آزمون راديوگرافي

 اهداف
 يافتن عيوب موجود در قطعه شامل عيوب سطحي و غير سطحي

 تئوري

پرتوهاي الكترومغناطيسي با طول موج بسيار كوتاه (پرتو X يا پرتو γ (به درون محيط هاي جامد نفوذ مي كننـد، امـا جزئـي از آنها به وسيله محيط جذب مي شوند. مقدار جذبي كه صورت مي گيرد به چگالي و ضخامت ماده اي كه پرتو از ميـان آن مـي گذرد و همچنين به مشخصه هاي پرتو بستگي دارد. پرتو گذرنده از ميان ماده را مي توان بر روي فيلم يا كاغذ حساسي آشكار ساخته و ثبت كرد، يا بر روي صفحه فلورسان نمايش داد و يا سرانجام به وسيله دستگاه هاي الكترونيكي آشكار كرده و نشان داد. به بياني دقيق تر، واژه پرتونگاري به فرآيندي اشاره دارد كه در آن تصويري بر روي فيلم توليد مي شود. در صورت ايجاد تصويري دائمي بر روي كاغذ حساس به تابش ، فرآيند را پرتونگاري كاغذي مي نامند. سيستمي را كه در آن تصويري نهان بر روي صفحه باردار الكترواستاتيكي ايجاد مي شود و اين تصوير نهان براي توليد تصويري دائم بر روي كاغذ به كـار مـي رود، پرتونگاري خشك مي نامند. فرآيندي را كه در آن تصويري گذرا بر روي صفحه فلوئورسان توليد مي شود فلوئورسكوپي مـي نامند و هنگامي كه شدت پرتو گذرنده از ميان ماده رابه وسيله دستگاه الكترونيكي نشان مي دهند، اين فرآيند را تابش سـنجي مي نامند. هنگامي كه از باريكه نوتروني به جاي پرتوايكس يا پرتو گاما براي انجام بازرسي استفاده مي كننـد بـه ايـن فرآينـد پرتونگاري نوتروني ناميده مي شود. اصل اساسي در بازرسي پرتونگاري، قرار گرفتن جسم مورد بررسي در مسير تابش پرتو X يا چشمه پرتو γ است. ماده ثبـات، معمولاً فيلم، را نزديك به جسم مورد بررسي و در طرف مقابل چشمه باريكه قرار مي دهند. پرتو X يا γ را همانند نـور مرئـي نمي توان در كانون متمركز كرد و در بسياري موارد پرتو گسيل شده از چشمه به صورت باريكـه اي مخروطـي خواهـد بـود. مقداري پرتو به وسيله جسم جذب مي شود و مقداري از آن از جسم مي گذرد و به فيلم برخورد مي كند و تصويري نهان بـه وجود مي آورد. اگر جسم ، حاوي نقصي باشد كه توان جذب متفاوتي نسبت به ماده جسم داشته باشد ، آن گـاه مقـدار پرتـو گسيل شده از جسم، درست زير نقص، نسبت به پرتو گسيل شده از ناحيه هاي مجاور بـدون نقـص، متفـاوت خواهـد بـود. هنگام كه فيلم ظاهر مي شود، سطحي با چگالي تصويري متفاوت كه وجود ترك را در ماده نشان مي دهد، ديده خواهـد شـدبدين ترتيب، نقص به صورت سايه اي در فيلم ظاهر شده نمايان مي شود. اين سايه بسته به ماهيـت نقـص و مشخـصه هـاي جذب نسبي آن، ممكن است چگالي كمتر يا بيشتري نسبت به تصوير اطراف خود داشته باشد. نشانه هاي شناسايي و نشانگرهاي كيفيت تصوير نشانه هاي شناسايي را از سرب يا آلياژ سرب مي سازند و معمولاً به شكل حروف و اعداد مي باشند. آنهـا را در حـين تنظـيم دستگاه به وسيله نوار چسب به قطعه آزمون يا جعبه فيلم مي چسبانند. نشانه ها را بايد به گونه اي قرار داد كه هيچ قسمتي از قطعه را تيره نسازند، زيرا سايه نشانه هاي فلزي سنگين سبب پوشاندن نقص هاي منطبق با آنها خواهد شد. تعيين كيفيت يا حساسيت تصوير هر تصوير پرتونگاري به وسيله IQIs و نفوذ سنج ها تأمين خواهد شـد. چنـدين نـشانگر كيفيت تصوير با نفوذسنج با طرح هاي مختلف به وسيله سازمان هاي مختلف استاندارد معرفي شده اند و معمـولاً آنهـا را بـه شكل پله اي يا مفتولي به ضخامت هاي مختلف و از جنس ماده مواد بازرسي يا مشابه آن مي سازند. استاندارد انگليسي مربوط(BS3971) (شامل هر دو نوع پله اي سوراخ دار و مفتولي (IQIs) (است .نفوذ سنج هاي پله اي سوراخ دار IQIS)  BS3971 (را به صورت مجموعه اي از پله ها بر روي يك صفحه مـي تـوان ماشينكاري كرد و يا آن را به صورت مجموعه اي از پلاك هاي جداگانه ساخت كه روي صفحه پلاستيكي يا لاستيكي نـصب مي شوند.

