Obtenção de radiografia industrial digital de alta resolução utilizando radiação sincroton e imaging plate - Kazuki Cardoso Taguchi, Sandro (2004)
Inspeção radiológica para avaliação da integridade estrutural de equipamentos possui uma tradição de mais de 100 anos, e é predominantemente baseada na combinação de uma fonte radioativa e um filme. No decorrer dos anos, filmes especiais têm sido desenvolvidos para realização de ensaios não-destrutivos industriais, os quais permitem inspecionar com alto contraste e resolução espacial. Atualmente, filmes para raios-X industrial são capazes de apontar falhas inferiores a 12 ?m, e podem ser expostos à radiação por um tempo relativamente longo, por exemplo, até atingir a densidade óptica 5 e ainda permanecer na faixa linear. Com o avanço da tecnologia de microeletrônica e do conhecimento sobre o mecanismo de luminescência em cristais, detetores inovativos, denominados de detetores digitais, têm sido desenvolvidos para radiografia industrial, tais tecno logias conhecidas como Imaging Plate e Flat Panel, os quais surgiram na década de 80 e no final de 90, respectivamente. O progresso da tecnologia de detetores digitais tem sido acelerado em função do desenvolvimento da tecnologia de computadores, que têm se tornado mais velozes e mais baratos. A combinação das tecnologias de detetores digitais e computadores permite estabelecer métodos inteligentes de inspeção na indústria. Ademais, esta nova radiologia industrial digital também possibilita novas aplicações, que são inacessíveis com a radiografia tradicional. No capítulo 3, componentes de chumbo de uma bateria automotiva, rejeitada devido a falha elétrica no processo de controle de qualidade da empresa, foram radiografados com um sistema de gamagrafia industrial utilizando uma fonte de Irídio-192 com 1,5Ci de atividade e um detetor digital Imaging Plate. A distância entre a fonte e o filme foi determinada e mantida em torno de 60 cm para obter excelente nitidez e resolução devido ao tamanho da fonte, minimizando assim o fenômeno de penumbra em função dos parâmetros geométricos. Devido à alta sensibilidade do filme Imaging Plate, o tempo de exposição foi de 300s. Como resultado de análise das imagens de radiografia digital, mesmo sem realizar um processamento das imagens, as imagens radiográficas indicam que a causa da falha elétrica deve ser pela alta densidade de bolhas de ar incorporadas no processo de fabricação da bateria, aumentando assim a resistência elétrica da bateria. Ademais, para avaliar qualitativamente as imagens obtidas com uma fonte de alta energia e um detetor de alta sensibilidade Imaging Plate através do sistema de gamagrafia, outros dois componentes distintos da bateria automotiva foram radiografados: isoladores de vidro para linhas de transmissão e uma tubulação de aço com revestimento térmico. Os resultados destes componentes são apresentados e discutidos, com enfoque na técnica de radiografia computadorizada (Imaging Plate). No capítulo 4, é abordada a confecção de uma óptica de raios-X para produção de feixes paralelos utilizando um monocromador assimétrico fabricado a partir de um cristal de quartzo sintético de alta qualidade, facilidades do LNLS/CNPq- Laboratório Nacional de Luz Síncrotron e testes radiográficos digitais com Imaging Plate. O monocromador foi fabricado e testado no Departamento de Engenharia Mecânica da UFPE. Basicamente, o feixe de raios-X na estação experimental XRD-1 do LNLS/CNPq é focalizado com secções da ordem de 1 mm2. A importante função do monocromador assimétrico foi de alargar e produzir um feixe de raios-X altamente paralelo e monocromático, o que elimina o efeito de penumbra, possibilitando obterimagens radiográficas de alta resolução. Em função da energia crítica do anel do LNLS estar em torno de 8 keV, os testes de radiografia no presente trabalho limitaram-se a objetos de baixa absorção. Como resultado, um besouro foi selecionado por possuir uma estrutura interna altamente complexa e radiografado. Detalhes do besouro foram revelados com feixe monocromático, paralelo e utilizando o Imaging Plate. No capítulo 5, são apresentados os resultados iniciais de aplicação de métodos de processamento das imagens digitais sobre as imagens radiográficas industriais digitais obtidas. Foram utilizados softwares comerciais, tais como: VixWin 2000 da empresa Gendex, o Corel Photopaint 10 e o Adobe Photoshop 7. Como resultado, através da utilização de um software de processamento de imagens, pode-se destacar ou realçar aspectos importantes que dificultam a interpretação em imagens originais. Além disto, também é possível extrair informações sob o aspecto dimensional da amostra radiografada, tais como espessura das paredes de uma tubulação e tamanho de defeitos nos dispositivos ensaiados. Neste trabalho, discutimos a aplicação de gamagrafia industrial digital aliada com o detetor Imaging Plate para avaliar o interior dos isoladores de vidro íntegro e quebrado de linhas de transmissão de alta tensão, componentes de bateria e tubulações com defeitos internos. Ademais, imagens digitais obtidas com um feixe paralelo de raios-X de radiação síncrotron possibilitam obter imagens radiográficas de excelente qualidade e em fração de minutos. O detetor Imaging Plate (IP), embora ainda não apresente a resolução comparável a um filme de raios-X industrial de alta resolução, mas apresentam muitas vantagens, tais como: sua maior linearidade de resposta devido a maior faixa dinâmica, maior sensibilidade permitindo a utilização de fontes de menor atividade, o fato de serem reutilizáveis e o envio das imagens digitalizadas por meio de network. Os resultados apresentados no presente trabalho de mestrado mostram que imagens radiográficas industriais de excelente qualidade de componentes industriais podem ser obtidas com o Imaging Plate, mesmo utilizando uma fonte de radiação convencional e de baixíssima atividade