پرتونگاری دیجیتال

روش‌های پرتونگاری^[۱]

روش‌های مختلفی به منظور تهیه تصاویر پرتونگاری به کار برده می‌شود که هر کدام می‌تواند در شرایطی خاص استفاده شود. برخی از روش‌های پرتونگاری در این بخش شرح داده می‌شوند که شامل روش یک دیواره- یک تصویر^[۲]، روش دو دیواره- یک تصویر^[۳] و روش دو دیواره- دو تصویر^[۴] می‌باشند.

روش یک دیواره- یک تصویر

روش یک دیواره- یک تصویر موثرترین و پُر کاربردترین روش مورد استفاده در پرتونگاری است. در این روش، اشعه از قطعه مورد آزمایش عبور می‌کند و فیلم مخصوص پرتونگاری در تماس با سطح طرف مقابل قطعه قرار می‌گیرد. به بیان دیگر، اشعه از یک دیواره قطعه عبور می‌کند و ضخامت همان دیواره مورد بررسی و ارزیابی قرار می‌گیرد.

در شکل ۱ چگونگی انجام روش یک دیواره- یک تصویر نمایش داده شده است. به منظور بررسی ناحیه جوش‌کاری شده یک صفحه یا ورق تخت به صورت لب به لب، منبع یا چشمه مولد اشعه در یک طرف و فیلم در طرف مقابل قرار داده می‌شود (مطابق با شکل ۱-الف). در شکل‌های ۱-ب و ۱-ج، روش‌های مورد استفاده به منظور بررسی جوش‌های گوشه‌ای یا پخ‌دار صفحات یا ورق‌های تخت نمایش داده شده است.

با توجه به این که در پرتونگاری چنین جوش‌هایی ضخامت قرار گرفته در برابر اشعه در همه جا یکسان نیست، قدرت نفوذ اشعه در قسمت‌های مختلف جوش متفاوت خواهد بود. بنابراین، در قسمت‌هایی که ضخامت قرار گرفته در مقابل اشعه بیشتر است، نفوذ با مشکل مواجه می‌گردد. در چنین شرایطی می‌توان از قطعات جبران‌کننده ضخامت استفاده کرد. این قطعات می‌توانند ضخامت یکنواخت در همه قسمت‌هایی که در معرض اشعه قرار می‌گیرند را فراهم سازند.

اشکال ۱-د، ۱-ه و ۱-و نحوه انجام پرتونگاری به روش یک دیواره- یک تصویر در مورد ارزیابی و بررسی لوله‌ها را نشان می‌دهند. در شکل۱-د، منبع یا چشمه در خارج لوله و فیلم درون آن و در شکل ۱-ه، منبع یا چشمه درون لوله و فیلم خارج آن قرار داده می‌شود. در صورتی که بررسی سرتاسر بخش مقطعی لوله نیاز باشد، منبع یا چشمه درون لوله قرار داده می‌شوند و قسمت خارجی لوله به صورت سرتاسری توسط فیلم پوشیده می‌شود (شکل ۱-و). قابل ذکر است که به این روش اصطلاحاً تابش همه جانبه یا پانارامیک^[۵] گفته می‌شود.

در بررسی لوله‌ها به روش یک دیواره- یک تصویر، فاصله منبع اشعه تا فیلم، شعاع لوله و قطر لوله اهمیت زیادی دارد. در صورتی که فاصله منبع اشعه تا فیلم کمتر از شعاع باشد، منبع یا چشمه در داخل لوله قرار می‌گیرد و فیلم به صورت کامل در خارج لوله قرار داده می‌شود. در این روش، کیفیت تصویر بسیار خوب و زمان پرتودهی کم می‌باشد. بدیهی است که این روش از لحاظ ایمنی نیز مطلوب می‌باشد.