روش بازرسي براي پرتونگاري از يك قطعه به صورت زير عمل مي كنيم:

 شكل هاي ساده:
معمولاً بهترين روش ، تاباندن پرتو تحت زاويه هاي عمود بر سطح است، به گونه اي كه از حداقل ضخامت مـاده بگـذرد. در اين حالت، زمان پرتودهي به حداقل مي رسد.اما، اگر قطعه مظنون به داشتن نقص هاي صفحه اي همچون ترك باشد، پرتو را بايد موازي با امتداد ترك مورد نظر، بدون توجه به ضخامت قطعه آزمون تاباند. ساده ترين شكل ها، صفحه هاي تخت هستند و پرتو بر سطح صفحه بايد عمود باشد. هنگام بازرسي سطح هاي بزرگ ، ايـن كار را با مجموعه اي از پرتودهي هاي همپوش انجام مي دهند. صفحه هاي خميده را با همان روش صفحه هاي تخت مي توان بازرسي كرد، اما براي بهترين نتيجـه، فـيلم را بايـد بـا شـكل صفحه تطبيق داد. اين عمل را با قرار دادن فيلم پرتونگاري در حفاظ روشن انعطاف پذيري كه به وسيله گيره هاي مغناطيـسي يا نوار چسب بر روي سطح صفحه چسبانده مي شود، مي توان انجام داد. شكل هاي پيچيده: غالباً براي بازرسي شكل هاي پيچيده به چندين بار پرتودهي از چند جهت مختلف نياز است. انتخاب جهت (ديـد) بـه شـكل قطعه و همچنين موقعيت نقص هاي پيش بيني شده بستگي دارد. در انتخاب جهت پرتو به چنـد عامـل بايـد توجـه كـرد: در جهت پرتو X تغييرات زيادي در ضخامت قطعه نبايد وجود داشـته باشـد. جهـت ديـد بايـد بـه گونـه اي باشـد كـه تـصوير پرتونگاري از شكل نسبتاً ساده اي تشكيل شود و تفسير آن آسان باشد؛ همچنين جهت پرتو را بايد به گونه اي انتخاب كرد كه حداقل كدري به دست آيد. مشاهده و تفسير پرتو نگارها: تصوير پرتونگاري به تنهايي بي ارزش است، مگر آنكه تصوير ظاهر شده را بتوان آگاهانه تفسير كرد و براي تفسير درست بـه فردي نياز است كه مهارت و تجربه قابل توجهي داشته باشد. بنابراين آشنايي با اصول پرتونگاري بـراي تفـسير كننـده الزامـي است و او بايد از توانايي ها و محدوديت هاي روش ها و تجهيزات ، آگاهي كاملي داشته باشد. افزون برآن ، تفسير كننده بايد درباره قطعه هاي مورد آزمون و متغيرهاي موجود در فرآيند ساخت آنها كه موجب بروز نقص مي شود، آگاهي داشته باشد. معمولاً تفسير كننده به دنبال تغييرات چگالي در تصوير پرتونگاري است. تغييرات چگالي به وسيله يكي از سه عامـل زيـر بـه وجود مي آيد: • تغيير در ضخامت قطعه آزمون از جمله فرورفتگيها يا برآمدگي هاي سطحي قابل رويت • نقص هاي دروني در قطعه • تغييراتي كه در اثر انجام نادرست فرآيند، شرايط جابجايي و يا نگهداري نادرست فيلم به وجود مي آيد. لازم است كه تفسير كننده ، ماهيت و علّت هر نوع تغيير چگالي مشاهده شده را بتواند ارزيابي كند. تصوير پرتونگاري را بايد در تاريك خانه مشاهده كرد، به گونه اي كه هيچ بازتاب نوري از سطح فيلم به وجود نيايد و تصوير فقط به وسيله نوري كه از فيلم مي گذرد، ديده مي شود. مشاهده تصويرهاي پرتونگاري در شرايط نامطلوب، سـبب خـستگي سريع چشم مي شود و بنابراين لازم است كه مفسر در شرايط راحت و به دور از تنش هاي فكري ناخواسته قرار داشته باشد.

