ENSAIO RADIOGRÁFICO

O ensaio radiográfico utiliza raios-X e raios-δ (gama) para mostrar a presença e certas características de descontinuidades internas ao material.
O ensaio baseia-se nos seguintes fatores: a radiação emitida tem a propriedade de penetrar nos corpos sólidos; a radiação interage com a matéria sendo mais absorvida por corpos mais densos do que menos densos; a radiação tem a propriedade de ser captada sobre filme fotográfico, tela fluorescente e etc.
A capacidade de penetração em sólidos depende de vários fatores, tais como comprimento de onda da radiação, tipo e espessura do material. Quanto menor for o comprimento de onda, maior é a capacidade de penetração da radiação.
Parte da radiação atravessa o material e parte é absorvida. Onde existe um vazio ou descontinuidade há menos material para absorver a radiação. Assim, a quantidade de radiação que atravessa o material não é a mesma em todas as regiões.

A radiação, após atravessar o material, irá impressionar um filme, formando uma imagem do material. Este filme é chamado radiografia.

FONTES DE RADIAÇÃO

Raios-X

São produzidos eletricamente e são formados pela interação de elétrons de alta velocidade com a matéria. Quando elétrons de suficiente energia interagem com elétrons de um átomo, são gerados raios-X. Cada elemento quando atingido por elétrons em alta velocidade, emite o seu raio-X característico.
Raios-X contínuos são chamados dessa forma porque o seu espectro de energia é contínuo. As condições necessárias para a geração de raios-X são:

a) Fonte de elétrons;
b) Alvo para ser atingido pelos elétrons (foco);
c) Acelerador de elétrons na direção desejada.


Os geradores de radiação X são aparelhos com dispositivos elétricos e eletrônicos fabricados pelo homem, portanto não constituem uma fonte natural de radiação.

Requisitos básicos para produção de Raios-X

a) Fornecimento de elétrons;
b) Movimento dos elétrons (acelerador);
c) Bombardeamento de elétrons em um alvo;

Geralmente o tubo de raios-X é uma ampola de vidro de alta resistência ao calor.
A qualidade da radiografia está relacionada ao tamanho do ponto focal, que quanto menor, produzirá melhores detalhes de imagem.

Exposição do filme

O filme radiográfico será sensibilizado não somente pela luz mas também pela radiação. Este processo consiste em proteger o filme contra raios de luz e permitir que incida sobre ele apenas a radiação durante a exposição.
As áreas escuras observadas num filme radiográfico, indicam que uma maior quantidade de radiação passou por aquela região correspondente na peça ensaiada.

Quando utilizar o ensaio radiográfico

a) Quando a descontinuidade causar uma diferença detectável na sua espessura, na densidade ou na composição do material.
b) Quando o material for consideravelmente homogêneo.
c) Quando a configuração da peça a ser radiografada permitir o acesso aos dois lados. Um lado para posicionar o filme e outro a fonte.
d) Quando a descontinuidade a ser detectada estiver devidamente orientada em relação ao feixe de radiação.


Raios- δ (Gama)

Os raios- δ são ondas eletromagnéticas de baixo comprimento de onda e com as mesmas propriedades dos raios-X.
Dos isótopos radioativos, o Cobalto 60 e o Irídio 192 são os mais utilizados na radiografia industrial.


Comparação entre os Raios-X e Raios- δ

A diferença mais importante entre os raios-X e δ é o fato de se poder regular a tensão anódica. Com os raios- δ, a única solução é mudar a fonte radioativa. Prefere-se o Irídio para as menores espessuras (de 10 a 60mm para aços) e o Cobalto para as espessuras maiores (de 60 a 160mm para aços).
Os raios- δ são emitidos espontaneamente, não necessitando de aparelhagem ou alimentação elétrica. Em locais onde não existe energia elétrica os raios- δ devem ser usados.
Para espessuras muito altas (acima de 90mm) o poder de penetração dos raios-X não é suficiente.
As instalações para o uso de raios- δ são bem mais baratas que as dos raios-X.
Uma grande vantagem dos raios- δ é a sua emissão esférica a partir da fonte, permitindo efetuar radiografias circunferências em uma única exposição (exposição panorâmica)

Absorção da radiação

Todos os materiais absorvem radiação, alguns mais do que outros. Os materiais mais densos e os de maior número atômico absorvem maior quantidade de radiação do que os materiais menos densos e os de menor número atômico.
A espessura também contribui para a absorção, pois quanto maior a espessura maior a quantidade de radiação irá absorver.

