Tomografia e Radiografia Industrial. Walmor Cardoso Godoi, M.Sc.

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Tomografia e

Radiografia Industrial

Walmor Cardoso Godoi, M.Sc.

http://www.walmorgodoi.com

contato@walmorgodoi.com contato@walmorgodoi.com

(2)

Agenda

g

• _{Ensaios Não‐Destrutivos (END)}

• _{Inspeção Radiográfica Industrial}

_{Inspeção Radiográfica Industrial}

• _{Radioscopia Industrial}

• _{Radiografia Digital Industrial}

(3)

Ensaios Não-Destrutivos

• Quando pensamos em aeronaves, automóveis, 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

a qualidade do projeto mecânico dos materiais envolvidos, dos processos de fabricação e montagem, inspeção e manutenção. • Esse grau de tecnologia foi desenvolvido e aplicado para um fim comum, que é g g p p , q 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. • A revolução global tem como conseqüência a corrida por custos menores e a 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

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.

(4)

Ensaios Não-Destrutivos

Ensaios Não Destr ti os (END) permitem a aliar

z

Ensaios Não-Destrutivos (END) permitem avaliar,

tanto no local de instalação quanto em laboratório, um

componente, sem modificar suas características

físicas, mecânicas e dimensionais e sem comprometer

o seu uso no futuro.

z

No contexto das ciências e engenharias, a

Radiografia e a Tomografia Computadorizada são

té

i

d END

i

bt

i

bi

t i

técnicas de END que visam obter imagens bi ou

tri-dimensionais de objetos.

A

li

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d

di

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d

fi

ê

z

As aplicações da radiografia e da tomografia têm

crescido amplamente nos últimos 20 anos em áreas

que não pertencem à medicina

(5)

Radiologia Industrial

• A Radiologia industrial é um método poderoso que investiga a

id d d

i i

d b

sanidade dos materiais e componentes, assegurando bom

desempenho dos processos utilizados.

• Num mundo globalizado onde é fundamental que as empresas

g

q

p

tenham certificações de sistemas de qualidade ISO, para

garantir sua competitividade, a Radiologia Industrial vem

sendo aplicada, de forma crescente, para inspecionar e

detectar defeitos nos mais diversos segmentos, tais como: na

indústria petroquímica, nuclear, bélica para inspeção de

explosivos, siderúrgicas, na inspeção de soldas, aeronaves,

navios, correios, aeroportos; além de sua aplicação na

conservação de alimentos, obras de artes e remédios.

• Apesar da expansão desse mercado com as mais diversas

possibilidades de uso, a formação técnica nesta área encontra‐

se carente havendo falta de profissionais habilitados especifica

formal

(6)

(7)

Fundamentos da Física dos Raios X

em TC

(8)

O Cátodo

Detalhe do Cilindro Wehnelt ou copo de p focalização no cátodo com (a) dois

(9)

(10)

(11)

(12)

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(14)

Aplicações de Radiografia e Tomografia

Tubulações e Equipamentos

Modelo MHF 200 D Modelo MHF 200 D Tensão e Corrente 30‐200 kV, 1‐8 mA Penetração 42 mm Fe http://www.gilardoni.it/en_mhf.htm http://www.gilardoni.it/en_mhf.htm Penetração 42 mm Fe Tamanho Focal 1,5 x 1,5 mm Massa 21 Kg

(15)

(16)

Fontes de raios gama

(17)

(18)

(19)

(20)

Aplicações de Radiografia e Tomografia

(21)

Aplicações de Radiografia e Tomografia

Tubulações: Detecção do Cordão de Solda

(22)

(23)

(24)

(25)

Radioscopia Industrial

p

di i é i d d di ã d • A radioscopia, é um meio usado para se detectar a radiação que emerge da peça, numa tela fluorescente. As telas fluorescentes se baseiam no princípio que determinados sais (tungstato de cálcio, por exemplo ), possuem a propriedade de iti l i t id d i i l à i t id d d di ã emitir luz em intensidade mais ou menos proporcional à intensidade de radiação que incide sobre eles.

