Luận văn Kiểm tra và giải đoán khuyết tật một số vật liệu kim loại trong sản xuất công nghiệp bằng phương pháp chụp ảnh phóng xạ tia-X

16 DIN DIN DIN CU CU CU 1/7 6/12 10/16 1 2 3 4 5 6 7 50 50 50 hoặc 25 Đồng Đồng thiết hoặc các hợp kim của chúng 6 7 7 9 10 11 12 10 11 12 13 14 15 16 DIN DIN DIN AL AL AL 1/7 6/12 10/16 1 2 3 4 5 6 7 50 50 50 hoặc 25 Nhôm Nhôm và các hợp kim nhôm 6 7 7 9 10 11 12 10 11 12 13 14 15 16 DIN62FE 10ISO1 5 Hình 2.14: Mẫu thiết kế vật chỉ thị chất lượng ảnh loại DIN IQI sử dụng khi chụp ảnh phải được đặt trên vật kiểm, cạnh vùng quan tâm và dây có đường kính lớn nhất nằm gần vùng quan tâm. 2.2.4 Các bước tráng rửa phim. Việc xử lý phim ảnh đóng vai trò quyết định đến chất lượng ảnh. Quá trình xử lý gồm các giai đoạn cơ bản sau:  Hiện ảnh;  Giũ phim;  Hãm phim;  Rửa phim;  Làm khô phim. Với bất kỳ người chụp ảnh nào trước khi tráng rửa phim phải tuân theo các bước quan trọng sau đây: - Khuấy toàn bộ dung dịch trước khi dùng. - Kiểm tra nhiệt độ của các dung dịch trong thùng, càng gần 200C càng tốt. - Kiểm tra mức dung dịch trong thùng và nước rửa một cách cẩn thận, nếu thiếu phải bù thêm. - Đảm bảo chắc chắn rằng có dòng nước chảy liên tục trong thùng rửa. - Tiến hành xử lý phim theo quy trình. - Lau sạch các bề mặt làm việc và rửa tay. - Mọi công việc phải được tiến hành trong điều kiện ánh sáng an toàn. 2.2.4.1 Hiện ảnh (Developer). Khi đưa phim vào dung dịch hiện những tinh thể không bị chiếu sẽ không bị ảnh hưởng và bị giải phóng đi ở giai đoạn này. Những tinh thể bị chiếu thì sẽ bị tác động của thuốc hiện, tách bạc ra khỏi hỗn hợp và lắng đọng thành các hạt bạc kim loại nhỏ bé, các hạt này tạo ra hình ảnh của bạc màu đen. Nhiệt độ càng cao thì việc hiện ảnh được thực hiện càng nhanh, tuy nhiên ở nhiệt độ 200C ta thu được kết quả tối ưu. Trong quá trình hiện ảnh “rung, lắc” là quan trọng nhất và được thực hiện bằng tay. Rung lắc làm phim dao động trong dung dịch như vậy thì dung dịch được tiếp xúc tốt với bề mặt của phim sao cho phản ứng hợp lý được xảy ra giữa nhũ tương của phim và dung dịch. Nếu không rung lắc thì phim thu được sẽ không đạt chất lượng và có thể có đường sọc. Quá trình này thực hiện trong khoảng thời gian khoảng 5 phút. 2.2.4.2 Giũ phim (Fixer). Sau khi hiện, phim được giũ trong thùng khoảng 30-60 giây. Trong thùng chứa một dung dịch 2,5% Glacial acetic acid, tác dụng của acid này là để dừng tác động của chất hiện đến phim đồng thời nó cũng ngăn được việc truyền chất hiện vào thùng chứa dung dịch hãm và làm hỏng chất hãm. Ngoài việc sử dụng dung dịch acid trên ta có thể sử dụng nước sạch đang chảy ít nhất là 1 đến 2 phút để thay thế. 2.2.4.3 Hãm phim (Stopper) Chức năng của