PRÁCTICA 1

17
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS PRÁCTICA 1 1 MANEJO DE VARIABLES DE EXPOSICIÓN RADIOGRÁFICA 1.1 OBJETIVOS - Conocer las variables elementales para realizar los cálculos respectivos de tiempos de exposición en probetas. - Entender el uso y aplicación de los diagramas de exposición para rayos x y rayos gamma, curvas características de películas radiográficas, curvas de decaimiento radioactivo, factores de corrección, entre otros. - Conocer las unidades básicas y las definiciones que se utilizan en el manejo de variables de exposición radiográfica. 1.2 MARCO TEÓRICO La radiografía industrial se fundamenta en hacer incidir radiación electromagnética sobre el objeto examinado. Parte de esta radiación será atenuada, por lo que la radiación emergente del objeto tendrá diferente intensidad, que quedará registrada al incidir sobre la película radiográfica. 1.2.1 DEFINICIONES 1.2.1.1 Curie (Ci). Unidad de medida de la actividad de un radioisótopo. 1.2.1.2 Becquerel (Bq). GBq 37 Ci 1 segundo ción desintegra 1 Bq 1 1.2.1.3 Röentgen (R). Es la unidad de radiación X o , que en 1 cm 3 de aire, a condiciones normales de presión y temperatura, producen 2,09 x 10 9 pares de iones. Para rayos X, la radiación se mide en R a 1 m de distancia del foco emisor en la unidad de tiempo. Para rayos la radiación se expresa por el coeficiente de emisión gamma específico E.

description

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

Transcript of PRÁCTICA 1

  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

    PRCTICA 1

    1 MANEJO DE VARIABLES DE EXPOSICIN RADIOGRFICA

    1.1 OBJETIVOS

    - Conocer las variables elementales para realizar los clculos respectivos de tiempos

    de exposicin en probetas.

    - Entender el uso y aplicacin de los diagramas de exposicin para rayos x y rayos

    gamma, curvas caractersticas de pelculas radiogrficas, curvas de decaimiento

    radioactivo, factores de correccin, entre otros.

    - Conocer las unidades bsicas y las definiciones que se utilizan en el manejo de

    variables de exposicin radiogrfica.

    1.2 MARCO TERICO

    La radiografa industrial se fundamenta en hacer incidir radiacin electromagntica

    sobre el objeto examinado. Parte de esta radiacin ser atenuada, por lo que la

    radiacin emergente del objeto tendr diferente intensidad, que quedar registrada

    al incidir sobre la pelcula radiogrfica.

    1.2.1 DEFINICIONES

    1.2.1.1 Curie (Ci).

    Unidad de medida de la actividad de un radioistopo.

    1.2.1.2 Becquerel (Bq).

    GBq 37 Ci1

    segundo

    cindesintegra1 Bq 1

    1.2.1.3 Rentgen (R).

    Es la unidad de radiacin X o , que en 1 cm3 de aire, a condiciones normales de

    presin y temperatura, producen 2,09 x 109 pares de iones. Para rayos X, la radiacin

    se mide en R a 1 m de distancia del foco emisor en la unidad de tiempo. Para rayos

    la radiacin se expresa por el coeficiente de emisin gamma especfico E.

  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

    1.2.1.4 Coeficiente de emisin gamma especfico (E)

    Es el coeficiente por medio del cual se expresa la cantidad de Rentgen producidos

    por cada Curie de radioistopo a 1 m de distancia en 1 hora.

    1.2.1.5 Rad.

    Es la cantidad de radiacin absorbida por el material cuando un cm3 de su masa es

    sometida a 1 Rentgen de irradiacin, equivalente a 100 ergios por gramo de

    material.

    1.2.1.6 Rem.

    Es la cantidad de radiacin absorbida en rads, multiplicado por su factor de

    equivalencia biolgica relativa (EBR).

    1.2.1.7 Equivalente Biolgico Relativo (EBR).

    Cuantifica los efectos biolgicos de los diferentes tipos de radiacin.

    EBR TIPO DE RADIACIN

    1

    20

    10

    5

    10

    Rayos X, gamma y partculas Beta

    Partculas Alfa

    Protones

    Neutrones lentos

    Neutrones rpidos

    1.2.1.8 Perodo de semidesintegracin.

    Tambin conocido como vida media, es el tiempo que transcurre hasta que la

    actividad de la fuente se reduce a la mitad.

