Radiografía Industrial

1. Introducción a la
   Radiografía Industrial
2. Aplicaciones de la
   Radiografía en Pruebas No
   Destructivas
3. ¿Qué es la
   Radioactividad?
4. Generación de los rayos
   X
5. Evaluación de calidad
   de imagen
6. Seguridad
   radiológica
7. Procesado de la
   película

Introducción a la Radiografía
Industrial

Es un método que
utiliza la radiación
ionizante de alta energía que al pasar a través de
un material sólido, parte de su energía es atenuada
debido a diferencias de espesores, densidad o
presencia de discontinuidades.

Las variaciones de atenuación o absorción
son detectadas y registradas en una película
radiográfica o pantalla fluorescente obteniéndose
una imagen de la
estructura
interna de una pieza o componente.

Principio básico de la inspección
radiográfica. Se basa en la propiedad que
poseen los materiales de
atenuar o absorber parte de la energía de radiación
cuando son expuestos a esta.

La atenuación de la radiación ionizante
es:

• Directamente proporcional al espesor y densidad del
  material.
• Inversamente proporcional a la energía del haz
  de radiación.

Las diferencias de atenuación producen
diferencias en la ionización del bromuro de plata de la
película radiográfica y esto provocara ( al revelar
la película ) cambios de densidad radiográfica (
grado de ennegrecimiento ).

Un área obscura ( alta densidad ) en una
radiografía, puede deberse a un menor espesor o a la
presencia de un material de menor densidad como escoria en una
soldadura o
una cavidad por gas atrapado en
una pieza de fundición.

Un área mas clara ( menor densidad ) en una
radiografía, puede deberse a secciones de mayor espesor o
un material de mayor densidad como una inclusión de
tungsteno en una soldadura de arco eléctrico con electrodo
de tungsteno y gas de protección.

Aplicaciones de la Radiografía en Pruebas No
Destructivas

Para la detección, interpretación y evaluación
de discontinuidades internas tales como grietas, porosidades,
inclusiones metálicas o no metálicas, faltas de
fusión
etc., en uniones con soldadura, piezas de fundición y
piezas forjadas.

VENTAJAS

• Pueda usarse en materiales metálicos y no
  metálicos, ferrosos y no ferrosos.
• Proporciona un registro
  permanente de la condición interna de un
  material.
• Es mas fácil poder
  identificar el tipo de discontinuidad que se
  detecta.
• Revela discontinuidades estructurales y errores de
  ensamble.

LIMITACIONES

• Difícil de aplicar en piezas de geometría compleja o zonas poco
  accesibles.
• La pieza o zona debe tener acceso en dos lados
  opuestos.
• No detecta discontinuidades de tipo
  laminar.
• Se requiere observar medidas de seguridad
  para la protección contra la
  radiación.

¿Qué es la
Radioactividad?

RADIOACTIVIDAD: Es la desintegración
espontánea de los núcleos atómicos de
ciertos elementos ( isótopos radioactivos )
acompañada de emisión de partículas
radioactivas y de radiación
electromagnética.

RADIACIÓN: Son ondas
electromagnéticas que viajan a la velocidad de
la luz ( 300 000
Km/s ), no poseen carga eléctrica, ni masa, son capaces de
penetrar materiales densos como el acero y su
energía es inversamente proporcional a su longitud de
onda.

RADIACIÓN IONIZANTE

En la industria se
emplean dos tipos de radiación para la inspección
radiográfica:

• Rayos X.
• Rayos gamma

La principal diferencia entre ellos es su
origen.

CARACTERÍSTICAS DE LOS RAYOS X Y
GAMMA

1. Cumplen con la ecuación: V = l F
2. Son ondas electromagnéticas.
3. No tienen carga eléctrica ni masa.
4. Viajan en línea recta.
5. Penetran la materia y el
   poder de penetración depende de la energía
   .
6. Ioniza la materia.
7. El material radiado queda con una fluorescencia de
   tipo no permanente
8. Son invisibles.
9. Destruyen las células
   vivas.

GENERACIÓN DE RAYOS GAMMA
g

Los rayos g son producidos
por la desintegración nuclear de los átomos de
isótopos radioactivos, éstos pueden ser naturales (
Radio 226 ) o
artificiales ( Iridio 192, Cobalto 60 ).

ISÓTOPOS RADIACTIVOS
COMERCIALES

Son obtenidos principalmente:

• Como producto de
  la fisión nuclear; son recolectados y separados del
  mineral de deshecho en un reactor atómico.
• Por bombardeo de neutrones a átomos para que
  su núcleo capture neutrones y se tornen radioactivos sin
  cambiar a otro material o elemento.

Productos de la fisión nuclear

Kriptón – 83 ( Kr-83 )

Estroncio – 90 (Sr-90 )

Cesio – 137 ( Cs-137 )

Bario – 138 ( Ba-138 )

Por bombardeo de neutrones

Cobalto ( Co-60 )

Iridio – 192 ( Ir-192 )

Tulio – 170 ( Tm-190 )

Tipos de radiación
nuclear

Partículas o radiación alfa

Partículas o radiación beta

Radiación gamma

Características de la radiación
alfa.

• Son núcleos atómicos de helio ( 2
  protones y 2 neutrones )
• Son diez veces mas ionizantes que los rayos
  g .
• Tienen bajo poder de
  penetración.
• Su velocidad es de 1/10 de la velocidad de la
  luz.
• Son fácil de detener con unas hojas de
  papel.
• Tienen carga eléctrica positiva.