giai đoạn này là làm ngừng quá trình hiện ảnh, giải phóng tất cả các halide bạc không được chiếu khỏi nhũ tương và giữ lại hạt bạc đã được chiếu trở thành một ảnh thực. Khoảng thời gian từ khi đặt phim vào dung dịch hãm đến khi biến mất màu sữa vàng ban đầu được gọi là thời gian làm sạch, thời gian hãm khoảng 5 phút đồng thời thao tác rung lắc cũng được tiến hành. Chất hãm phải giữ ở nhiệt độ giống nhiệt độ của chất hiện và trong thùng giũ (180C đến 240C). 2.2.4.4 Rửa phim (Washer) Nhũ tương của phim mang theo một số hóa chất từ thùng hãm sang thùng nước rửa. Nếu hóa chất này bị giữ lại trên phim nó sẽ làm cho phim bị biến màu và bị ố sau một thời gian lưu giữ. Để tránh điều này thì phim phải được rửa sạch những hóa chất này. Cần lưu ý là nước trong thùng phải sạch, đang chảy, các thanh và kẹp của giá treo phải đảm bảo được nhúng vào nước. Thời gian rửa ít nhất là 30 phút, nhiệt độ của nước trong khoảng 200C đến 250C để nhũ tương không bị làm mềm hay rửa đi mất. 2.2.4.5 Làm khô phim(Dryer) Giai đoạn này đơn thuần chỉ để làm khô phim trước khi đọc và giải đoán kết quả. Thông thường trong các công việc chụp ảnh trong công nghiệp người ta thường phơi phim kẹp trên những giá treo ở những nơi khô ráo thoáng mát không bụi bẩn và chờ cho đến khi phim khô hoặc có thể dùng tủ sấy nhằm làm cho phim nhanh khô hơn nhưng nhiệt độ của tủ dùng sấy phim không được vượt quá 500C. 2.2.4.6 Dung dịch xử lý phim - Pha dung dịch xử lý phim (dùng khay):  Thuốc hiện phim (Developer): Lấy 1 lít nước và: ½ chai = 0,875lít Hi-Rendol A ½ chai = 0,125lít dung dịch B trong lúc đang khuấy Thêm 0,5 lít nước và khuấy đều; Tổng = 2,5lít dung dịch dùng cho 25 - 40 phim (25,4cm x 30,5cm). Ghi chú: Tỷ lệ pha chế tương tự nếu sử dụng Hi-Rendol I Replenisher nhưng loại này bảo quản phim lâu dài hơn.  Thuốc giũ phim (Stop bath): Dùng 30ml + 1l nước, khuấy đều (Axít chai 1l).  Thuốc hãm phim (fixer): 1lít nước + ½ chai Hi-Renfix I = 0,875lít, khuấy đều. 1lít dung dịch dùng cho 20 phim (24cm x 30cm).  Rửa phim (Washer): Dùng nước sạch. Ghi chú: Nếu dùng gói Fuji QW (Quick Washer): Đổ từ từ một gói Fuji QW vào 2lít nước, khuấy thành dung dịch.  Dung dịch Dry well: Dùng 10ml hòa với 2lít nước. 2.2.4.7 Tráng rửa phim: Theo các bước đã quy định.  Hiện ảnh: Phim sau khi chụp mang vào phòng tối, sau đó nhúng vào dung dịch hiện (thùng số 5) trong khoảng thời gian là 5 phút.  Giũ phim: Giũ phim trong thùng (số 4) khoảng 30giây đến 60giây.  Hãm phim: Trong dung dịch hãm (thùng số 2) để khoảng thời gian 5 phút để đến khi phim mất đi màu vàng sữa ban đầu.  Rửa phim: Rửa phim bằng nước sạch (thùng số 3) và ít nhất là rửa trong 30 phút. Lưu ý: Tất cả các công đoạn nêu trên phải được tiến hành trong phòng tối và nhiệt độ từ 18 đến 220C.  