مزايا و معايب
با وجودي كه پرتونگاري ، سيستم آزمون غير مخرب بسيار مفيدي است ، اما ويژگي هاي ناخواسته اي نيز دارد. در مقايسه بـا ديگر روش هاي آزمون غير مخرب، تكنيكي پرهزينه تر است. هزينه سرمايه گذاري تجهيزات ثابت پرتو X بالاست، اما توأم با آن به فضاي قابل توجهي براي يك آزمايشگاه پرتونگاري از جمله تاريك خانه اي براي ظهور فيلم نياز است. هزينـه سـرمايه گذاري با استفاده از چشمه هاي پرتو γ يا دستگاه هاي پرتو X قابل حمل كاهش خواهد يافت، اما هنوز به فضايي براي ظهـور فيلم و تفسير آن نياز است.غالباً زمان تنظيم و آماده شدن دستگاه براي پرتونگاري طولاني است و ممكن است بيش از نيمي از كل زمان بازرسي را به خود اختصاص دهد. معمولاً هزينه آزمون فلوئوروسكوپي با پرتو X كمتر از پرتونگـاري بـوده و زمـان تنظيم بسيار كوتاه تر است. معمولاً زمان پرتو دهي كوتاه بوده و به آزمايشگاه ظهور فيلم نياز ندارد. آشكار سازي همه نقص ها به وسيله پرتونگاري امكان ندارد. تنها در صورتي آشكار مي شوند كـه در امتـداد غيـر مـوازي بـا باريكه پرتو X قرار داشته باشند، و حتي در اين حالت نيز ممكن است ترك هاي بسيار ريز را نتوان آشكار ساخت

كاربردها
پرتونگاري مي تواند هر گونه ويژگي را در قطعه يا ساختار به شرط وجود تفاوت هاي كـافي در ضـخامت يـا چگـالي قطعـه آزمون آشكار كند. تفاوت هاي كلي آسانتر از تفاوت هاي جزئي آشكار مي شوند. انواع نقص هاي عمده شامل تخلخل و تهي جاها و ناخالصي ها قابل تشخيص هستند زيرا در نقاطي كه چگالي ناخالصي متفاوت با چگالي ماده اصلي است. به بيان كلي، بهترين نتيجه هنگامي به دست مي آيد كه نقص، ضخامتي محسوس در امتداد موازي با باريكه پرتو دارد. نقـص هـاي صـفحه اي همچون ترك ها را همواره نمي توان آشكار ساخت و توانايي تغيير محل ترك به موقعيت آن نسبت به پرتو بستگي دارد. آزمون هاي پرتونگاري و فراصوتي دو روشي هستند كه عموماً براي آشكار سازي موفقيت آميز ترك هاي دروني كه كاملاً زير سطح قرار دارند ، بكار مي روند. اين روش ها مكمل يكديگرند. به گونه اي كه پرتونگاري در آشكار سازي نقص هـاي غيـر صفحه اي موثرتر است، در حالي كه فراصوتيها در برخورد با نقص هاي صفحه اي تاثير بيشتري از خود نشان مي دهند. معمولاً روش هاي بازرسي پرتونگاري را براي بررسي جوش ها و ريختگي ها به كار مي برند، و در بـسياري مـوارد بـه طـور اخص از پرتونگاري براي بازرسي قطعات استفاده مي شود. اين حالت را در مورد قطعات جوشكاري و ريختگي هـاي جـدار ضخيم كه تحت فشار بالا ساخته مي شوند، بكار مي برند. از پرتونگاري مي توان در بازرسي مجموعه ها، براي بررسي وضعيت و قرارگيري درست قطعات نيز استفاده كرد. آن را بـراي كنترل سطح مايع در سيستم هاي آب بندي شده پر از مايع نيز مي توان به كار برد. يكي از مواردي كه بـه پرتونگـاري، بـسيار خوب جواب مي دهد، بازرسي مجموعه قطعات الكتريكي و الكترونيكي براي آشكار سـازي تـرك هـا، سـيم هـاي شكـسته، قطعات نابجا يا حذف شده و اتصالات لحيم نشده است.