Características de la radiación
beta.

• Electrones emitidos desde el núcleo del
  átomo.
• Tienen bajo poder ionizante.
• Su velocidad es de 9/10 de la velocidad de la
  luz.
• Pueden detenerse con un espesor de ¼ in de
  material de plástico.
• Tienen carga eléctrica negativa.

FUENTES DE RAYOS g

Son fuentes
encapsuladas que contienen isótopos radioactivos
metálicos o también pueden ser sales o gases
absorbidos en un bloque de carbón.

Son colocadas en contenedores blindados hechos de plomo
o de Uranio para poder manejarla y protegerse contra la exposición
a la radiación; las hay con control
automático de exposición o manual.

Generación de los rayos X

Son producidos por la desaceleración brusca de
los electrones al impactarse en un blanco o tarjeta generalmente
de tungsteno; la energía de los rayos es controlada por
los Kilovolt y la intensidad de los miliamper.

Evaluación de calidad de
imagen

Antes de interpretar y evaluar:

Todas las radiografías deben estar libres de
daños mecánicos, químicos u otras manchas
que al extenderse no enmascaren o puedan ser confundidas con
imágenes de discontinuidades en el
área de interés.

Las manchas que deben evitarse son:

• Velado.
• Rayaduras, manchas de agua,
  manchas de los químicos.
• Rasguños, marcas
  dactilares, polvos marcas de corriente estática.
• Indicaciones falsas debido a pantallas
  defectuosas.

Los parámetros que deben cumplir son:

• Densidad radiográfica: Para rayos gamma,
  mínima 2.0 y la máxima es de 4.0.
• Variaciones de densidad: No deben ser mayores a
  –15% y + 30% de la densidad medida en el
  penetrámetro.
• Marcas de localización.
• Indicadores de calidad de imagen.
• Sensibilidad radiográfica.
• Calidad radiográfica

T = espesor del penetrámetro

Ley de la inversa al cuadrado. La intensidad de la
radiación es inversa al cuadrado de la distancia
.

donde:

I1 = Intensidad en el punto 1

I2 = Intensidad en el punto 2

D1 = Distancia en el punto 1

D2 = Distancia en el punto 2

TIEMPO DE EXPOSICIÓN PARA RAYOS
X

Para radiaciones con rayos X

• Cantidad de Kilovolt y la intensidad de los
  miliamper para la exposición.
• Distancia focal
• Espesor
• Tipo de material

La distancia considerada es de 70 cm para otra distancia
se emplea la ecuación

donde:

T = Tiempo de
exposición a una distancia de 70 cm ( minutos )

T1 = Tiempo de exposición con
distancia diferente de 70 cm ( minutos )

D = Distancia de la fuente al film (70 cm )

D1 = Distancia de la fuente al film diferente
a 70 cm

Seguridad radiológica

• La unidad que se emplea para definir el efecto
  biológico de la radiación en el hombre el
  Rem.
• Los instrumentos empleados para detectar la
  radiación son los llamados dosímetros y para la
  medición utiliza las unidades Roetgens o
  Rem.
• Una persona menor
  de 18 años no debe ser radiólogo.
• La máxima exposición a que debe
  exponerse una persona es 5 Rem por año.
• Una persona no debe recibir mas de 1.3 Rem durante 3
  meses.
• Una persona no debe recibir mas de 100 miliRem
  durante una semana.
• Cualquier persona que adquiera una dosis superior a
  las limitaciones anteriores debe someterse a tratamiento
  medico.
• En el caso de una persona civil, la radiación
  permisible corresponde a la décima parte de la recibida
  por un radiólogo.

Procesado de la película

Una vez radiografiada la pieza y estando preparados los
líquidos químicos para el procesado de la
película, se procede de la siguiente forma:

1. Al entrar al curto obscuro se encenderá la
   lámpara de luz ámbar.
2. Sacar la película del portapeliculas y
   colocarla en el gancho.
3. Revelado. Sumergir la película en el revelador
   durante 5 minutos, con el fin de reducir los halogenuros de
   plata en la película.
4. Lavado intermedio. Después del revelado, la
   película se lavará con agua durante 1
   minuto.
5. Fijado. Introducir la película en el fijador
   durante 10 minutos.
6. Lavado final. La película se lavará en
   agua para retirar el fijador.
7. Secado. Por ultimo se dejará secar la
   película, ya se al aire libre o
   algún sistema para
   este fin.

Otras Publicaciones del Autor

La siguiente tabla muestra los
trabajos publicados por el Ingenierio Ivan Escalona para quien
este interesado en consultar los diversos temas y bajar los
trabajos, comentarios al correo: ,

Bibliografía

"Apuntes para el
Laboratorio de Pruebas No
Destructivas". UPIICSA-IPN, Academia de Laboratorio de
Control de
Calidad, México D.F., 2002.

Autor

Ing. Iván Escalona

Consultor Logística,

Ingeniero Industrial

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– Estudios Universitarios: Unidad Profesional
Interdisciplinaria de Ingeniería y
Ciencias Sociales y Administrativas
(U.P.I.I.C.S.A.) del Instituto Politécnico Nacional
(I.P.N.)

– Centro Escolar Patoyac, (Incorporado a la
UNAM)

Origen: México