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A Radiologia Industrial - Ricardo Andreucci1 RICARDO ANDREUCCIRICARDO ANDREUCCI

Prefácio

“Este trabalho apresenta um guia básico para programas de estudos e treinamento de pessoal em Radiologia Industrial, contendo assuntos voltados para as aplicações mais comuns e importantes deste método de Ensaio Não Destrutivo. Trata-se portanto de um material didático de interesse e consulta, para os profissionais e estudantes que se iniciam ou estejam envolvidos com a inspeção de materiais por radiografia. Por utilizar as radiações ionizantes como principal fonte de energia penetrante para a inspeção, isto pode representar risco e danos à saúde, assim recomendamos que a utilização deste método de ensaio seja acompanhado de treinamento específico em Proteção Radiológica. O autor disponibiliza um livro específico sobre o assunto com título - Curso Básico de Proteção Radiológica Industrial”.

O Autor

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Copyright ãª

ANDREUCCI, Assessoria e Serviços Técnicos Ltda E-Mail: r.andreucci@plugnet.com.br

Esta publicação poderá ser obtida gratuitamente através de download nos seguintes web sites:

w.infosolda.com.br/ andreucci w.abende.org.br

Edição: Jul. 2003

RicardoAndreucci

São Paulo - FATEC/ SP, nas disciplinas de Controle da Qualidade do Curso de Soldagem.

Nível I nos métodos de ensaio radiográfico, partículas magnéticas ultra-som e líquidos penetrantes, conforme norma CNEN-N 1.17

Radioproteção da Associação Brasileira de Ensaios Não Destrutivos - ABENDE.

Técnicos Ltda.

• Consultor Técnico como Nível I de END para importantes empresas brasileiras e do exterior

• Participante como Autor do livro "Soldagem" editado pelo SENAI / SP

Radiológica" - ABENDE / SP - Set./ 1998

• Autor do livro "Radiografia Industrial - Aspectos Básicos"- ABENDE/SP - Jan./1999

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umário

Introdução aos Ensaios Não DestrutivosPrincípios e Fundamentos ........................................................................ 5

Assunto Pág. 7

Equipamentos e fontes de radiação12
Equipamentos de Raios-X
Aceleradores
Os Raios Gama
Equipamentos de Raios Gama
Registro Radiográfico30
Filmes Radiográficos
Processamento de Filmes Radiográficos
Telas Intensificadoras de Imagem
Radioscopia
Tomografia Industrial
Radiografia Digital
Parâmetros Radiográficos5
Princípios Geométricos
Cálculo da Penumbra Geométrica
Sobreposição
Controle da Sensibilidade Radiográfica ( IQI's)
Controle da Radiação Retrospalhada
Cálculo do Tempo de Exposição do Filme Radiográfico
Curvas de Exposição para Gamagrafia
Curvas de Exposição para Radiografia
Relação entre Tempo e Amperagem
Relação entre Amperagem e Distância
Relação entre Tempo e Distância
Avaliação da Qualidade da Imagem75

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Técnicas de Exposição Radiográfica7
Técnica de Parede Simples,..Técnicas de Parede Dupla ..................................................................... 7

Assunto Pág. 78

Interpretação dos Resultados80
Aparência das DescontinuidadesDescontinuidades Internas em Juntas Soldadas .................................... 80
Critérios de Aceitação85
Critérios para Ensaio Radiográfico de Soldas
Critério de Aceitação para Radiografia Total - UW-51
Critério de Aceitação para Radiografia "Spot" - UW-52
Critério de Aceitação para Qualificação de Soldadores – QW-191
Tabelas Úteis89

A Radiologia Industrial - Ricardo Andreucci5 ntrodução

Os Ensaios Não Destrutivos

Quando pensamos em aeronaves, automóveis, metro, trens, navios, submarinos, e outras, todas estas máquinas não poderiam ter um bom desempenho não fossem a qualidade do projeto mecânico, dos materiais envolvidos, dos processos de fabricação e montagem, inspeção e manutenção.

Todo esse elevado grau de tecnologia foi desenvolvido e aplicado para um fim comum, que é assegurar e proteger a vida daqueles que dependem de alguma forma, do bom funcionamento dessas máquinas, quer sejam nas indústrias automobilísticas, petróleo e petroquímicas, geração de energia inclusive nuclear, siderúrgica, naval e aeronáutica. Hoje no mundo moderno , a globalização nestes segmentos industriais fez aumentar o número de projetos e produtos de forma multinacional. Usinas elétricas, plantas petroquímicas, aviões, podem ser projetados em um país e construídos em outro, com equipamentos e matéria prima fornecidos pelo mundo todo. Esta revolução global tem como conseqüência a corrida por custos menores e pressão da concorrência.

Sendo assim, como garantir que os materiais, componentes e processos utilizados tenham a qualidade requerida ? Como garantir a isenção de defeitos que possam comprometer o desempenho das peças ? Como melhorar novos métodos e processos e testar novos materiais ? As respostas para estas questões estão em grande parte na inspeção e consequentemente na aplicação dos Ensaios Não Destrutivos.

alta sensibilidade descontinuidades com poucos milímetros de extensãoUsados

Um dos avanços tecnológicos mais importantes na engenharia, podem ser atribuídos aos ensaios não destrutivos. Eles investigam a sanidade dos materiais sem contudo destruí-los ou introduzir quaisquer alterações nas suas características. Aplicados na inspeção de matéria prima, no controle de processos de fabricação e inspeção final, os ensaios não destrutivos constituem uma das ferramentas indispensáveis para o controle da qualidade dos produtos produzidos pela indústria moderna. Quando se deseja inspecionar peças com finalidade de investigar sobre defeitos internos , a Radiografia e o Ultra-som são poderosos métodos que podem detectar com principalmente nas indústrias de petróleo e petroquímica, nuclear, alimentícia, farmacêutica, geração de energia para inspeção principalmente de soldas e fundidos, e ainda na indústria bélica para inspeção de explosivos, armamento e mísseis, a radiografia e o ultra-som desempenham papel importante na comprovação da qualidade da peça ou componente em conformidade com os requisitos das normas , especificações e códigos de fabricação. Usados também na qualificação de soldadores e operadores de soldagem, a radiografia e ultra-som proporcionam registros importantes para a documentação da qualidade.

