Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6111:2009 Thử không phá hủy - Kiểm tra chụp ảnh bức xạ các vật liệu kim loại

• Số hiệu: TCVN6111:2009
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2009

Nguồn bức xạ	Chiều dày đâm xuyên, w mm
	Thử cấp A	Thử cấp B
^170Tm	w ≤ 5	w ≤ 5
^169Yb^1)	1 ≤ w ≤ 15	2 ≤ w ≤ 12
^75Se^2)	10 ≤ w ≤ 40	14 ≤ w ≤ 40
^192Ir	20 ≤ w ≤ 100	20 ≤ w ≤ 90
^60Co	40 ≤ w ≤ 200	60 ≤ w ≤ 150
Thiết bị tia X với năng lượng từ 1 MeV đến 4 MeV	30 ≤ w ≤ 200	50 ≤ w ≤ 180
Thiết bị tia X với năng lượng lớn hơn 4 MeV đến 12 MeV	w ≥ 50	w ≥ 80
Thiết bị tia X với năng lượng lớn hơn 12 MeV	w ≥ 80	w ≤ 100
1) Với nhôm và titan chiều dày vật liệu đâm xuyên là 10 mm < w < 70 mm cho cấp A và 25 mm < w < 55 mm cho cấp B 2) Với nhôm và titan chiều dày vật liệu đâm xuyên là 35 mm ≤ w ≤ 120 mm cho cấp A.

Bảng 2 - Các cấp hệ thống phim và màn kim loại để chụp ảnh bức xạ

Thép, hợp kim đồng và hợp kim gốc Ni

Nguồn bức xạ

Chiều dày đâm xuyên,

w

mm

Cấp hệ thống phim ^1)

Kiểu và chiều dày của màn kim loại

Cấp A

...

...

...

Cấp A

Cấp B

Điện áp tia X

≤ 100 kV

T3

T2

Không có hoặc có màn chì trước và sau đến 0,03 mm

Điện áp tia X

...

...

...

Màn chì trước và sau đến 0,15 mm

Điện áp tia X

>150 kV đến 250 kV

Màn chì trước và sau từ 0,02 mm đến

0,15 mm

^169Yb

^170Tm

w < 5

...

...

...

T2

Không có hoặc có màn chì trước và sau đến 0,03 mm

w ≥ 5

Màn chì trước và sau từ 0,02 mm đến 0,15 mm

Điện áp tia X

>250 kV đến 500 kV

w < 50

T3

T2

...

...

...

w < 50

T3

Màn chì trước từ 0,1 mm đến 0,3 mm

Màn chì sau từ 0,02 mm đến 0,3 mm

^75Se

T3

T2

Màn chì trước và sau từ 0,1 mm đến 0,2 mm^2)

...

...

...

T3

T2

Màn chì trước từ 0,02 mm đến 0,2 mm

Màn chì trước từ 0,1 mm đến 0,2 mm^2)

Màn chì sau từ 0,02 mm đến 0,2 mm

^60Co

w ≤ 100

T3

...

...

...

Màn thép hoặc hợp kim đồng trước và sau từ 0,25 mm đến 0,7 mm ^3)

w > 100

Thiết bị tia X với năng lượng từ 1 MeV đến 4 MeV

w ≤ 100

T3

T2

Màn thép hoặc hợp kim đồng trước và sau từ 0,25 mm đến 0,7 mm^3)

w > 100

Thiết bị tia X với năng lượng trên 4 MeV đến 12 MeV

...

...

...

T2

T2

Màn thép, đồng hay tantan trước đến 1 mm^4)

Màn thép hoặc đồng sau tới 1 mm, và tantan tới 0,5 mm ^4)

100 < w ≤ 300

T3

T2

w > 300

T3

...

...

...

w ≤ 100

T2

-

Màn tantan trước đến 1 mm^5)

Không có màn sau

100 < w ≤ 300

T3

T2

w > 300

...

...

...

Màn tantan trước đến 1 mm

Màn tantan sau đến 0,5 mm

1) Có thể dùng cấp hệ thống phim tốt hơn.

2) Có thể dùng phim đóng gói sẵn với màn trước tới 0,03 mm, nếu có thêm màn chì 0,1 mm đặt giữa vật và phim.

3) Có thể dùng ở cấp A, màn chì từ 0,5 mm đến 2 mm.

4) Có thể dùng theo thỏa thuận giữa các bên tham gia hợp đồng, ở cấp A màn chì từ 0,5 mm đến 1 mm.

5) Có thể dùng màn vonfran theo thỏa thuận.

Bảng 3 - Cấp hệ thống phim và màn kim loại cho nhôm và titan

Nguồn bức xạ

...

...

...

Kiểu và chiều dày màn tăng cường

Cấp A

Cấp B

Điện áp tia X

≤ 150 kV

T3

T2

Không có hoặc có màn chì trước và sau từ 0,03 mm đến 0,15 mm

Điện áp tia X

...

...

...

