radiologia industrial

radiologia industrial

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Iniciação à Radiologia

Industrial

Ed. Mar. / 2006 Prof. Ricardo Andreucci Curso de Extensão

ÍNDICE / CONTEÚDO Mar./ 2006

2 - A Radiografia Industrial · Capacitação dos técnicos em radiografia industrial

• Equipamentos para Radiografia Industrial • Filmes radiográficos industriais e seu Processamento

• Aspectos Geométricos da Exposição

• Avaliação da Qualidade da Imagem

• Técnicas Radiográficas • Interpretação radiográfica

• A Radioscopia Industrial

3 - Irradiação Industrial de Grande Porte • A Radiologia no Controle e Preservação de Alimentos

• O Processo de Esterilização por Irradiação

4 - Os Medidores Nucleares 5 - Aspectos de segurança e proteção radiológica industrial

Tabelas üteis Bibliografia

Notas do Autor

Esta apostila foi preparada de forma a sevir como um guia básico de consulta e para que o aluno tenha os principais elementos necessários da radiologia industrial aplicada nos mais diversos segmentos da indústria moderna. O Curso de Iniciação à Radiologia Industrial, no ambito do Curso de Extensão Universitária, tem como objetivo instruir os alunos quanto às principais aplicações da radiologia industrial como ferramenta no controle da qualidade de produtos e componentes destinados às indústrias petroquímicas, de alimentos, automobilísticas, geração de energia e aeronáutica, técnicas analíticas e segurança, familiarizando-os com os procedimentos radiológicos mais aplicáveis nestas áreas tecnológicas, abrindo perspectivas profissionais ao técnico e tecnólogo em radiologia.

CAPÍTULO 1

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.

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 Radiologia industrial é um poderoso método que pode detectar com alta sensibilidade descontinuidades com poucos

milímetros de extensãoUsados 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 desempenha um papel importante na comprovação da qualidade da peça ou componente em conformidade com os requisitos das normas,especificações e códigos de fabricação. A radiografia proporciona registros importantes para a documentação da qualidade.

Em juntas soldadas, a radiografia é dois métodos frequentemente referenciados pelos Códigos de fabricação de peças ou estruturas de responsabilidade para determinação da eficiência da base de cálculo pela engenharia.

Considerado como um processo especial pelos Sistemas da Qualidade, NBR ISO-9001 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.

1. O que significa "processo" no sistema da qualidade ?Cite dois exemplos.

Questões sobre o Sistema da Qualidade - ISO-9001 aplicado à Radiologia Industrial

3. Onde resultados de processos não podem ser plenamente verificados através de inspeção e ensaio subsequente do serviço e onde as deficiências de processamento podem se tornar aparentes somente depois que o serviço estiver pronto, estes processos são definidos como especiais. Que requisitos os técnicos de processos especiais devem atender ?

4. O que significa o termo "Qualidade" ?

5. O que você entendeu por ensaios não destrutivos ( END ) ?

6. A radiografia industrial é considerado um processo especial segundo a ISO-9001 ? Porque ? 7. Cite a principal vantagem da radiografia industrial quando comparada com outras técnicas ?

8. Em que circunstâncias um ensaio radiográfico de um componente industrial é requerido ?

CAPÍTULO 2 A RADIOGRAFIA INDUSTRIAL

Qualificação dos Técnicos e Tecnólogos em Radiografia Industrial

técnicos, geralmente com carga horária de 40 a 80 horas/aula

Atualmente no Brasil não contamos com escolas de radiologia de formação ou graduação de técnicos na área industrial. São empresas, associações, representantes de equipamentos que ministram treinamentos dos Em razão dessa lacuna, a ABENDE - Associação Brasileira de Ensaios Não Destrutivos, vem implantando, desde 1981, o Sistema Nacional de Qualificação e Certificação de Pessoal em END - SNQC/END, o qual conta com o interesse e efetiva participação de diversas empresas representativas dos vários segmentos da indústria nacional.

O SNQC/END foi oficialmente implantado em 1989, com a criação através de Assembléia Geral, do Conselho de Certificação, órgão que estabelece as diretrizes do Sistema. Além deste, foram também constituídos o Bureau de

Certificação, órgão executivo do Sistema e os Comitês Setoriais de Certificação. É um sistema de abrangência nacional que estabelece critérios e define sistemáticas, em conformidade com requisitos nacionais e internacionais, para a Qualificação e Certificação de Pessoal .

