer losriesgos que implica el uso de las tcnicas de inspeccin no destructiva de radiografa industrial.

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  • ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS RADIOGRAFA INDUSTRIAL

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    ENSAYO NO DESTRUCTIVO POR EL MTODO DE RADIOGRAFA INDUSTRIAL

    1) Generalidades:La radiografa industrial es un mtodo de ensayo no destructivo que permite la deteccin dediscontinuidades tanto superficiales como internas en piezas de prcticamente todos los materialesempleados en la industria. Es una tcnica tremendamente verstil, permitiendo radiografiar objetos detodos los tamaos (desde los componentes electrnicos microscpicos hasta componentes de laindustria pesada) y de prcticamente todos los materiales conocidos; ya sean fabricados por forjados,fundiciones, mecanizados, laminados, compuestos, etc, y por separado o bien como parte de unconjunto de piezas ensamblado.

    Mediante el uso de radiaciones de alta penetracin, tales como las usadas en las tcnicas de rayos X ygamma (no ocasionan daos a la pieza inspeccionada), la radiografa proporciona un registro visualpermanente sobre una pelcula sensible (debidamente procesada luego de la exposicin) acerca de lascondiciones que presenta la pieza inspeccionada. En muchos casos resulta de suma utilidad paraobservar lo que ocurre en el interior de un elemento sin necesidad de desarmarlo o destruirlo.

    2) Naturaleza y principio de funcionamiento del mtodo:La inspeccin radiogrfica mediante rayos X o gamma aprovecha las capacidades de penetracin de lasradiaciones electromagnticas ionizantes y su efecto fotoqumico sobre pelculas sensibles (u otrosmedios sensibles a stas) para examinar el interior de los objetos. La informacin que una radiografapuede brindar acerca de un objeto depende principalmente de tres factores, a saber:

    a. La composicin del objeto.b. La densidad del material y el espesor del objeto.c. La energa de los rayos X o gamma que inciden sobre el objeto.

    Los rayos X y gamma son formas deradiacin electromagntica, al igual que laluz visible, la luz ultravioleta, la radiacininfrarroja, las micro ondas y las ondas deradio. Todo este conjunto de formas deradiacin conforman el espectroelectromagntico.

    Los rayos empleados en la radiografaindustrial son aquellos que presentan lasmenores longitudes de onda, lo que lesconfiere la capacidad de ser altamentepenetrantes en la materia. Las radiacionesempleadas son adems del tipo ionizantes,esto es, tienen la propiedad de produciriones al interactuar con la materia(desequilibrio elctrico por desplazamientode electrones).

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    Las principales propiedades de estas radiaciones son las siguientes. Ntese que muchas de ellas sonsimilares a las de la luz.- Se propagan en lnea recta y a la velocidad de la luz.- Producen, en ciertas sustancias, fluorescencia y fosforescencia.- Tienen accin sobre emulsiones fotogrficas.- No son afectados por campos elctricos o magnticos.- No pueden ser desviados por lentes o prismas, pero si por medio de una red cristalina (difraccin).- Las longitudes de onda son muchsimo menores que las del espectro de la luz visible:

    - Luz visible: 3.900 a 7.700 .- Rayos X: 5 a 0,01 .- Rayos Gamma: 0,01 a 0,005 .

    - Atraviesan la materia, dependiendo su penetracin de la naturaleza de la materia y de la energa delos rayos.

    - Pueden, como la luz, producir fenmenos de interferencia, polarizacin y difraccin.- Pueden deteriorar o destruir las clulas vivas y provocar alteraciones genticas o

    cromosmicas.- No son visibles ni pueden ser detectados por ninguno de nuestros sentidos (su presencia solo

    puede ser advertida mediante el uso de equipos detectores especiales). Esto, junto a la propiedadanterior, constituye el mayor factor de riesgo del uso de radiaciones ionizantes.

    Desde el punto de vista de la aplicacin del mtodo, su propiedad ms importante consiste en el hechoque estas radiaciones SON ABSORBIDOS POR LA MATERIA de MANERA DISTINTA para cadamaterial. La absorcin es directamente proporcional a la densidad y espesor del cuerpo irradiado (einversamente proporcional a la energa del rayo). Esta propiedad, llamada ABSORCINDIFERENCIAL nos dar las bases del mtodo. La figura siguiente muestra un esquema de laaplicacin del mtodo.

    FIGURA 1

  • ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS RADIOGRAFA INDUSTRIAL

    Revisin. 2 - Mayo de 2006 Pgina5 de 20

    Una discontinuidad en el material, tal como un hueco, una fisura, o un cambio de forma modificar elespesor efectivo del material y cambiar por consiguiente el grado de absorcin de la radiacin endicha zona. Dado que toda la radiacin que no se absorbe o dispersa en el material es transmitida, lacantidad de radiacin transmitida ser funcin de los cambios localizados que presente el espesorefectivo del material. El efecto de la intensidad de la radiacin transmitida (emergente del material)sobre una pelcula (o film) sensible es la que se aprovechar para detectar las discontinuidades odefectos.Si en la figura anterior, en lugar de un hueco hubiese una inclusin de un material diferente, se tendratambin un cambio en la composicin aparente del material y por consiguiente, un cambio en laintensidad de la radiacin transmitida en esa zona, permitiendo eventualmente su deteccin.

    En resumen: La tcnica de radiografa industrial satisface los requisitos primarios de toda inspeccinno destructiva, a saber:

    a- MTODO: Se tiene una forma de energa (radiacin ionizante) que puede ser producida yaprovechada de manera controlada.

    b- TRANSFORMACIN: Esta forma de energa es capaz de interactuar con el material a serinspeccionado (penetracin y absorcin total o parcial) de manera tal que se producen cambios enla forma de energa, pero no en el material.

    c- DETECCIN e INTERPRETACIN: Luego de dicha interaccin, los cambios sufridos por laforma de energa pueden ser detectados e interpretados para observar la condicin que presenta elmaterial (efecto fotoqumico sobre la pelcula sensible a las radiaciones).

    3) Obtencin de los rayos

    La diferencia entre los rayos gamma y los rayos X radica en la forma de obtencin de los mismos y noen su naturaleza.

    - Rayos X:Los rayos X son producidos por un artefacto elctrico: el tubo de rayos X. Si bien existen tubos devarios tipos, en lneas generales consisten en una ampolla de vidrio al vaco en cuyo interior sedisponen los elementos necesarios para la generacin de los rayos. Estos se generan cuando unacorriente de electrones de altsima velocidad proveniente del