    1.2.2 RELACIONES ENTRE VARIABLES.

    1.2.2.1 Exposicin o cantidad de radiacin.

    ktetAER

    ktetIERx

    :

    :

    Donde:

    E: exposicin (mA min, Ci h)

  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

    I: intensidad de exposicin (mA)

    t: tiempo (min, h)

    A: actividad de la fuente (Ci)

    1.2.2.2 Ley de la inversa del cuadrado de la distancia.

    1

    2

    2

    2

    2

    1

    2exp

    1exp

    I

    I

    d

    d

    t

    t

    Donde:

    I: intensidad de la fuente

    d: distancia fuente pelcula

    texp: tiempo de exposicin

    1.2.2.3 Penumbra.

    t

    t

    ed

    eFp

    Donde:

    p: penumbra

    F: tamao del foco 22 baF

    et: espesor a radiografiar

    e: espesor del material base

    d=dfp distancia fuente pelcula

    dfo: distancia fuente objeto

    dop: distancia objeto pelcula

  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

    1.2.2.4 Distancia mnima segn penumbra.

    t

    t ep

    eFd

    max

    min

    Donde:

    dmin: distancia mnima

    pmax: penumbra mxima

    F: tamao de foco

    et: espesor a radiografiar

    Para obtener valores de penumbra aceptables y recomendadas en normas, dmin debe

    utilizar los valores de penumbra mxima, en funcin del espesor del material a

    radiografiar (ASTM E94).

    e, espesor [mm] pmax [mm]

    e < 51

    51 < e < 76

    76 < e < 102

    102 < e

    0,51

    0,76

    1,02

    1,78

    1.2.2.5 Actividad de una fuente de radioistopo.

    2/1

    0

    0

    2

    T

    tn

    AA

    fAA

    v

    nt

    t

    Donde:

    At: actividad de la fuente en el tiempo t

    f: factor multiplicador

  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

    t: tiempo

    A0: actividad inicial de la fuente

    n: semiperodo

    TV: tiempo de vida de la pastilla desde A0 hasta At

    T1/2: vida media

    1.2.3 TIEMPO DE EXPOSICIN.

    vDpnc fffftt exp

    Donde:

    texp: tiempo de exposicin

    tc: tiempo del diagrama de exposicin

    fn: factor de correccin por densidad

    fp: factor de correccin por pelcula

    fD: factor de correccin por distancia

    fv: factor de correccin por varios (mA, kV, material, tcnica, etc)

    Las pelculas tipo II, entre otras, son las siguientes: Cronex NDT 65, 70, 75; Structurix

    D5, D7; Kodak AA, AX. Existen diagramas de exposicin segn el tipo de fuente,

    material, pelcula, densidad, etc. (Ver Anexos).

    1.3 ANEXOS.

    1.3.1 VALORES DE ALGUNAS VARIABLES Y CONSTANTES.

    Algunos de los valores de constantes y variables para el Cobalto 60, Co60; e Iridio

    192, Ir192 son:

    Variables y constantes Radioistopo

    Co60 Ir192

    Semiperodo (T )

    Rango de aplicacin (cm)

    Aluminio

    Acero

    5,3 aos

    15 45

    5 15

    75 das

    3 20

    1 7

  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

    Coeficiente de emisin especfico

    hCi

    mR

    Actividad especfica

    Energa (MeV)

    1130

    1100 Ci/gr

    1,17 1,33

    550

    10 000 Ci/gr

    0,30 0,61

    1.3.2 FACTORES DE EQUIVALENCIA RADIOGRFICA.

    Material (metal) Nivel de Energa

    100 [kV] 150 [kV] Ir192 Co60

    Aluminio

    Aleacin de aluminio

    Todos los aceros

    Cobre

    Zinc

    Bronce

    Plomo

    0,08

    0,10

    1,0

    1,5

    -

    -

    14,0

    0,12

    0,14

    1,0

    1,6

    1,4

    1,4

    14,0

    0,35

    0,35

    1,0

    1,1

    1,1

    1,1

    4,0

    0,35

    0,35

    1,0

    1,1

    1,0

    1,0

    2,3

  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

    Figura 1.1 Curva de decaimiento de los istopos (vlida para el clculo d la

    actividad remanente)