Làm khô phim: Sấy phim ở nhiệt độ 500C trong khoảng thời gian là 15 phút đến 30phút. Chương 3: THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 3.1 Thiết bị và dụng cụ thực nghiệm Hệ thống phòng thí nghiệm phục vụ thực nghiệm gồm: Phòng số 1 đặt hệ điều khiển (Hình 3.1), phòng số 2 đặt ống phát tia-X (Hình 3.2) và phòng số 3 là phòng tối dùng để chuẩn bị phim, các thiết bị và dụng cụ cần thiết cho xử lý và đọc phim (Hình 3.4). 3.1.1 Hệ điều khiển Hệ điều khiển bao gồm các phím chức năng giúp cho người vận hành có thể xác lập hoặc cài đặt các thông số cần thiết như: Cao áp, thời gian v.v., khi chụp ảnh. Để đảm bảo an toàn bức xạ nhằm giảm tối đa những rủi ro có thể xảy ra cho nhân viên vận hành và những người có liên quan, phòng đặt hệ điều khiển có gắn một đèn đỏ chớp nháy khi máy phát tia-X đang làm việc. Ngoài ra, cửa ngăn cách có gắn một hệ thống tự động ngắt điện khi mở cửa trong khi máy phát đang làm việc. Trên bàn điều khiển luôn có một máy đo liều xách tay hoạt động nhằm kiểm soát suất liều có cảnh báo bằng âm thanh, khi ra vào phòng đặt ống phát tia-X nhân viên vận hành phải mang theo máy để kiểm tra mức phóng xạ. 3.1.2 Ống phát tia-X Ống phát tia X được đặt trong phòng số 2 với diện tích 2,5m*3,2m, nền và các tường bao quanh đủ dày (40cm) để đảm bảo các chỉ tiêu về an toàn bức xạ cho các nhân viên thao tác tại phòng số 1. Giá trị phông tự nhiên tại phòng là 0,15mSv/h. Hình 3.1: Hệ máy điều khiển 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 Cửa 8,0 1 700 m m 800 mm 800 mm 800 mm 1 0 0 0 m m 500 m m Hình 3.2: Ống phát tia-X Các giá trị về suất liều khi máy phát làm việc ở cao áp cực đại (200kV) đã được kiểm tra tại các vị trí theo sơ đồ sau: Hình 3.3: Giản đồ suất liều (μSv/h) ở các vị trí trên tường phía phòng điều khiển ngăn cách với phòng phát tia-X.Tại vị trí người ngồi điều khiển là 0,3μSv/h. 3.1.3 Buồng rửa và sấy phim Buồng rửa phim là một phòng tối có diện tích đủ lớn cho công việc chuẩn bị phim, một đèn đọc phim và một phần diện tích để đặt các thiết bị cần thiết cho quá trình tráng rửa phim (Hình 3.4). Ánh sáng trong buồng tối phải đảm bảo là ánh sáng an toàn cho quá trình xử lý phim. Ngoài ra trong phòng tối còn có các thiết bị phụ trợ khác như: Giá treo phim, máy sấy, đồng hồ thời gian và máy đo độ đen. (1) Thùng chứa dung dịch acid acetic; (2) Thùng chứa dung dịch hãm; (3) Nước rửa phim; (4) Thùng chứa dung dịch giũ phim; (5) Thùng chứa dung dịch hiện Hình 3.4: Hệ rửa phim trong phòng tối 1 5 2 3 4 5.4 Máy đọc phim và máy đo độ đen. Đèn đọc phim và máy đo mật độ phim (đo độ đen). Đèn đọc phim giúp nhìn rõ các chi tiết ảnh trên phim (Hình 3.6). 