در شرایطی که فاصله منبع اشعه تا فیلم از شعاع لوله بزرگ‌تر و از قطر آن کوچک‌تر باشد، فیلم در خارج لوله و منبع یا چشمه درون لوله قرار می‌گیرد و حداقل سه مرتبه پرتودهی نیاز است. در حالتی که فاصله منبع اشعه تا فیلم بیشتر از قطر لوله باشد، فیلم درون لوله و منبع یا چشمه خارج آن قرار می‌گیرد. بدیهی است که در این روش، دسترسی به قسمت داخلی لوله باید فراهم باشد. در این حالت، تعداد پرتودهی زیاد است و کیفیت فیلم کاهش خواهد یافت. به علت این که فیلم به ریشه جوش نزدیک‌تر است، عیوب ریشه جوش واضح‌تر مشاهده می‌شوند.

روش دو دیواره- یک تصویر

دومین روش پُرکاربرد در پرتونگاری تحت عنوان روش دو دیواره- یک تصویر می‌باشد. در این روش، اشعه مورد استفاده از دو دیواره می‌گذرد، اما فقط یک تصویر ایجاد می‌شود. در بازرسی لوله‌ها به این روش، هم فیلم و هم منبع اشعه در خارج از لوله قرار می‌گیرند. باید توجه داشت که فقط تصویر دیواره نزدیک به فیلم قابل ارزیابی می‌باشد. در روش دو دیواره- یک تصویر، حداقل نیاز به سه مرتبه پرتودهی می‌باشد. در اغلب استانداردها این گونه بیان می‌شود که در صورت پرتونگاری با دروبین اشعه گاما، حداقل سه تابش با زاویه ۱۲۰ درجه و در صورت پرتونگاری با دروبین‌های اشعه ایکس، حداقل چهار تابش با زاویه ۹۰ درجه نیاز است.

مهم‌ترین مشکل این روش به عبور اشعه‌ها از دو دیواره ارتباط پیدا می‌کند. عبور اشعه از دیواره اول باعث تضعیف آن می‌شود و در نتیجه، عبور چنین اشعه‌ای از دیواره دوم مشکل‌تر می‌باشد. علاوه بر این، تصویر تشکیل شده در این روش دارای سایه می‌باشد و کیفیت آن نسبت به روش یک دیواره- یک تصویر پایین‌تر است. در شکل ۲، پرتونگاری به روش دو دیواره- یک تصویر در تصویربرداری از یک لوله نمایش داده شده است. در شرایطی که امکان استفاده از روش یک دیواره- یک تصویر وجود ندارد، روش دو دیواره- یک تصویر می‌تواند جایگزین شود.

روش دو دیواره- دو تصویر

سومین روش مرسوم پرتونگاری روش دو دیواره- دو تصویر است. در این روش، اشعه از دو دیواره عبور می‌کند و امکان ارزیابی هر دو دیواره وجود دارد. این روش در مورد لوله‌ها با قطر کم کاربرد دارد. در پرتونگاری لوله‌هایی که قطر آن‌ها برابر ۵/۳ اینچ یا کمتر از آن است می‌توان از روش دو دیواره- دو تصویر سود جست. روش دو دیواره- دو تصویر دارای دو زیرشاخه می‌باشد که این زیرشاخه‌ها شامل روش بیضوی^[۶] و روش روی هم^[۷] هستند. در شکل ۳ نحوه اجرای روش بیضوی و در شکل ۴ نحوه اجرای روش روی هم به تصویر کشیده شده است.

در روش بیضوی یا الیپیتکال، اشعه از دو دیواره می‌گذرد و تصویر هر دو دیواره تشکیل می‌شود. شایان ذکر است که تصویر ایجاد شده از ناحیه جوش لوله به شکل بیضی می‌باشد. زاویه تابش مورد استفاده در این روش، حدود ۱۵ درجه نسبت به راستای قائم می‌باشد و معمولاً منبع اشعه در فاصله cm15 از ناحیه جوش قرار داده می‌شود. بدیهی است که قطر کوچک بیضی تشکیل شده بر روی تصویر از ناحیه جوش برابر قطر لوله مورد آزمایش می‌باشد.

در روش دو دیواره- دو تصویر روی هم، اشعه مورد استفاده از دو دیواره عبور می‌کند، اما تصاویر دو دیواره بر روی یکدیگر تشکیل می‌شوند. به بیان دیگر، دو تصویر ناحیه جوش بر روی یکدیگر قرار می‌گیرند که یکی از تصاویر ایجاد شده واضح و دیگری، به صورت سایه و مات می‌باشد. قابل ذکر است که در این روش حداقل سه مرتبه پرتودهی نیاز می‌باشد.