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Em juntas soldadas, a radiografia e o ultra-som são dois métodos frequentemente referenciados pelos Códigos de fabricação de peças ou estruturas de responsabilidade para determinação da eficiência da base de cálculo pela engenharia.

Outros ensaios não destrutivos também fazem parte das ferramentas da qualidade onde podemos citar: Partículas Magnéticas , Termografia , Emissão acústica , Correntes Parasitas , Líquido Penetrante.

Considerado como um processo especial pelos Sistemas da Qualidade, NBR ISO-90011 e outros, os ensaios não destrutivos são aplicados segundo requisitos de projeto do produto fabricado, e não de forma aleatória ao prazer da conveniência de engenheiros e técnicos.

A radiologia industrial desempenha um papel importante e de certa forma insuperável na documentação da qualidade do produto inspecionado, pois a imagem projetada do filme radiográfico representa a "fotografia" interna da peça, o que nenhum outro ensaio não destrutivo é capaz de mostrar na área industrial.

Sendo assim, o treinamento, qualificação e certificação dos profissionais envolvidos com estes métodos é requisito importante do sistema da qualidade. Hoje no Brasil, as qualificações e certificações de pessoal para ensaios não destrutivos são efetuadas por organizações de classe como associações, ou por instituições ou fundações governamentais. A mais importante é o Sistema Nacional de Qualificação e Certificação - SNQ&C gerenciado pela Associação Brasileira de Ensaios Não Destrutivos - ABENDE, com reconhecimento pelo INMETRO. As certificações de pessoal são dirigidas a segmentos industriais, tais como: siderurgia, aeronáutica, calderaria, petróleo e petroquímica e outros.

1Processos Especiais são considerados processos em que as características da qualidade não podem ser totalmente recuperados após o serviço acabado. Sào exemplos de processos especiais: Soldagem, pintura, paladar, textura, e outros. - Texto extraído da ISO 9000-2 ed.94. A edição mais atual ISO 9001:2000 relata que a organização deve validar quaisquer processos de produção ou prestação de serviço onde o resultado não possa ser verificado por subsequente monitoramento ou medição ou após o serviço prestado.

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rincípios e Fundamentos

Descrição Genérica do Método e Aplicações

A radiografia é um método usado para inspeção não destrutiva que baseia-se na absorção diferenciada da radiação penetrante pela peça que está sendo inspecionada. Devido às diferenças na densidade e variações na espessura do material, ou mesmo diferenças nas características de absorção causadas por variações na composição do material, diferentes regiões de uma peça absorverão quantidades diferentes da radiação penetrante. Essa absorção diferenciada da radiação poderá ser detectada através de um filme, ou através de um tubo de imagem ou mesmo medida por detetores eletrônicos de radiação. Essa variação na quantidade de radiação absorvida, detectada através de um meio, irá nos indicar, entre outras coisas, a existência de uma falha interna ou defeito no material.

A radiografia industrial é então usada para detectar variação de uma região de um determinado material que apresenta uma diferença em espessura ou densidade comparada com uma região vizinha, em outras palavras, a radiografia é um método capaz de detectar com boas sensibilidade defeitos volumétricos. Isto quer dizer que a capacidade do processo de detectar defeitos com pequenas espessuras em planos perpendiculares ao feixe, como trinca dependerá da técnica de ensaio realizado. Defeitos volumétricos como vazios e inclusões que apresentam uma espessura variável em todas direções, serão facilmente detectadas desde que não sejam muito pequenos em relação à espessura da peça.

Fonte Peça

Filme

Raios X

Descontinuidade Técnica Geral de Ensaio Radiográfico na indústria

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A Natureza da Radiação Ionizante

Com a descoberta dos Raios X pelo físico W. C. Roentgen em 1895, imediatamente inciaram-se os estudos sobre as emissões de partículas, provenientes de corpos radioativos, observando suas propriedades e interpretando os resultados. Nesta época, destacaram-se dois cientistas, Pierre e Marie Curie, pela descoberta do polonio e o radium e ainda deve-se a eles a denominação “Radioatividade” (propriedade de emissão de radiações por diversas substâncias). No começo do século X, 1903, Rutherford, após profundos estudos formulou hipóteses sobre as emissões radioativas, pois convém frisar, que naquela época ainda não se conhecia o átomo e os núcleos atômicos e coube a este cientista a formulação do primeiro modelo atômico criado e que até hoje permanecem suas características.

O nome “Radiação Penetrante” se originou da propriedade de que certas formas de energia radiante possue de atravessar materiais opacos à luz visível. Podemos distinguir dois tipos de radiação penetrante usados em radiografia industrial: os Raios X e os Raios Gama. Eles se distinguem da luz visível por possuírem um comprimento de onda extremamente curto, o que lhes dá a capacidade de atravessarem materiais que absorvem ou refletem a luz visível.

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