3.2 Kết quả thực nghiệm 3.2.1 Xác định kích thước bia hiệu dụng của máy phát tia X 3.2.3.1 Mục đích Độ nhòe hình học có ảnh hưởng lớn đến chất lượng ảnh chụp, trường hợp không thể kéo dài khoáng cách SFD và không thể thu nhỏ khoảng cách OFD thì kích thước bia hiệu dụng là đại lượng quyết định đến độ nhòe hình học. Kích thước bia hiệu dụng càng nhỏ thì độ nhòe hình học nhỏ, chất lượng ảnh sẽ tốt hơn. Mỗi máy phát tia-X có kích thước bia hiệu dụng nhất định, sau một thời gian sử dụng kích thước bia này không còn như giá trị ban đầu mà sẽ bị thay đổi. Sự thay đổi này liên quan đến độ nhòe hình học và cũng là chất lượng ảnh chụp. Nếu kích thước bia hiệu dụng lớn thì độ nhòe hình học lớn và ảnh nhận được là một ảnh rộng hơn ảnh thực của nó. Đây là lý do phải tiến hành đo và xác định lại kích thước bia của máy phát tại thời điểm hiện nay nhằm phục vụ cho việc tính toán những thông số phù hợp cho từng phép chụp cụ thể sau này. 3.2.3.2 Bố trí thực nghiệm Hình 3.5: Máy sấy và giá treo phim (a) (b) Hình 3.6: Đèn đọc phim (a) và máy đo độ đen (b) (a) (b) F a d c b Tấm chì Sử dụng một tấm chì dày 1mm, kích thước 100mm*100mm, khoan một lỗ có đường kính 10mm ở giữa. Tiến hành chụp 5 phim với những khoảng cách từ vật đến phim khác nhau. Sơ đồ thực nghiệm được bố trí như Hình 3.7. Hình 3.7: Sơ đồ mô tả thực nghiệm Trong đó: a là đường kính lỗ khoan của lá chì. b là khoảng cách từ nguồn đến vật. c là khoảng cách từ vật đến phim. d là độ rộng bao phủ của phim chụp. F là kích thước nguồn. Các ảnh chụp được tiến hành với các thông số chụp như sau:  Cao áp: 90kV  Thời gian chụp: 12s  Khoảng cách từ nguồn đến phim: 600mm Xử lý, đọc phim và kết quả được nêu trong Bảng 3.1. 3.2.3.3 Tính toán kết quả Hình ảnh thu được trên phim của các phép chụp tương tự gần giống nhau. Do vậy trong phần này chỉ trích đưa ra hai hình ảnh (Hình 3.8 và Hình 3.9) Hình 3.8: Kết quả phim 1 chụp ngày 27/05/2010 Đo đường kính của ảnh tròn trên phim thu được, kết quả thu được tương ứng với các phim chụp được đưa ra trong Bảng 3.1: Bảng 3.1: Đường kính thu được trên 5 phim chụp thực nghiệm Đường kính (d) Phim 1 Phim 2 Phim 3 Phim 4 Phim 5 d1 32 31 31 41 45 d2 33 32 33 40 46 d3 34 32 32 42 47 Trung bình 33 32 32 41 46 Từ giá trị đường kính đo được trên ta áp dụng công thức: a b aFc d    )(* (3.1) Ta suy ra được: a c adb F    )(* (3.2) Kết quả tính toán kích thước bia hiệu dụng theo công thức 3.2 của các phim chụp thực nghiệm với các thông số a, b, c, d được đưa ra trên Bảng 3.2. Bảng 3.2: Kết quả kích thước bia hiệu dụng F ở những khoảng cách khác nhau a (mm) b (mm) c (mm) d (mm) F (mm) Phim chụp 10 205 395 33 1,94 Phim 1 10 211 389 32 1,93 Phim 2 10 210 390 32 