Filme

Áreas de alta densidade (expostas a grandes quantidades de radiação) aparecem cinza escuro; áreas de baixa densidade (expostas a menos radiação) aparecem cinza-claro.
A densidade é o grau de enegrecimento do filme. A densidade é medida por meio de densitômetros de fita ou densitômetros eletrônicos. A medição da densidade é feita no negatoscópio, que é o aparelho usado para a interpretação de radiografias.

Indicadores de Qualidade de Imagem (IQI)

O IQI é um dispositivo, cuja imagem na radiografia é usada para determinar o nível de qualidade radiográfica (sensibilidade). Não é usado para julgar o tamanho das descontinuidades ou estabelecer limites de aceitação das mesmas.
Os penetrômetros, que têm a função de medir a sensibilidade radiográfica, devem sempre ser de material idêntico, ou radiograficamente similar, ao material radiográfico.

Telas intensificadoras (écrans)

São utilizadas com o intuito de filtrar determinadas radiações, protegerem o filme contra radiações dispersas e também atuar como intensificadores, isto é, diminuir o tempo necessário para exposição. A tela mais usada é a tela de chumbo.

Processamento do filme

Existem dois tipos de processamento: o automático e o manual, sendo este último o mais utilizado na indústria do petróleo.
O processamento do filme, consiste basicamente em:

a) Revelação;
b) Banho de parada;
c) Lavagem intermediária;
d) Fixação;
e) Lavagem final;
f) Banho umectante;
g) Secagem.



Proteção

Para se evitar qualquer problema, deve ser rigorosamente seguido o Plano de Radioproteção da empresa executante do serviço e previamente aprovado pela Comissão Nacional de Energia Nuclear – CNEN, o qual prevê as áreas a serem isoladas e os controles a serem efetuados.

Seqüência do ensaio

a) Verificar o material, diâmetro (no caso de tubos) e espessuras a ser radiografada;
b) Selecionar técnica radiográfica;
c) Selecionar a quantidade e dimensões dos filmes;
d) Montar chassis (envelope, telas e filme);
e) Verificar atividade da fonte, no caso de radiografia com raios- δ ou selecionar corrente e tensão no caso de aparelho de raios-X;
f) Verificar a distância fonte-filme e a densidade requerida;
g) Calcular tempo de exposição;
h) Selecionar IQI;
i) Balizar a área, para proteção;
j) Montar conforme arranjo previsto e bater radiografia;
k) Processamento do filme;
l) Laudo;
m) Relatar os resultados.


Vantagens

- registro permanente dos resultados.
- detecta facilmente defeitos volumétricos.

Limitações e desvantagens

- descontinuidades bidimensionais, tais como, trincas, duplas-laminações e falta de fusão, são detectadas somente se o plano delas estiver alinhado ao feixe de radiação.
- é necessário o acesso a ambas as superfícies de uma peça para radiografá-la.
- dependendo da geometria da peça, não é possível obter radiografias com qualidade aceitável, que permitam uma interpretação confiável.
- a radiografia afeta a saúde dos operadores, inspetores e do público e deve, por isso, ser criteriosamente utilizada.
- é necessário a interrupção de trabalhos próximos para a exposição da fonte.
- o custo do equipamento e material de consumo são relativamente altos.
-é um ensaio relativamente demorado.
- no caso de raios-X, o aparelho não é totalmente portátil, dificultando a execução de radiografias em lugares de difícil acesso.
- a interpretação requer experiência e conhecimento dos processos de soldagem, para identificação correta das descontinuidades.