Màn chì trước và sau từ 0,02 mm đến 0,15 mm

Điện áp tia X

>250 kV đến 500 kV

Màn chì trước và sau từ 0,1 mm đến 0,2 mm

^169Yb

Màn chì trước và sau từ 0,02 mm đến 0,15 mm

^75Se

Màn chì trước 0,02 mm ^2) và màn chì sau từ 0,1 mm đến 0,2 mm

^1) Có thể dùng cấp hệ thống phim tốt hơn.

...

...

...

6.3. Đặt hướng chùm tia

Chùm tia bức xạ phải hướng tới tâm vùng kiểm tra và phải thẳng góc với bề mặt của vật tại điểm đó, trừ khi có thể chứng minh rằng cách kiểm tra nào đó là tốt tìm thấy nhờ đặt chùm tia theo hướng khác. Trong trường hợp này, cho phép đặt hướng chùm tia thích hợp.

Các bên ký hợp đồng có thể thỏa thuận cách chụp ảnh bức xạ khác.

6.4. Làm giảm bức xạ tán xạ

Bức xạ tán xạ tới phim là nguyên nhân quan trọng làm giảm chất lượng ảnh, đặc biệt với tia X trong khoảng từ 150 kV đến 400 kV. Bức xạ tán xạ có thể bắt nguồn từ cả bên trong và bên ngoài mẫu. Để giảm hiệu ứng bức xạ tán xạ, vùng có trường bức xạ phải được che chắn, sao cho chùm tia chỉ hạn chế trong vùng quan tâm. Điều này thường được thực hiện bằng cách che chắn hình nón sơ cấp của chùm tia bức xạ, hoặc bằng hình nón vật lý, hoặc bằng khẩu độ ở đầu ống tia. Phim cũng phải được che khỏi bức xạ tán xạ từ các phần khác của vật thử hoặc từ những vật đằng sau hoặc bên cạnh mẫu thử. Điều này có thể được thực hiện bằng cách dùng màn tăng cường phụ thêm phía sau, hoặc một tấm chì đằng sau phần tổ hợp màn - phim. Tấm phụ thêm này có thể được dùng bên trong cassette hoặc được đặt sát ngay phía sau cassette. Tuỳ theo cách bố trí, chiều dày lớp chì thường dùng trong khoảng từ 1 mm đến 4 mm.

Nếu mép trên của mẫu thử dày ở bên trong trường bức xạ, thì luôn phải cần đến một phương pháp để giảm tán xạ phía chân. Hình 9 trình bày hai phương pháp điển hình.

Với nguồn bức xạ ^192Ir và ^60Co hoặc trong trường hợp tán xạ mép, thì có thể sử dụng một tấm chì như một bộ lọc bức xạ năng lượng thấp, được đặt giữa vật và hộp đựng nhỏ. Chiều dày tấm chì từ 0,5 mm đến 2 mm phụ thuộc vào chiều dày đâm xuyên.

Với tia X năng lượng 6 MV hoặc lớn hơn, được sử dụng không có màn tăng cường phía sau, việc che chắn chống lại bức xạ tán xạ là không cần thiết, trừ khi có các vật liệu gây tán xạ gần phía sau phim.

Nói chung với tia X từ 150 kV đến 400 kV và với tia g, nếu không thể dùng cách hạn chế chùm tia, như trường hợp phơi nhiễm toàn cảnh, việc phơi nhiễm nên thực hiện trong phòng càng rộng càng tốt, sao cho tán xạ phụ thêm bị suy giảm theo khoảng cách. Khi có thể được, các mẫu vật đặt ở cao so với sàn nhà và sàn gần mẫu vật được phủ bằng một lớp chì.

...

...

...

Hình 9 - Các phương pháp để giảm hiệu ứng của bức xạ tán xạ

6.5. Khoảng cách từ nguồn đến vật

Khoảng cách tối thiểu từ nguồn đến vật, f_min, phụ thuộc vào kích thước nguồn d và khoảng cách từ vật đến phim b.

Khoảng cách f, khi có thể, phải được chọn sao cho tỷ số của khoảng cách này trên kích thước nguồn d, có nghĩa là f/d, không thấp hơn giá trị được cho bởi phương trình sau:

Với cấp A

Với cấp B

...

...

...

Có thể dùng toán đồ trên Hình 10 để xác định khoảng cách từ nguồn đến vật, f_min.

Toán đồ này được dựa theo các phương trình (1) và (2).

Trong cấp A, nếu phải phát hiện chỗ không hoàn thiện phẳng, thì khoảng cách tối thiểu f_min phải như cho cấp B để giảm độ không sắc nét hình học bởi một hệ số là 2.

Trong các ứng dụng kỹ thuật tới hạn của các vật liệu nhạy cảm với nứt, gẫy phải sử dụng kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ nhạy hơn nữa so với cấp B.

Nếu nguồn bức xạ có thể đặt được ở trung tâm bên trong vật được chụp ảnh bức xạ (Hình 3), để đạt được định hướng chùm tia thích hợp hơn nữa và để tránh kỹ thuật thành kép (Hình 5 và Hình 6), thì phương pháp này được ưa dùng hơn. Việc giảm khoảng cách tối thiểu từ nguồn đến vật không được lớn hơn 50 %.