1,85 Phim 3 10 167 433 41 1,96 Phim 4 10 150 450 46 2,00 Phim 5 Hình 3.9: Kết quả phim 3 chụp ngày 28/05/2010 cSfd cF Ug   * (3.3) Độ nhòe hình học Ug được tính theo công thức 3.3 và kết quả nêu trong Bảng 3.3. Bảng 3.3: Kết quả tính độ nhòe hình học Ug F (mm) 1,94 1,93 1,85 1,96 2,00 Ug 3,73 3,56 3,43 5,07 6,00 Giá trị kích thước nguồn trung bình: mmF 94,1 5 )00,296,185,193,194,1(    Sai số kích thuớc nguồn của phép đo: mm FF n FF i i n i i F 06,0 )15( )( )1( )( 5 1 2 1 2          Vậy: F = 1,94 ± 0,06 mm Giá trị độ nhòe hình học trung bình: mmU g 36,4 5 )00,607,543,356,373,3(    Sai số của độ nhòe hình học: mm UU n UU i gg n i gg U ii g 13,1 )15( )( )1( )( 5 1 2 1 2          Vậy: Ug = 4,36 ± 1,13 mm 3.2.3.4 Nhận xét: Dựa vào kết quả về kích thước bia hiệu dụng F ở Bảng 3.2, ta nhận thấy rằng giá trị F tính toán theo mỗi phim thực nghiệm có khác nhau, nó dao động trong khoảng 1,85mm đến 2,00mm với giá trị trung bình là 1,94mm. Điều này chứng tỏ giá trị thực của F đã thay đổi theo thời gian làm việc của máy phát. 3.2.2 Kiểm tra và giải đoán mối hàn ống P.115 Mẫu ống P.115 (Hình 3.10) là một mối hàn thép nối hai ống giống nhau bằng kỹ thuật hàn vác mép chữ V với các đặc trưng sau: - Mã số mẫu : P.115 - Bề dày một thành : 6 mm - Bề dày lớp gia cường : 1 mm - Đường kính ngoài : 115 mm Hình 3.10. Mẫu P.115 3.2.3.1 Kết quả kiểm tra bằng mắt: - Lớp gia cường trên mối hàn không đồng đều, chiều cao lớn nhất là 1 mm, gia cường thiếu lớn nhất là 1 mm. - Hàn không thấu toàn bộ chân đường hàn, rộng 0,2 mm, sâu 0,5 mm. - Rỗ khí bề mặt tại hai vị trí P115-2 và P115-3 3.2.3.2 Tính toán SFD Dựa vào giá trị Ug trong trường hợp kiểm tra với chất lượng thông thường (Ug = 0,5), từ bề dày mẫu và kích thước nguồn, áp dụng công thức (2.2) ta được: - Tính SFD cực tiểu: min 2,8 1 7 1 46,2 0,5g d SFD t mm U                  - SFD lựa chọn: SFDsel. = 600 mm 3.2.3.3 Các thông số chiếu chụp Dựa vào đường kính của ống, bề dày một thành, bề dày lớp gia cường, chất liệu của mẫu và biểu đồ chiếu chụp của máy phát tia-X “RF-200EGM”, các thông số chiếu chụp áp dụng cho mối hàn ống P.115 có giá trị như Bảng 3.4. Bảng 3.4. Các thông số chiếu chụp ống P.115 Thông số Giá trị Kỹ thuật chiếu chụp IQI sử dụng SWSI 10-ISO-16 của DIN Điện thế lựa chọn Thời gian chiếu 100 kV 0,7 phút 3.2.3.4 Sơ đồ chiếu chụp Mẫu ống P.115 có đường kính ngoài là 115mm, bề dày một thành là 6mm. Do đó kỹ thuật được lựa chọn để chiếu chụp tối ưu là kỹ thuật SWSI. Trong kỹ thuật này, nguồn (tiêu cự phát tia- X) được đặt bên ngoài, IQI đặt ở phía nguồn và sát với bề mặt ống, phim được cuộn tròn và đặt sát thành bên trong ống (Hình 3.11). Dùng 3 phim để chụp toàn bộ đường hàn ống. Hình 3.11. Sơ đồ chiếu chụp ống P.115 bằng kỹ thuật SWSI 3.2.3.5 Qui trình chiếu chụp - Đánh dấu vị trí làm mốc trên ống, đặt phim, các dấu chì, IQI lên ống - Chụp tại vị trí P115-1: Bố trí hình học như Hình 3.11. Đặt đầu phát của máy tia-X sao cho chùm tia-X phát thẳng góc với trục của ống. Điều chỉnh cho SFD = 600 mm. - Sau khi chụp phim P115-1 xong, xoay ống 1200 theo chiều từ phải qua trái; - Thay phim, đặt lại IQI, các dấu chì lên ống ; - Chụp tại vị trí P115-2; - Làm tương tự trên để chụp tại vị trí P115-3. 3.2.3.6 Kết quả đo độ đen Độ đen của các phim chụp của ống P.115 được đo trên máy đo độ đen và được các giá trị như ở Bảng 3.5 Vật chỉ thị chiều dài hiệu dụng IQI Nguồn Phim P115-1 Bảng 3.5. Độ đen của phim chụp ống P.115 Mã số phim Vị trí 1 Vị trí 2 Vị trí 3 Trung bình Đạt/không đạt P115-1 P115-2 P115-3 3,0 3,0 3,2 3,3 2,8 3,1 2,8 3,1 2,8 3,0 3,0 3,0 Đạt Đạt Đạt Nhận xét: Giá trị độ đen trung bình trên các phim của ống P.115 là bằng nhau, đạt chỉ số về độ đen. 3.2.3.7 Tính toán độ nhạy đạt được Theo chỉ số chất lượng ảnh (BZ) của DIN thì độ nhạy và chất lượng ảnh của ống P.115 được nêu ở Bảng 3.6. Bảng 3.6. Độ nhạy và chất lượng ảnh của ống P.115 Mã số phim Chỉ số chất lượng ảnh (DIN) Độ nhạy (%) Đạt/không đạt P115-1 P115-2 P115-3 14 14 14 2,7 2,7 2,7 Đạt Đạt Đạt 3.2.3.8 Phim chụp Các phim chụp ảnh bức xạ của ống P.115 như Hình 3.12. Chất lượng của các phim chụp này tốt, không mắc phải các lỗi trong quá trình chiếu chụp và quá trình tráng rửa, không để lại trên phim các vết bất thường. Hình 3.12: Phim P115- 1, P115-2 và P115-3 3.2.3.9 Giải đoán phim. Áp dụng tiêu chuẩn đánh giá chất lượng mối hàn ASME VIII – Division 2 – Alternative Rules (Xem phụ lục 3) thì các phim chụp mẫu ống P.115 được minh giải tóm tắt như trên Bảng 3.7. Bảng 3.7: Minh giải phim của mẫu ống P.115 Mã số phim Loại bất liên tục Kích thước (mm) Vị trí C/K Kí hiệu P115-1 1, Không thấu đáy 2, Gia cường thiếu 0,2 × 0,5 10 × 12 Toàn bộ chân 4 vị trí K K P115-2 1, Không thấu đáy 2, Gia cường thiếu 3, Rỗ khí đơn 0,2 × 0,5 10 × 12 2 Toàn bộ chân 4 vị trí 140 mm K K K R1 P115-3 1, Không thấu đáy 2, Gia cường thiếu 3, Rỗ khí đơn 0,2 × 0,5 10 × 12 4 Toàn bộ chân 3 vị trí 200 mm K K K R2 Chú thích: C – chấp nhận; K – không chấp nhận Nhận xét: - Toàn bộ những bất liên tục của ống P.115 đều nằm trên đường hàn cuối và chân mối hàn, những bất liên tục này đã được phát hiện khi kiểm tra bằng mắt. - Bất liên tục không thấu đáy của ống này có kích thước tuy hẹp và cạn 0,2mm *0,5mm nhưng theo tiêu chuẩn đánh giá lại không chấp nhận bất cứ bất liên tục không thấu nào. - Vì bề dày một thành của ống này là 7mm (kể cả lớp gia cường) nên rỗ khí đơn R1 có kích thước nhỏ hơn kích