practica 1 - copia.pdf

ESCUELA POLITECNICA NACIONAL

LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS 2012

pnÁcrrcA r.

MANEJo DE vARTABLES DE EXposIcIóN RADrocnÁErcA.

1.1 OBJETIVOS.

. Resolver problemas relacionados con el manejo de variables de exposición

radiográfica.

. Utilizar diagramas de exposición para rayos x y rayos gamma, curyas

características de películas radiográficas, curvas de decaimiento radioactivo,

factores de corrección, etc.

1.2 MARCO TEÓRICO.

La radiografía industrial se fundamenta en hacer incidir radiación electromagnética

sobre el objeto examinado. Parte de esta radiación será atenLrada, por lo que la

radiación emergente del objeto tendrá diferente intensidad, que quedará registrada al

incidir sobre la película radiográfica.

I.2.I DEFINICIOI{ES.

l.2.l.l Curie (Ci).

Unidad de medida de la actividad de un radioisótopo.

t.2.t.2

lBq:1

Becquerel (Bq).

desintegración

segundo

1Ci :37 GBq

1.2.1.3 Róentgen (R).

Es la unidad de radiación x ó y, que en 1 cm3 de aire, a condiciones normales de

presión y temperatura, producen 2,09'10e 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 y la

radiación se expresa por el coeficiente de emisión gamma específico Ey.



1.2.L.4 Coeficiente de emisión gamma específico (Ey)

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

cada Curie de radioisótopo a 1 m de dlstancia en t hora.

1.2.1.5 Rad.

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

sometida a 1 Róentgen de irradiación, equivalente a 100 ergios por gramo de material.

1.2.1.6 Rem.

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

equivalencia biológica relativa (EBR),

1.2.1.7 Equivalente Biológico Relativo (EBR).

Cuantifica los efectos biológicos de los diferentes tipos de radiación.

EBR TIPO DE RADIACION1

2A10A.

'10

Rayos X, gamma y partículas BetaParlículas AlfaProtonesNeutrones lentosNeutrones rápidos

1.2.1.8 Período de semidesintegración.

También 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 VAzuABLES.

1.2.2.1 Exposición o cantidad de radiación.

Rx E:I't=kteRy:E - A't:kteDonde:

E: exposición (mA min, ó Ci h)

l: intensidad de exposición (mA)

t: tiempo (min, h)

A: actividad de la fuente (Ci)

ESCUELA POLITECNICA NACIONA,L


7.2.2.2 Ley de la inversa del cuadrado de la distancia.

Donde,

t:

d:

texpl

1.2.2.3 Penumbra.

t ,2t,^pl dr' 12:-

)t"*p2 dr' 11

intensidad de la fuente

distancia fuente - película

tiempo de exposición

p-

penumbra

r-tamaño del foco f - 'J At + b'espesor a radiografiar

espesor del material base

distancia fuenie película

d istancia fuente objeto

distancia objeto película

tt,

1

I

I

iI

Donde:

p.

--l-.

A,'vl.

e:

d=dfp

dfo:

dop:

objetr:

t' t

II

iI

II p8t'tunlll.rt[l

1.2.2.4 Distancia mínima según penumbra.

t-

r - f '€,

-od ,.,,in: - Ltpmax

Donde:

dmin. distancia mínima

Pmaxt penumbra máxima

F: tamaño de foco

foco

ESCUELA POLITECNICA. NACIONAL

LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS 20I2

et. espesor a radiografiar

Para obtener valores de penumbra aceptables y

utilizar ios valores de penumbra máxima, en

radiografiar (ASTM E94)

recomendadas en normas, dn,'¡n debe

función del espesor del material a

1.2.2.5 Actividad de una fuente de radioisótopo.

A, = Ao'fA^Á_u

-1 L, -'2"

t,,tt

- 7,,,

Donde:

At: actividad de la fuente en el tiempo t

f: factor multiplicador

t: tiempo

Ao: actividad inicial de la fuente

n: semiperíodo

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

Ttni vida media

I.2.3 TIEMPO DE EXPOSICIÓN.

espesor [mm] pmax [mm]

e<5 1

51 <e<7676<e<102102<e

0,510,761,021,79

t"*, : t r' -fr' .f ,' -f ,' .f,Donde:

t"*pt tiempo de exposición

t"l tiempo del diagrama de exposición



fni factor de corrección por densidad

fp: factor de corrección por película

fo: factor de corrección por distancia

fut factor de corrección por varios (mA, kv, materiar, técnica, etc)

Las películas tipo Il, entre otras, son las siguientes: Cronex NDT 65, 70,75., Structurix