  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

    Figura 1.2 Curvas caractersticas de pelculas radiogrficas, tipos I, II y III

  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

    Figura 1.3 Curvas caractersticas de pelculas radiogrficas, Cronex

  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

    Figura 1.4 Curvas caractersticas de pelculas radiogrficas, FUJI

  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

    Figura 1.5 Curvas caractersticas de pelculas radiogrficas y factores, Structurix

  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

    Figura 1.6 Diagramas de exposicin para acero (hierro), Structurix

  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

    Figura 1.7 Diagramas de exposicin para aluminio, Structurix

  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

    Figura 1.8 Diagramas de exposicin para acero, Structurix

    Diagramas de exposicin para fuentes de radioistopos: Selenio 75, Iridio 192, y

    Cobalto 60. Structurix.

    DENSIDAD PELCULA DISTANCIA

    N = 1

    N = 1.5

    N = 2

    N = 2.5

    T x 1

    T x 1.6

    T x 2.2

    T x 3

    Gevaert Structurix 35 cm (14)

    50 cm (20)

    70 cm (27.5)

    100 cm (40)

    140 cm (55)

    200 cm (80)

    Tx0.25

    Tx0.5

    Tx1

    Tx2

    Tx4

    Tx8.8

    D10 Tx1

    D7 Tx4

    D4 Tx15

    D7 Tx1

    D4 Tx3.7

    D2 Tx15

    A B

    Figura 1.9 Diagrama de operacin de la mquina de rayos x, laboratorio de END.

  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

    PELCULAS RADIOGRFICAS INDUSTRIALES

    GRUPO EASTMAN

    KODAK

    U.S.A.

    KODAK LIMITED

    INGLATERRA

    KODAC

    PATHE

    FRANCIA

    ILFORD LIMITED

    INGLATERRA

    AGFA

    GEVAERT

    BLGICA

    1

    2

    3

    4

    R

    M

    T

    AA

    MICROTEX

    CRYSTALLEC

    R

    M

    T

    DEFINIR

    INDUSTRIAL F

    INDUSTRIAL CX

    Structurix D2

    Structurix D4

    Structurix D7

    5

    6

    * 7

    Industrex D

    Kadirex

    regulix

    Kodirex

    Regulix

    Industrial

    Industrial

    Structurix

    Structurix

    * Las pelculas del grupo 7 son para ser empleadas con pantallas reforzadoras Salinas

    Tabla 1.1 Clasificacin de las principales pelculas para la radiografa industrial

    1.4 PROBLEMAS

    1. Qu corriente se debe usarse para una exposicin de 6 minutos si se sabe que se

    obtiene una buena radiografa de la misma pieza con 10 mA y 3 minutos?

    2. Una fuente de Ir-192 de 18 Ci ha dado radiografas satisfactorias con un tiempo de

    exposicin de 20 min. Cul debe ser la actividad de una fuente de Ir-192 para

    reducir el tiempo de exposicin a 6 min?

    3. Se quiere cambiar la fuente distancia-pelcula de 635 mm a 1016 mm sin cambiar

    la densidad de la pelcula o el tiempo de exposicin. La primera exposicin se hizo

    con una corriente de 8 mA. Cul corriente debe utilizarse para la segunda toma?

    4. Usando la fuente de Co-60 se ha obtenido una placa de densidad 2 con un tiempo

    de 25 min y una distancia fuente-pelcula de 48 in. Cul ser el tiempo de

    exposicin requerido para una distancia de 36 in., obteniendo la misma densidad?

    5. Una radiografa tomada con pelcula tipo II y una exposicin de 15mA-min tiene

    una densidad de 0,6. Si se desea incrementar la densidad a 2,5. Cul ser la nueva

    exposicin? (Utilizar el diagrama densidad-logaritmo d exposicin relativa de la

    gua)

  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

    1.5 INFORME

    1. Tema

    2. Objetivos.

    3. Marco Terico

    - Definir los efectos Compton, fotoelctrico y la produccin de pares.

    4. Anlisis de Resultados

    5. Trabajos y Consultas Especiales

    - Segn la ASTM, cules son los tipos de pelculas radiogrficas?

    - Realizar un cuadro comparativo entre rapidez, contraste y tamao de grano.

    - Resolver los problemas propuestos

    6. Conclusiones

    7. Recomendaciones

    8. Bibliografa