Foi estabelecido com o objetivo de harmonizar os diversos sistemas nacionais existentes, segundo as necessidades da realidade e da cultura brasileira, além de refletir conformidade com as principais normas nacionais e internacionais.

C.E.Q nível 1 e 2

Empresa ou autônomo

C.E.Qnível 1 e 2C.E.Q nível 1 e 2

Nível 3

Fluxograma de Operação do SNQC

O fluxograma acima descreve como um técnico deve fazer para ser qualificado e certificado na técnica não destrutiva. Em geral o técnico pode ser um autônomo ou pertencente a uma empresa que encaminha ao Bureau de certificação sua documentação básica que é: · Certificado de treinamento específico na área;

• Certificado de escolaridade de ensino médio;

• Evidência de experiência no método; • Certificado de exame de vista;

• Certificação pelo CNEN em radioproteção , para a técnica de radiografia

O Bureau examina os documentos e caso aprovado ele é encaminhado a um dos Centro de Exames de Qualificação - CEQ para ser examinado. Os exames compreendem uma parte escrita e uma parte prática. Caso ele seja aprovado receberá um certificado de qualificação da ABENDE Nível 1 , 2 ou 3, reconhecido pelo mercado nacional. Os CEQ's, são os órgãos que aplicam, sob supervisão direta do Bureau de Certificação, os exames de qualificação aos candidatos à certificação em END, sendo reconhecidos pelo Sistema Nacional de

Qualificação e Certificação de Pessoal em Ensaio Não Destrutivos- SNQC/END, através do Conselho de Certificação. A Qualificação é a comprovação e verificações formais de características e habilidades, comprovadas segundo procedimentos escritos e com resultados documentados, que permitem a um indivíduo exercer determinadas tarefas como profissional. A Certificação é o testemunho formal de uma qualificação, através da emissão de um certificado, permitindo ao indivíduo exercer as funções e atribuições previamente estabelecidas, expedido por um organismo autorizado.

Qualificação pela CNEN - Comissão Nacional de Energia Nuclear

Uma diferença clara sob o ponto de vista profissional, é que os técnicos de radiologia na indústria precisam ser qualificados em proteção radiológica, o que não é requerido na área médica.

Essa qualificação consisti em um treinamento formal em radioproteção ministrado por uma entidade ou especialista com carga horária de 80 horas, para técnicos operadores de equipamentos de radiação ionizante usados na indústria. Após a fase de treinamento, o técnico se inscreve no exame nacional aplicado pelo CNEN em todo Brasil. Caso seja aprovado, receberá um certificado emitido pela Autoridade Competente - CNEN.

A principal norma que descreve as atividades do técnico em radiografia industrial está no documento do CNEN N-6.04 . As normas da CNEN poderão ser obtidas gratuitamente através do website w.cnen.gov.br

Assunto: Qualificação e Certificação de pessoal para Radiologia Industrial 1. Porque e quando é necessário a qualificação de pessoal para o ensaio radiográfico industrial?

2. Qual a diferença entre Qualificação e Certificação ?

3. Quais os requisitos gerais mínimos para um técnico de radiografia industrial ser qualificado ? Cite 3

4. Dos sistemas de qualificação e certificação de técnicos para radiologia industrial, qual o que atende a indústria a nível Nacional ?

5. Como são os graus ou níveis de certificação de pessoal em radiografia industrial ?

6. Se uma radiografia industrial for efetuada e avaliada por técnico não certificado, o que poderá ocorrer ?

7. Obrigatoriamente, deve o técnico de radiografia industrial ser qualificado em proteção radiológica na CNEN ?

8. Qual a norma da CNEN que qualifica o técnico de radiografia industrial em radioproteção ? 9. Quais os requisitos mínimos para certificação reconhecida de um técnico em radiografia industrial?

A Produção das Radiações X

As radiações X, são emitidas das camadas eletrônicas dos átomos. Essas emissões não ocorrem deforma desordenada, mas possuem “padrão” de emissão denominado espectro de emissão.

Os Raios X, destinados ao uso industrial, são gerados numa ampola de vidro ou metálica, denominada tubo de Coolidge, que possui duas partes distintas: o ânodo e o cátodo.