(26)

Radioscopia Industrial

A

di ã é

i id d

b d

i

X

l

d

• A radiação é emitida de um tubo de raios X, colocado

no interior de um gabinete blindado, atravessando a

peça e indo atingir uma tela fluorescente Este por

peça e indo atingir uma tela fluorescente. Este, por

sua vez, transforma as intensidades de radiação que

emergem da peça em luz de diferentes intensidades

emergem da peça em luz de diferentes intensidades,

formando na tela a imagem da peça. Essa imagem,

pode ser refletida em um espelho assim, é

p

,

examinada pelo inspetor, a procura de possíveis

defeitos. Outra forma, substitui o olho do inspetor

por uma câmera de TV.

(27)

(28)

Radioscopia Industrial

(29)

Radioscopia Industrial

(30)

(31)

Radioscopia Industrial

(32)

(33)

(34)

Aplicações

p

ç

• _{As principais aplicações da radioscopia estão}

na inspeção de rodas de alumínio, pontas de

p ç

p

eixo de automotivos, carcaça da direção

hidráulica pneus automotivos nos

hidráulica, pneus automotivos , nos

aeroportos para verificação de bagagens,

inspeção de componentes eletrônicos e

inspeção de componentes eletrônicos, e

muitas outras aplicações (alimentos, por

(35)

(36)

(37)

Aplicações de Radiografia e Tomografia

(38)

(39)

Radioscopia Isolador

Imagem 640x480, Câmera de TV,

(40)

Radioscopia Isolador

Bolha de ar

(41)

Aplicações de Radiografia e Tomografia

(42)

Radioscopia Concreto

agregado

Imagem 640x480, Câmera de TV

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(44)

Equipamentos de raios X

No LACTEC

Equipamentos – LACTEC

No LACTEC Sistema de radiografia digital (SISTEMA RDP) digital (SISTEMA RDP) adequado a aplicação em materiais poliméricos com a possibilidade de realizar a possibilidade de realizar radiografias em campo (portátil).

Aplicações em outros materiais, tais como, concreto, alumínio, acrílico,epoxi

(45)

Aplicações de Radiografia

Indústria Eletrônica

• Fontes de raios X ‐ Microfoco

Aplicações:

Ensaios Não Destrutivos Sistemas de TC por raios X

Sistemas de inspeção em linhas de produção Aplicável à:

Aplicável à:

Componentes eletrônicos/ Circuistos Impressos / Componentes Plásticos / Componentes metálicos

(46)

Aplicações da Radiografia Digital na Indústria

Indústria Eletrônica

(47)

Aplicações da Radiografia e Tomografia Industrial

Indústria Eletrônica

(48)

Aplicações da Radiografia Digital na Indústria

Indústria Eletrônica

(49)

Aplicações da Radiografia Digital na Indústria

Indústria Eletrônica

(50)

Aplicações da Radiografia Digital na Indústria

Indústria Eletrônica

(51)

Aplicações da Radiografia Digital na Indústria

(52)

Aplicações da Radiografia Digital na Indústria

(53)

Aplicações da Radiografia e Tomografia Industrial

(54)

T

fi C

t d i d

Tomografia Computadorizada

Industrial

(55)

Tomografia

z

Tomografia é um termo originário do grego

“tomo” (corte) + “graphein” (grafia), ou, a

escrita de um corte .

z

Assim, refere-se à imagem da secção

,

g

ç

transversal de um objeto de uma coleção

de dados transmitidos ou refletidos pela

p

iluminação de várias direções diferentes.

(56)

Tipos de Tomografia

• Tomografia de raios X (Saúde e Indústria)

• Tomografia Computadorizada de Emissão Única de

Fóton (SPECT ‐ Single Photon Emission Computerized

Fóton (SPECT Single Photon Emission Computerized

Tomography) (Saúde)

• Tomografia de emissão de pósitron (PET ‐ Positron

g

p

(

Emission Tomography) (Saúde)

• Tomografia de ultrassom (Saúde e Indústria)

• Tomografia de impedância elétrica

(Indústria/Medicina)

T

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ó

(I dú

i )

• Tomografia de prótons (Indústria)

(57)

História da Tomografia

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• _{1895 Röntgen – descoberta dos raios X}

• _{1901 Röntgen recebe o Prêmio Nobel de Física}

_g

• _{1917 Radon publica seu artigo "Sobre a}

d t

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ã d f

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ti d

determinação de funções a partir de suas

integrais ao longo de certas direções“‐> base

matemática da tomografia

Johann Radon (1887 - 1956).

(58)

História da Tomografia

1961

ól

Willi

H Old

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• 1961, o neurólogo William H. Oldendorf

construiu o primeiro protótipo de

tomógrafo Utilizando uma fonte

tomógrafo. Utilizando uma fonte

radioativa de iodo e um detector

cintilador

cintilador.

“Mesmo funcionando como você sugere,

não podemos imaginar um mercado

significativo para um aparelho tão caro,

que não faria nada além de gerar seções

William H. Oldendorf (1925 - 1992).

transversais radiográficas da cabeça”

Dificuldades no início.

(59)

(60)

História da Tomografia

g f

k

b

• 1963, Cormack contribui para a primeira

implementação matemática para reconstrução

tomográfica na África do Sul

(61)

História da Tomografia

g f

• _{1967, o processo tomográfico como um todo}

foi apresentado pelo engenheiro britânico

Godfrey Hounsfield.

(62)

História da Tomografia

g f

• _{1979 Cormack e Hounsfield foram agraciados}

(63)

Como funciona a tomografia?

g

Flat Panel (Detector Digital) objeto fonte de raios X ou gama Projeção 2D gama

(64)

Projeções

j

RX

De

De umauma forma

forma geralgeral, , tt fifi a a tomografiatomografia consiste consiste nana reconstrução reconstrução de de umauma Projeção 1 de de umauma imagem imagem a a partir

partir dada suasua projeção projeção projeção projeção.. P j ã 2 Projeção 2 RX

(65)

Problemas Inversos

(66)

(67)

Equações Equações

(68)

(69)

Sistema de Tomografia Industrial

Fonte colimador colimador

(70)

Sistema de Tomografia Industrial

Aquisição de dados e reconstrução de volume tridimensional Tubo

(71)

(72)

Fundamentos de Radiografia e Tomografia

Princípios de Tomografia Computadorizada

(73)

(74)

Sistema CT para Peças Grandes

(75)

Sistema CT em Linha de Produção

(76)

Tomografia Industrial com Tela

Radioscópica

(77)

Radioscopia

(78)

(79)

Equipamentos de raios X

SISTEMA CT2000

Equipamentos – Aqui no LACTEC

SISTEMA CT2000

Atualmente alterado

Unidade de Controle

(80)

Aplicações de Radiografia e Tomografia

Indústria Metalúrgica

(81)

Aplicações de Radiografia e Tomografia

Tomografia Industrial Tridimensional

Software desenvolvido em Linguagem C++ e Java Primeiros testes realizados

em TCL

(82)

(83)

Aplicações de Radiografia e Tomografia

(84)

(85)

(86)

Problema

O

d

• O aumento no uso de

técnicas digitais requerem

um aumento no processo

de armazenamento de

dados

–

Quando a resolução dos

equipamentos aumenta ‐

>aumenta a qualidade da

imagem‐>aumenta o

tamanho da imagem!

(87)

Limitações no Armazenamento de

Filmes

• Consumo de tempo e

dificuldades de

procura de arquivos

• Difícil

compartilhamento

dos dados

• Caro

(88)

(89)

Cenário 1: Compartilhar dados entre

PCs

(90)

Cenário 2: Compartilhar dados entre

Workstations de Revisão

(91)

Cenário 3: Compartilhe os Dados

usando Archive

(92)

Referências

[1] GODOI W C Detecção de Defeitos em Isoladores Poliméricos por

z [1] GODOI, W. C. Detecção de Defeitos em Isoladores Poliméricos por

Radiografia Digital. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do

Paraná, Curitiba, 2005.

[2] QUOIRIN N S R Di ó ti d D f it M d i

z [2] QUOIRIN, N. S. R Diagnóstico de Defeitos em Madeira por

Tomografia de Raios-X, Universidade Federal do Paraná, Dissertação de

Mestrado, Curitiba, 2004.

z [3] PIEKARZ, A.H Determinação do Volume de Vazios em Isoladores

Poliméricos por Tomografia Digital de Raios X, Universidade Federal do

Paraná, Dissertação de Mestrado, Curitiba, 2006.

z [4] CNEN – http://www.cnen.gov.br

z [5] Apostila de Radiologia Industrial Disponível em:

http://www abende org br/biblioteca apostila php?w=1280&h=1024 http://www.abende.org.br/biblioteca_apostila.php?w=1280&h=1024

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