thước lớn nhất của các chỉ thị tròn được phép, do đó rỗ khí này được chấp nhận. 3.2.3.10 Sơ đồ khuyết tật Dựa vào minh giải phim của ống P.115 (Bảng 3.7), vị trí khuyết tật được xác như Hình 3.13. Trong đó, các khuyết tật không thấu đáy và gia cường thiếu không biểu hiện trên hình vì chúng phân bố rộng khắp trên mối hàn. Hình 3.13: Vị trí khuyết tật trong mẫu ống P.115 3.2.3 Kiểm tra và giải đoán mối hàn ống P.60 Mẫu ống P.60 (Hình 3.14) là một mối hàn thép nối hai ống giống nhau bằng kỹ thuật hàn vác mép chữ V với các đặc trưng sau: - Mã số mẫu : P.60 - Bề dày một thành : 4 mm - Bề dày lớp gia cường : 1 mm - Đường kính ngoài : 60 mm Hình 3.14. Mẫu ống P.60 3.2.3.1 Kết quả kiểm tra bằng mắt: - Lớp gia cường cao 1 mm, đồng đều. - Bề mặt mối hàn không có bất liên tục, không lệch mép. 3.2.3.2 Tính toán SFD Dựa vào giá trị Ug trong trường hợp kiểm tra với chất lượng thông thường (Ug = 0,5), từ bề dày mẫu và kích thước nguồn, áp dụng công thức (2.2) ta được: - Tính SFD cực tiểu: min 2,8 1 5 1 33 0,5g d SFD t mm U                  - SFD lựa chọn: SFDsel. = 700 mm 3.2.3.3 Các thông số chiếu chụp Bảng 3.8. Các thông số chiếu chụp ống P.60 Thông số Giá trị Kỹ thuật chiếu chụp IQI sử dụng Điện thế lựa chọn Thời gian chiếu DWDI 10ISO16 hoặc 6ISO12 của DIN 120 kV 3 phút Dựa vào đường kính của ống, bề dày một thành, bề dày lớp gia cường, chất liệu của mẫu và biểu đồ chiếu chụp của máy phát tia-X “RF-200EGM”, các thông số chiếu chụp áp dụng cho mối hàn ống P.60 được chọn các giá trị như Bảng 3.8. 3.2.3.4 Sơ đồ chiếu chụp Mẫu ống P.60 có đường kính ngoài là 60 mm, bề dày một thành là 5 mm. Do đó kỹ thuật được lựa chọn để chiếu chụp tối ưu là kỹ thuật DWDI. Trong kỹ thuật này, nguồn (tiêu cự phát tia-X) được đặt bên ngoài, IQI đặt ở phía nguồn và sát với bề mặt ống, phim được đặt thẳng, phía dưới ống và tiếp xúc với ống (Hình 3.15). Dùng 2 phim để chụp toàn bộ đường hàn ống. 3.2.3.5 Qui trình chiếu chụp - Đánh dấu vị trí làm mốc trên ống. Đặt phim, IQI, các dấu chì lên ống. - Bố trí hình học như hình 3.16, quay đầu phát của máy tia X sao cho góc nghiêng chùm tia khoảng 150 so với phương thẳng đứng. Điều chỉnh cho SFD = 700 mm. - Chụp tại vị trí P.60.1 - Quay ống 900 theo chiều từ phải qua trái - Thay phim, đặt lại IQI, các dấu chì, … - Chụp tại vị trí P.60.2. 