Hình 10 - Toán đồ để xác định khoảng cách tối thiểu từ nguồn đến vật f_min
liên quan tới khoảng cách từ vật đến phim và kích thước nguồn

6.6. Diện tích cực đại với một phơi nhiễm đơn

Tỷ số của chiều dày đâm xuyên tại mép ngoài của một diện tích được đánh giá có chiều dày đồng nhất tại tâm chùm tia không lớn hơn 1,1 cho cấp B và 1,2 cho cấp A.

...

...

...

6.7. Mật độ của ảnh bức xạ

Các điều kiện phơi nhiễm phải sao cho mật độ tổng cộng của ảnh bức xạ (bao gồm mật độ nền và mật độ sương) trong diện tích kiểm tra, phải lớn hơn hay bằng giá trị ghi trong Bảng 4.

Bảng 4 - Mật độ ảnh bức xạ

Cấp

Mật độ ^1)

A

≥ 2,0 ^2)

B

≥ 2,3 ^3)

...

...

...

^2) Có thể giảm xuống 1,5 do sự thỏa thuận đặc biệt giữa các bên tham gia hợp đồng.

^3) Có thể giảm xuống 2,0 do sự thỏa thuận đặc biệt giữa các bên tham gia hợp đồng.

Khi ánh sáng là đủ sáng theo 6.9 nên dùng phim có mật độ cao.

Để tránh mật độ sương cao quá mức, do phim để quá lâu, sự hiện hình hay nhiệt độ, thì phải kiểm tra định kỳ mật độ sương trên các mẫu không phơi nhiễm từ những phim đã được dùng, vận chuyển và xử lý trong điều kiện như ảnh hưởng bức xạ hiện thời. Mật độ sương không vượt quá 0,3. Mật độ sương ở đây định nghĩa là mật độ tổng cộng (nhũ tương và nền) của phim đã xử lý không phơi nhiễm.

Khi dùng kỹ thuật đa phim với các giải trình như đơn phim, mật độ của mỗi phim phải theo Bảng 4. Nếu cần xem phim kép, thì mật độ trên mỗi phim đơn không được thấp hơn 1,3.

6.8. Xử lý

Phim được xử lý theo các điều kiện được các nhà sản xuất hóa chất và phim khuyến nghị để thu được cấp hệ thống phim đã lựa chọn. Cần đặc biệt chú ý đến nhiệt độ, thời gian hiện hình và thời gian rửa. Các ảnh phải không có các sai sót do quá trình xử lý hoặc lý do khác có thể gây trở ngại khi giải trình.

6.9. Điều kiện xem phim

Ảnh chụp bức xạ phải được kiểm tra trong phòng tối theo ISO 2504 trên màn xem có thể điều chỉnh độ sáng theo ISO 5580. Màn xem phải được che chắn ngoài diện tích quan tâm.

...

...

...

Với mỗi ảnh chụp bức xạ, hoặc một tập ảnh chụp bức xạ, phải làm một báo cáo thử ghi rõ thông tin về kỹ thuật chụp ảnh bức xạ đã dùng và bất kỳ điều kiện đặc biệt nào đó giúp hiểu biết tốt hơn những kết quả.

Những chi tiết liên quan đến dạng và nội dung cần phải được quy định trong nhiều tiêu chuẩn riêng hoặc do thỏa thuận giữa các bên tham gia hợp đồng. Nếu việc kiểm tra được thực hiện theo đúng tiêu chuẩn này, báo cáo thử phải bao gồm ít nhất các thông tin sau:

a) Tên công ty tiến hành thử;

b) Số báo cáo duy nhất;

c) Đối tượng;

d) Vật liệu;

e) Giai đoạn chế tạo;

f) Chiều dày danh nghĩa;

g) Kỹ thuật chụp ảnh bức xạ và cấp;

...

...

...

i) Sơ đồ cách bố trí thử và vị trí phim, nếu có yêu cầu;

j) Nguồn bức xạ, loại và kích thước tiêu điểm và thiết bị dùng;

k) Hệ phim, màn tăng cường và bộ lọc đã chọn;

l) Điện thế ống phóng và dòng điện hoặc hoạt tính của nguồn;

m) Thời gian phơi nhiễm và khoảng cách nguồn đến phim;

n) Loại và vị trí bộ chỉ thị chất lượng ảnh;

o) Số đọc của bộ chỉ thị chất lượng ảnh và mật độ phim tối thiểu;

p) Phù hợp với tiêu chuẩn này;

q) Các sai lệch so với các tiêu chuẩn đã được chấp nhận;

...

...

...

s) Ngày phơi nhiễm và báo cáo.

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] ISO 5576 : 1997, Non-destructive testing - Industrial X-ray and gamma-ray radiology - Vocabulary (Thử không phá hủy - Chụp ảnh tia X và tia gamma công nghiệp - Từ vựng).