O ânodo e o cátodo são submetidos a uma tensão elétrica que pode variar desde 100 até 450 kV nos aparelhos considerados portáteis para uso na indústria, sendo o polo positivo ligado ao anodo e o negativo no cátodo. O ânodo é constituído de uma pequeno disco fabricado em tungstênio, também denominado de alvo, e o cátodo de um pequeno filamento, tal qual uma lâmpada incandescente, por onde passa uma corrente elétrica da ordem de miliamperes ( 0 a 10 mA)

Esquema de tubos convencionais de Raios X Industrial. O tubo da esquerda é um tubo metálico e o da direita de vidro.

Quando o tubo é ligado, a corrente elétrica do filamento, se aquece e passa a emitir espontaneamente elétrons que são atraídos e acelerados em direção ao alvo. Nesta interação, dos elétrons com os átomos de tungstênio, ocorre a desaceleração repentina dos elétrons, transformando a energia cinética adquirida em Raios X.

Outros fenômenos de interação dos elétrons acelerados com as camadas eletrônicas dos átomos de tungstênio, também são responsáveis pela emissão dos Raios X.

Os Raios X, são gerados nas camadas eletrônicas dos átomos por variados processos físicos. Caracteriza-se por apresentar um espectro contínuo de emissão ao contrário das radiações gama. Em outras palavras, os Raios X emitidos pelo aparelho apresentam uma variedade muito grande de comprimento de onda ou seja que a energia varia de uma forma contínua.

Equipamentos de Raios X para uso Industrial

Os Raios X são produzidos em ampolas especiais. Os tamanhos das ampolas ou tubos são em função da tensão máxima de operação do aparelho.

Do ponto de vista da radiografia, uma atenção especial deve ser dada ao alvo, contido no ânodo. Sua superfície é atingida pelo fluxo eletrônico, proveniente do filamento, e denomina-se foco térmico. É importante que esta superfície seja suficiente grande para evitar um superaquecimento local, que poderia deteriorar o ânodo, e permitir uma rápida transmissão do calor.

Corte transversal do ânodo, na ampola de Raios X

Para obter-se imagens com nitidez máxima, as dimensões do foco óptico devem ser as menores possíveis. As especificações de aparelhos geralmente mencionam as dimensões do foco óptico, que podem variar de 3 a 4 m.

O calor que acompanha a formação de Raios X é considerável, e portanto é necessário especial atenção aos sistemas e métodos para refrigerar o ânodo. Esta refrigeração pode ser feita de diversas maneiras:

a) Refrigeração por irradiação: Neste caso o bloco de tungstênio, que compõe o alvo, se aquece e o calor se irradia pelo ânodo. O calor em excesso é resfriado por circulação de óleo ou gás ao redor da ampola. Os aparelhos de baixa tensão no tubo podem ser resfriados por ventiladores.

b) Refrigeração externa por circulação forçada de água: A refrigeração é limitada, principalmente se o aparelho for operado continuamente, exposto ao sol. Neste caso, a circulação de água por uma serpentina interna à unidade geradora, é eficaz, permitindo o uso do aparelho por longos períodos de uso.

Unidade Geradora, Painel de Comando

Os equipamentos de Raios X industriais se dividem geralmente em dois componentes: o painel de controle e o cabeçote, ou unidade geradora.

O painel de controle consiste em uma caixa onde estão alojados todos os controles, indicadores, chaves e medidores, além de conter todo o equipamento do circuito gerador de alta voltagem. E através do painel de controle que se fazem os ajustes de voltagem e amperagem, além de comando de acionamento do aparelho.

Na ulnidade geradora está alojada a ampola e os dispositivos de refrigeração. A conexão entre o painel de controle e o cabeçote se faz através de cabos especiais de alta tensão.

As principais características de um equipamento de Raios X são:

a - tensão e corrente elétrica máxima; b - tamanho do ponto focal e tipo de feixe de radiação (direcional ou panorâmico); c - peso e tamanho;

Esses dados determinam a capacidade de operação do equipamento, pois estão diretamente ligados ao que o equipamento pode ou não fazer. Isso se deve ao fato dessas grandezas determinarem as características da radiação gerada no equipamento. A tensão se refere à diferença de potencial entre o ânodo e o cátodo e é expressa em quilovolts (kV). A corrente elétrica se refere à corrente elétrica no tubo e é expressa em miliamperes (mA).

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