پيشگفتار

پرتوهاي الكترومغناطيس با طول موجهاي بسيار كوتاه ،‌يعني پرتوهاي X و ، بدرون محيطهاي مادي جامد نفوذ كرده ولي تا حدي بوسيلة آنها جذب مي شوند. ميزان جذب به چگالي و ضخامت ماده اي كه موج از آن مي گذرد و همچنين ويژگيهاي خود پرتوالكترومغناطيس بستگي دارد. تشعشعي را كه از ماده عبور مي كند مي توان روي فيلم و يا كاغذ حساس آشكارسازي و ثبت نموده ، بر روي يك صفحه داراي خاصيت فلورسانس و يا به كمك تجهيزات الكترونيكي مشاهده نمود.

به بيان دقيق ، راديوگرافي به فرآيندي اطلاق مي شود كه در آن تصوير بر روي يك فيلم ايجاد شود. هنگامي كه تصويري دائمي بر روي يك كاغذ حساس به تابش ثبت گردد،‌فرآيند به راديوگرافي كاغذي موسوم مي باشد. سيستمي كه در آن تصويري نامريي بر يك صفحة باردار الكترواستاتيكي ايجاد شده و از اين تصوير براي ايجاد تصوير دائمي بر روي كاغذ استفاده مي شود، به راديوگرافي خشك شهرت داشته و فرآيندي كه بر يك صفحه داراي خاصيت فلورسانس تصوير گذار تشكيل مي دهد، فلورسكپي ناميده مي شود. بالاخره هنگامي كه شدت تشعشعي كه از ماده گذشته بوسيله تجهيزات الكترونيكي نمايان و مشاده گردد، با فرآيند پرتوسنجي سرو كار خواهيم داشت.

به جاي پرتوهاي X و مي توان از پرتوهاي نوترون استفاده نمود ، اين روش به راديوگرافي نوتروني موسوم مي باشد (به بخش 2-7 فصل 7 رجوع كنيد)

هنگامي كه يك فيلم راديوگرافي تابش ديده ظاهر شود ،‌با تصويري روبرو خواهيم بود كه كدورت نقاط مختلف آن متناسب با تشعشع دريافت شده بوسيلة آنها بوده و مناطقي از فيلم كه تابش بيشتري دريافت كرده اند سياه تر خواهند بود. همانطور كه پيش از اين اشاره كرديم ،‌ميزان جذب در يك ماده تابعي از چگالي و ضخامت آن مي باشد. همچنين وجود پاره اي از عيوب از قبيل تخلخل و حفره نيز بر ميزان جذب تأثير مي گذارد. بنابراين ، آزمون راديوگرافي را مي توان براي بازرسي و آشكارسازي برخي از عيوب مواد و قطعات مورد استفاده قرار داد. در بكار بردن سيستم راديوگرافي و ديگر فرآيندهاي مشابه يابد نهايت دقت اعمال شود ،‌زيرا پرتوگيري بيش از حد مجاز مي تواند نسوج بدن را معيوب نمايد.

كاربردهاي راديوگرافي

ويژگيهايي از قطعات و سازه ها را كه منشأ تغيير كافي ضخامت يا چگالي باشند، مي توان به كمك راديوگرافي آشكارسازي و تعيين نمود. هر چه اين تغييرات بيشتر باشد آشكارسازي آ“ها ساده تر خواهد بود ،‌تخلخل و ديگر حفره ها و همچنين ناخالصيها – به شرط آنكه چگاليشان متفاوت با مادة اصلي باشد . از جمله اصلي ترين عيوب قابل تشخيص با راديوگرافي به شمار مي روند. عموماً بهترين نتايج بازرسي هنگامي حاصل خواهد شد كه ضخامت عيب موجود در قطعه ، در امتداد پرتوها ، قابل ملاحظه باشد. عيوب مسطح از قبيل تركها ،‌به سادگي قابل تشخيص نبوده و امكان آشكارسازي آنها بستگي به امتدادشان نسبت به امتداد تابش پرتوها خواهد داشت. هر چند كه حساسيت قابل حصول در راديوگرافي به عوامل گوناگوني بستگي پيدا مي كند ؛ ولي در حالت كلي اگر ويژگي مورد نظر تفاوت ميزان جذب 2درصد يا بيشتر ،‌نسبت به محيط مجاور ،‌را به همراه داشته قابل تشخيص خواهد بود.

راديوگرافي و بازرسي فراصوتي (به فصل 5 رجوع كنيد ) روشهايي هستند كه معمولاً براي آشكارسازي موفقيت آميز عيوب دروني و كاملاً زير سطحي مورد استفاده قرار مي گيرند. البته بايد توجه دشات كه كاربرد آنها به همين مورد محدود نمي كگدرد. اين دو روش را مي توان مكمل همديگر دانست ، زيرا در حاليكه راديوگرافي براي عيوب غير مسطح مؤثرتر مي باشد، روش فراصوتي نقايص مسحط را راحت تر تشخيص مي دهد.

تكنيكهاي راديوگرافي غالباً براي آزمايش جوش و قطعات ريختگي مورد استفاده قرار مي گيرد و در بسياري از موارد ، از جمله مقاطع جوش و ريختگي هاي ضخيم سيستم هاي فشار بالا (مخازن تحت فشار ) ،‌بازرسي با راديوگرافي توصيه مي شود. همچنين مي توان وضعيت استقرار و جاگذاري صحيح قطعات مونتاژ شدة سازه ها را به كمك راديوگرافي مشخص نمود. يكي از كاربردهاي بسيار مناسب به جاي اين روش ، بازرسي مجموعه هاي الكتريكي و الكترونيكي براي پيدا كردن ترك ، سيمهاي پاره شده ، قطعات اشتباه جاگذاري شده يا گم شده و اتصالات لحيم نشده است. ارتفاع مايعات در سيستم هاي آب بندي شدة حاوي مايع را نيز مي توان با روش راديوگرافي تعيين نمود.