D5, D7; Kodak AA, AX. Existen diagramas de exposición según el tipo de fuente,

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

1.3 AI\EXOS.

1.3.1 VALORES DE ALGUNAS VARIABLES Y CONSTANTES.

Algunos de los valores de constantes y variables para el Cobalto 60, Co6O; e lridio 1g2,

1r192 son:

VARIABLES Y CONSTANTES RADIOISOTOPOCo60 1r192

Semiperíodo (T112)Rango de aplicación (cm)

AluminioAcero

Coeficiente de emisión ,v específicomR

-hLtActividad específicaEnergía (MeV)

5,3 años

4tr ,¡itr

5 - 151 '130

'1 100 Ci/gr1,17 - 1 ,33

75 días

3-2A/,at- I

550

1O 000 Ci/gr0,30 - 0,61

1.3.2 FACTORES DE EQUIVALENCTA RADTOCnÁrrCe.

MATERIAL (METAL) NIVEL DE ENERGiA100 [kvl 1s0 [kvl 1r192 Co60

AluminioAleación de aluminioTodos los acerosCobreZincBroncePlomo

0,080ln'l,0

]'u

14,0

4,120,141,0'i,6

1,41,414,0

0,350,351,01,1

1,1

1,1

4,0

0,350,351,011t,t1,01,0¿.J



1,fiüü

ü.5üü

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ü,1ü0

ü.üqq

0.ü3

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[t.ü1ü

ü.üüF

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Selltil¡eriotl*+ tl ¡¡llsr:tl¡ ritlos:

3il 's ' tlelirctl¡v¡tj

¡lrllff 5 tl,t, crlrre$¡iolttl+

rur f¡tl*r tle ti.03 luetto'

Al='lü0x0.03=3'0il¡

\\

\\

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\\

\\

ü 10 12

Curva de decaimiento d* los radioi¿étopüs. parü el calcul* de la

attividad remf,nente0RDENADAS: Actividad rernanentÉ f ümfi frate ion de la inicinl

ABSüISAS : Ti+mpo transcurrido' en p*riodo: de c*midesint*gracién

Figura 1. Curva de decaimiento de los isótopos (valida para elcálculo d la actividad remanente)

10



CARATTERISTIüAS DE LA PELICULA

TrilS cit^ÉT iFOEI

- l¡{5TnUf,Tln¡iÜH LY,D0 rl0rl lj5E

- nALliüüRAtrll¡cSTAHDARD,

É{É{n7fi z.tlü

LOG, EXFOSITION RELATIVA

Figura 2. Curvas caracteristicas de películas radiográficas, tipos l, ll y lll

11



t Li m\JA5 *A R,e trE Fil STt tA$trEl:flfi ULñ5 fi HüF{EHg F"¡NT É1, 75, TIJ,

85, 55, 45, 35

Erpi;:=i¿:iü,,r¡ Éf*-r' ri.v tt.¡iiá r*r''¡

F r r+{: n 5 a ry i i e r. I n I :" Tlf

-,

i; J if::,:;i' T H#d.i É fiE

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F+nt¡rl]a : Fr¡:¡r¡tir .{¡J5' Fl.r-+tÜ" E (fiilr5!Hrr'rr] *nr*¡:lr;* d',*, g'rrJe ¡ ¡"'j i ¡: a úl

F.raT F5 jE3 F {5 E5

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L'Ll,i.ji¿LriI T Á,{iJ. fi',{ F i_¡5I4l li-Jt',1 fÉE L.Á.1 l'*lÁ

fÉ :L'¿"

Figura 3. Curvas características de películas radiográficas, Cronex

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ESCUELA PA L{TEC NIC A N AC I O N AL


lvlanusi Procg3slnl

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PfiOCESSt]3!i'i:r_ljr r'rl

Figura 4. Curvas características de películas radiográficas, FUJI

13

ESCUELA POLITEGNICA NACIONAL


CURVAS DEHSITOiUIETR ICAS

tj!tI

a¡t

1,0

'¡.5

lTi"q' rqq l

Iw;tr.lal

Ret*t lrre exFosurÉ fact'ors

100 kv{1} zs0ku É} lr 192 f3l Cs60 {{) UHAC/SMeV(S) COHTRASÍ{'}

STRUTTUR$X D2 9.0 7.0

STRUCTLJRIX Dss'c' 9.5 s.0

STRUCTURIX D4s.c, 5.4 ¡1.8

STRUCTURIX D3 4.'I 4.3

STRUCTURIX D4 3.0 2.7

STRUCTIJR*X D5 1.7 'I.5

STRUCTUREX D7 'I.O I,OgTRUCTURfiX D8 0.6 $.65

8.0 9.0

5.0 5.0

3.0 3.0

1.5 1.5

't.o 1.0

0.6 s.6

9.0

5.1

3"'l

1.5

1.0

0.6

6.0

5.3

4.S

5.5

5.45,4

5.44.3

Figura 5. curvas características de películas radiográficas y factores' structurix

14



iü

F'.--.

