Kiểm tra chụp ảnh bức xạ (RT)
Kiểm tra chụp ảnh bức xạ (RT) sử dụng tia X hoặc tia gamma để tạo ảnh trên phim. Cả hai loại tia này đều là bức xạ điện từ có bước sóng rất ngắn, có khả năng xuyên qua vật rắn và bị suy giảm theo mức hấp thụ khi đi qua vật liệu. Khi đặt nguồn tia X hoặc gamma ở một bên và phim ở phía đối diện, sự khác biệt trong độ hấp thụ tạo nên tương phản trên phim, phản ánh biến thiên về chiều dày và giúp phát hiện khuyết tật cả trên bề mặt lẫn bên trong vật liệu.
Đây là một kỹ thuật đã phát triển hoàn thiện, cho phép lưu trữ hồ sơ vĩnh viễn và được ứng dụng rộng rãi để phát hiện khuyết tật bên trong mối hàn, chi tiết đúc, cũng như kiểm tra lỗi trong quá trình lắp ráp.
Nguồn bức xạ có thể là tia X hoặc tia gamma. Máy phát tia X được định danh bằng điện áp ống (ví dụ 300kV); điện áp càng cao, độ xuyên thấu càng lớn. Thiết bị công nghiệp bao phủ dải 20kV–20MV; các loại công suất lớn nhất có thể chụp xuyên thấu thép dày đến ~500mm (20""). Tia gamma thường sử dụng các đồng vị Co-60 hoặc Ir-192; các đồng vị khác chỉ dùng trong các trường hợp đặc biệt.
Để có ảnh nét, cần sử dụng nguồn hoặc tiêu điểm có kích thước nhỏ; với nguồn X/gamma thông thường, kích thước tiêu điểm phổ biến khoảng 1–4mm. Sau khi phơi phim, quy trình tráng – rửa – cố định – sấy được thực hiện trước khi quan sát và đánh giá kết quả. Do bức xạ có nguy cơ gây hại, thiết bị phải vận hành trong buồng chắn hoặc kèm theo hàng rào bảo vệ và tín hiệu cảnh báo, với nhân sự vận hành bắt buộc phải có chứng chỉ hợp lệ.
Kiểm tra chụp ảnh bức xạ tương đối tốn kém do chi phí phim; các thiết bị phát tia X cỡ lớn dùng cho vật liệu dày cũng có giá cao và yêu cầu phòng chắn bức xạ. Nguồn gamma có chi phí thấp hơn và tính cơ động cao, phù hợp kiểm tra tại hiện trường, nhưng thời gian phơi thường dài hơn so với tia X.
Chụp bức xạ độ phân giải cao sử dụng ống X vi tiêu điểm (~10µm) để tạo ảnh phóng đại với độ nét cao, tuy nhiên do công suất thấp và thời gian chụp kéo dài nên kỹ thuật này vẫn chưa được áp dụng rộng rãi trong thực tế.
Đo bức xạ
Bằng cách dùng bộ dò bức xạ chuẩn trực để quét mẫu thử và căn chỉnh thẳng hàng với nguồn bức xạ, ta có thể đo trực tiếp bức xạ truyền qua. Dù không có ảnh radiography, kỹ thuật radiometry vẫn mang lại các ưu điểm sau:
- Hoạt độ nguồn rất thấp so với chụp radiography cùng hạng mục, thường thấp hơn khoảng 10 lần, do đó ít nguy hiểm hơn.
- Nguồn gamma được dùng thường xuyên nhất vì tính cơ động cao và độ ổn định (ngoại trừ suy giảm dài hạn do phóng xạ).
- Khi kiểm tra che chắn bức xạ cho công trình và thùng chứa vật liệu phóng xạ, radiometry cung cấp dữ liệu định lượng trực tiếp về khuyết tật, điều này radiography không làm được.
Chụp cắt lớp tia X (CT)
Bằng cách chiếu tia X qua mẫu thử theo nhiều hướng khác nhau, rồi số hóa và thu thập dữ liệu, chương trình máy tính có thể tính toán và xử lý để tạo ra ảnh X-ray mới. Ảnh X-ray thu được như dạng lát cắt mỏng của mẫu theo mặt phẳng chiếu.
Trong X-ray tomography công nghiệp, cách làm thường dùng là giữ chùm tia X cố định, còn mẫu được dịch chuyển và xoay để đo độ hấp thụ tia X từ nhiều vị trí. Tịnh tiến theo phương ngang và xoay theo từng bước; độ hấp thụ được đo tại mỗi vị trí. Kỹ thuật này đòi hỏi tính toán lớn và vẫn còn khá mới trong ứng dụng công nghiệp.
Chụp X quang kỹ thuật số di động
Radiography và radioscopy có thể quan sát các quá trình bên trong vật thể không trong suốt hoặc bị che khuất. Các kỹ thuật này cung cấp dữ liệu hữu ích cho nghiên cứu hiệu năng tuabin khí, động cơ, dòng hai pha và hiện tượng quá độ. Nguồn bức xạ có thể là máy phát tia X, nguồn gamma, và nguồn nơtron. Hình ảnh được ghi lại có thể là phim tia X, cine film, hoặc hệ thống video, hai loại sau thường kèm theo bộ tăng sáng ảnh.
Lựa chọn nguồn bức xạ và hệ ghi ảnh (phim RT, bộ tăng sáng, cine film, ghi hình video) phụ thuộc vào loại hiện tượng cần quan sát và đặc tính vật liệu (độ dày, mật độ) của đối tượng.
Nguồn tia X có thể được tạo ra từ điện thế không đổi (trong đó máy phát nửa chu kỳ – ít được sử dụng), từ máy gia tốc tuyến tính (linac), hoặc từ các nguồn xung đơn (ví dụ như flash pulser). Trong khi đó, nguồn gamma lại đặc biệt thích hợp cho việc quan sát các chuyển động dài hạn do tác động của ứng suất hoặc biến đổi nhiệt độ.
Chuyển động nhanh có thể được ghi lại bằng máy quay cine hoặc video tốc độ cao để phát lại chậm, ở tốc độ khung hình rất cao bằng máy quay cine hoặc video tốc độ cao để phát lại chậm, hoặc được “đóng băng” trên phim RT bằng nguồn tia X xung “flash pulser” (20–50 ns) với hệ đồng bộ phù hợp.
Nguồn xung lặp lại có thể đồng bộ với chuyển động quay, tạo kỹ thuật strobo-radiography/radioscopy, cho phép quan sát dao động, rung của trục/cụm quay và hiển thị chuyển động nhanh thành chậm.