هر چند روش راديورگرافي را مي توان براي بازرسي اغلب مواد جامد بكار برد، ولي آزمايش مواد كم چگالي و يا بسيار چگال مي تواند با مشكلاتي همراه باشد. مواد غير فلزي و همچنين فلزات آهني و غير آهني ،‌در محدودة وسيعي از ضخامت ، را مي توان با اين تكنيك بازرسي كرد. حساسيت روشهاي راديوگرافي به پارامترهاي چندي از جمله نوع و شكل قطعه و نوع عيوب آن بستگي دارد. اين عوامل در بخشهاي زيرين مورد توجه قرار خواهد گرفت.

برخي از محدوديت راديوگرافي

هر چند بازرسي غير مخرب به روش راديوگرافي تكنيكي بسيار مفيد براي آزمون مواد به حساب مي آيد ،‌ولي داراي محدوديتها و معايبي نيز هست.هزينه هاي مرتبط با راديوگرافي در مقايسه با ديگر روشهاي غير مخرب بالا مي باشد ؛ ميزان سرمايه گذاي ثابت براي خريد تجهيزات اشعه X زياد بوده و بعلاوه ، فضاي قابل ملاحظه اي براي آزمايشگاه كه تاريكخانه نيز بخشي از آنست مورد نياز است . هزينه سرمايه گذاري براي منابع اشعة X قابل جابجايي كه براي بازرسي هاي «درجا» مورد استفاده قرار مي گيرند بسيار كمتر ؛ ولي به تاريكخانه و فضاي تفسير فيلم نياز خواهد بود.

هزينه هاي عملياتي راديورگافي نيز بالا مي باشد ،‌زمان سوار كردن و تنظيم دستگاهها معمولاً طولاني بوده و ممكن است بيش از نصف كل زمان بازرسي را در برگيرد. راديوگرافي پاي كار قطعات و سازه ها ممكن است فرآيندي طولاني باشد، زيرا تجهيزات قابل جابجايي اشعه X داراي پرتوهاي كم انرژي بوده و چشمه هاي قابل جابجايي اشعة نيز ،‌به همين ترتيب ، شدت نسبتاً كمي دارند زيرا منابع پر انرژي احتياج به حفاظ هاي سنگيني داشته و بنابراين عملاً قابل انتقال نخواهند بود.

با توجه به اين عوامل ،‌راديوگرافي پاي كار به ضخامت هاي تا 75 ميليمتر فولاد يا معادل آن محدود مي گردد؛ در اينحال نيز آزمايش مقاطع ضخيم ممكن است تا چند ساعت طول كشد . در اينگونه موارد ممكن است پرسنل واحد مورد بازرسي براي مدتي طولاني مجبور به ترك محل گردند ،‌كه اين عامل را نيز بايد در زمرة معايب اين تكنيك بازرسي به حساب آورد.

هزينه هاي عملياتي فلورسكپي اشعه X ، در مقايسه با راديوگرافي ،‌بسيار كمتر مي باشد. زمان تنظيم و سوارد كردن تجهيزات بسيار كوتاهتر و زمان تابش دهي نيز معمولاً كوتاه بوده و نيازي به آزمايشگاه ظهور فيلم نيست.

يكي ديگر از جنبه هاي هزينه زاي راديوگرافي لزوم حفاظت پرسنل از اثرات سوء پرتوها مي باشد. در اين خصوص بايد تمهيدات ايمني مورد لزوم به طور كامل براي پرسنل مستقيماً مرتبط با بازرسي و همچنين آنهايي كه در اطراف محل راديوگرافي كار مي كنند مورد توجه قرار گيرد.

همان طور كه يادآوري شد ،‌جملگي عيوب را نمي توان به روش راديوگرافي رديابي كرد؛ مثلاً ترك ها تنها در حالي قابل تشخيص خواهند بود. كه در امتداد تابش پرتوها قرار گيرند؛ حتي در اين حالت هم تركهاي ريز امكان مخفي شدن را خواهند داشت . عيوب تورقي فلزات نيز غالباً با راديوگرافي قابل تشخيص نمي باشند.

اصول راديوگرافي

در آزمون راديوگرافي ، جسم مورد آزمايش در مسير پرتوهاي صادره از چشمة اشعة X يا قرار گرفته و محيط ثبت كننده (معمولاً فيلم ) نزديك به جسم ولي در سمت مقابل چشمة تابش كننده قرار مي گيرد.

پرتوهاي X و را نمي توان مانند شعاعهاي نوري كانوني كرد و از اين رو ، در بسياري از موارد ، تابش هاي صادر شده از چشمه در مسيري مخروطي حركت مي كنند. برخي از شعاعهاي تابيده شده به جسم ، در آن جذب شده و گروهي ديگر پس از عبور از آن ، بر روي فيلم تصويري غير قابل رؤيت كه احتياج به ظهور دارد تشكيل خواهند داد. در حاليكه جسم داراي عيبي با ضريب جذب متفاوت با آن باشد ،‌ميزان تشعشع رسيده به فيلم در مسير عيب با نقاط اطراف آن كه پرتوهاي گذشته از مناطق سالم را دريافت كرده اند متفاوت بوده و بنابراين فيلم ظاهر شده ، در منطقة مربوط به عيب