F: .-.

liE :Hli-E=.-- -.=

ÉfÉFEÉ + *_Éi.s-¿¡r

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FFüAEE=tl-u=EFrJi

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FI¡J¡(É=FuüFrjt

F

Figura 6. Diagramas de exposición para acero (hierro), Structurix

15

ESCUELA POLITEGNICA NACIONAL


-É¡fE

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=bJEÉFut

+III uE'fJt

m:Éfn,*, + n n .-gnüi:vir'l É.' ii"

-;-:--"Figura 7. Diagramas de exposiciÓn para aluminio, structurix

16



Cobalt 6O

Selenlum 75

trldlum 192

- - 1000

LJ

10ü00

r j 1ü0C-tr i_,

rl

10ü0n

10 ?0 39 40 50 Éh 70 80 90 100 110 l?0 l30nl40

Di.---

l¡t,.--.-.",;ll-.1I L?ftr!:r - |

I !.FD tt't I

]5 {n

r 10r'i0i:l

D: i,,-"'-"'^="' D¡

FiguraS.Diagramasdeexposiciónparaacero,structurix

Diagramas de exposiciÓn para fuentes de radioisótopos: selen¡o 75, lridio 192,y

Cobalto 60' Structurix'

l0+0n #10

17



IL

tr¡

4

H

mrn 5 i0 15 ?Ü ?5 3ü 35 . 4A

€f @ Ecrr,-r., Flr:,¡rb, - Leod 5jerecns - B.lri{+lien - P*rrltll¡r de Ploma

T TEmrls ie F*se - Expos,-tre trrnr: * Belrrht,-'ngsie:l -Tiempos de exDD5i(!ürr

DENSIDAD PELiCULA DISTANCIA

N=1N = 1.5N=2N=2.5

Tx1Tx1.6T x2.2Tx3

Gevaert Structurix 35 cm (14")50 cm (20")70 cm (27.5")100 cm (40")140 cm (55")200 cm (80")

TxO.25TxO.5Tx1Tx2I X4|

Tx8.B

D10D7D4

Tx1Tx4Tx1 5

D7D4D2

Tx1Tx3.7Tx1 5

B

ULAS RADIOGRAFICAS INDUSTR

KODAC I ILFORD LIMITEDPATHE ] INGLATERRAFRANCIA

KODAK LIMITEDINGLATERRA

GRUPO NSTN¡NN KODAK

Siructurix D2Structurix D4Structurix D7

INDUSTRIALF

INDUSTRIAL CXMICROTEX

CRYSTALLEClndustrial

lndustrial

n Pántallas reforzadoras Salinas

Frgura L Dbgrama de operación de la máquina de rayos x, laboratorio de END.

AGFAGEVAERTBÉLGICA

películas para la radiografia industrial

18



1.4 PROBLEMAS

1. eue corriente se debe usarse para una exposición de 6 minutos si se sabe que se

obtiene una buena radiografía de la mismapieza con 10 mA y 3 minutos.

2. Una fuente de lr-1g2 de 1B Ci ha dado radiografías satisfactorias con un tiempo de

exposición de 20 min. Cual debe ser la actividad de una fuente de lr-192 para

reducir el tiempo de exposición a 6 min'

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

densidad de la película o el tiempo de exposición. La primera exposición se hizo con

una corriente de 8 mA. Cuál 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-película de 48 in. cuál será el tiempo de

exposición requerido para una distancia de 36 in., obten¡endo la misma densidad'

b. Una radiografía tomada con pelicula tipo ll y una exposiciÓn de 15mA-min tiene una

densidad de 0,6. Si se desea incrementar la densidad a 2,5. Cuál será la nueva

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

guía)

1.5 INFORME.

1. Tema

2. Objetivos.

3. Marco Teorico

- Definir los efectos compion, fotoeléctrico y la producción de pares'

4. Análisis de Resultados

5. Trabajos y Consultas Especiales

- Según la ASTM, cuales son los tipos de películas radiográficas' Realizar un

cuadro comparativo entre rapidez, contraste y tamaño de grano'

- Resolver los problemas propuestos

19

ESCUELA FOLITECNICA NACIONAL

LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS 2OO5

6. Conclusiones

7. Recomendaciones

8. Bibliografía

20

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