در روش یک دیواره- یک تصویر، ابزار مشخص‌کننده میزان نفوذ اشعه^[۸] یا شاخص کیفیت تصویر (IQI^[9]) در طرف منبع اشعه قرار داده می‌شود. این در حالی است که در دو دیواره- یک تصویر، ابزار مشخص‌کننده میزان نفوذ اشعه ممکن است در طرف منبع اشعه یا در طرف فیلم قرار گیرد. انتخاب طرف منبع اشعه یا طرف فیلم فقط به در دسترس بودن آن طرف وابسته می‌باشد و معمولاً طرفی انتخاب می‌شود که به سهولت امکان دسترسی به آن وجود داشته باشد. در روش دو دیواره- دو تصویر، اغلب ابزار مشخص‌کننده میزان نفوذ اشعه در طرف منبع اشعه قرار می‌گیرد. در هنگام بررسی جوش‌ها، ابزار مشخص‌کننده میزان نفوذ اشعه باید تا جایی که ممکن است به ناحیه جوش نزدیک باشد و باید در نظر داشت که این عمل، تاثیری بر تصویر ناحیه جوش نگذارد. در بررسی قطعات ریخته‌گری، انتخاب طرفی که ابزار مشخص‌کننده میزان نفوذ اشعه در آن طرف قرار گیرد وابسته به اندازه و شکل قطعه ریخته‌گری می‌باشد.

در همه روش‌های پرتونگاری نیاز است که «طرح عکس‌برداری^[۱۰]» تهیه شود که این طرح بیانگر جنبه‌های اصلی روش پرتونگاری می‌باشد. در طرح عکس‌برداری باید موقعیت منبع تولیدکننده اشعه، موقعیت فیلم مخصوص پرتونگاری، محل قرارگیری ابزار مشخص‌کننده میزان نفوذ اشعه و موقعیت قطعه مورد آزمایش مشخص خواهند شد. تهیه طرح عکس‌برداری می‌تواند کمک بزرگی در تفسیر فیلم باشد.

برای انجام یک فرآیند پرتونگاری موفق باید مراحلی را به صورت متوالی انجام داد. مراحل توصیه شده در انجام یک فرآیند پرتونگاری شامل موارد زیر می‌باشد.

1. تهیه روش یا دستور‌العمل صحیح پرتودهی توسط متخصص صلاحیت‌دار پرتونگاری (معمولاً شخص دارای گواهینامه سطح ۳ پرتونگاری)
2. تفهیم مشخصات نمونه مورد آزمایش و همچنین خواسته‌های مشتری
3. در نظر گرفتن یک روش مناسب بر اساس ضخامت و نوع ماده مورد آزمایش
4. آماده کردن طرح عکس‌برداری مناسب
5. با دقت قرار دادن فیلم مخصوص پرتونگاری درون کاست مخصوص توسط صفحات یا اسکرین‌های سربی مناسب در تاریکخانه
6. قرار دادن فیلم در طرف انتخاب شده از قطعه
7. اطمینان از صحیح بودن فاصله فیلم از منبع قبل از پرتودهی
8. قرار دادن نشانه‌ها و اعداد شناسایی در محل‌های مناسب برای اطمینان از عدم همپوشانی آن‌ها با ناپیوستگی‌ها
9. برپا کردن سیستم تولید اشعه
10. انجام فرآیند پرتودهی و قرار دادن قطعه در معرض اشعه‌های تولیدی
11. باز کردن فیلم و ظاهر کردن آن در تاریکخانه
12. ارزیابی و بررسی فیلم به دست آمده
13. تهیه گزارشی مناسب و بایگانی کردن فیلم تهیه شده

[۱] Radiography techniques

[۲] Single wall- single image

[۳] Double wall- single image

[۴] Double wall- double image

[۵] Panoramic

[۶] Ellipse technique

[۷] Superimpose

[۸] Penetrameter

[۹] Image quality indicator

[۱۰] Shooting sketch