3.2.3.6 Kết quả đo độ đen Độ đen của các phim chụp của ống P.60 được đo trên máy đo độ đen và được các giá trị như ở Bảng 3.9. Bảng 3.9. Độ đen của phim chụp ống P.60 Vật chỉ thị chiều dài IQI Nguồn Phim Nguồn IQI Phim Hình 3.15: Sơ đồ chiếu chụp mẫu ống P.60 bằng kỹ thuật DWDI Mã số phim Vị trí 1 Vị trí 2 Vị trí 3 Trung bình Đạt/không đạt P.60.1 P.60.2 3,0 3,5 3,4 3,0 3,5 2,9 3,3 3,1 Đạt Đạt Nhận xét: Giá trị độ đen trung bình trên các phim của ống P.60 chênh lệch không nhiều, đạt chỉ số về độ đen. 3.2.3.7 Tính toán độ nhạy đạt được Theo chỉ số chất lượng ảnh (BZ) của DIN, độ nhạy và chất lượng ảnh của ống P.60 được nêu ở Bảng 3.10. Bảng 3.10. Độ nhạy và chất lượng ảnh của ống P.60 Mã số phim Chỉ số chất lượng ảnh (DIN) Độ nhạy (%) Đạt/không đạt P.60.1 P.60.2 12 12 2,5 2,5 Đạt Đạt 3.2.3.8 Phim chụp Các phim chụp ảnh bức xạ của ống P.60 như Hình 3.16. Chất lượng của các phim chụp này tốt, không mắc phải các lỗi trong quá trình chiếu chụp. Hình 3.16: Phim P.60.1 và P.60.2 3.2.3.9 Giải đoán phim. Áp dụng theo tiêu chuẩn đánh giá chất lượng mối hàn ASME VIII–Division 2 –Alternative Rules thì các phim chụp ống P.60 được minh giải tóm tắt trên Bảng 3.11 Bảng 3.11. Minh giải phim của mẫu ống P.60 Mã số phim Loại bất liên tục Kích thước (mm) Vị trí (mm) C/K Kí hiệu P.60.1 1, Nhóm tungsten 2, Ngậm xỉ đơn 3, Rỗ khí đơn L = 2,5 2 0,8 79 179 8 C C C X1 P.60.2 1, Nhóm tungsten 2, Ngậm xỉ đơn L = 3 2 79 179 C C X1 Chú thích: C – chấp nhận; K – không chấp nhận Nhận xét:  Chỉ thị tròn tungsten tập trung thành nhóm có kích thước từng chỉ thị đều nhỏ hơn kích thước lớn nhất của các chỉ thị tròn được phép, chiều dài của nhóm là L < 2t. Do đó, bất liên tục này được chấp nhận.  Xỉ đơn X1 có kích thước 2mm vượt quá giới hạn cho phép nên đây là một khuyết tật.  Toàn bộ những bất liên tục của ống này đều nằm trong mối hàn 3.2.3.10 Sơ đồ khuyết tật Dựa vào minh giải phim của ống P.60 (Bảng 3.11), vị trí khuyết tật được xác như Hình 3.17. Trong đó, các khuyết tật không thấu đáy và gia cường thiếu không biểu hiện trên hình vì chúng phân bố rộng khắp trên mối hàn. Hình 3.17: Vị trí khuyết tật trong ống P.60 3.2.4 Kiểm tra và giải đoán mối hàn chữ T, mẫu T10 Mẫu chữ T mã số T.10 (Hình 3.18) là một mối hàn dạng chữ T được hàn xuyên thấu góc với bề dày hai tấm chân và thành bằng nhau, có các đặc trưng sau: - Mã số mẫu : T.10 - Bề dày một thành : T1 = 10 mm, T2 = 10 mm - Loại mối hàn : Xuyên thấu góc - Chiều dài đường hàn : 170 mm Hình 3.18. Mẫu T.10 mặt (a) và mặt (b) 3.2.3.1 Kết quả kiểm tra bằng mắt: - Lớp gia cường cao 10mm (đạt), đồng đều. - Bề mặt mối hàn không có bất liên tục 3.2.3.2 Tính toán SFD Dựa vào giá trị Ug trong trường hợp kiểm tra với chất lượng thông thường (Ug = 0,5), từ bề dày mẫu và kích thước nguồn, áp dụng công thức (2.2) ta được: - Bề dày xuyên thấu: t = 1,1×(T1 + T2) = 1,1×(10 + 10) = 22 mm - Tính SFD cực tiểu: min 2,8 1 22 1 145,2 0,5g d SFD t mm U                  - SFD lựa chọn: SFDsel. = 600 mm 3.2.3.3 Các thông số chiếu chụp Dựa vào bề dày xuyên thấu, bề dày lớp gia cường, chất liệu của mẫu và biểu đồ chiếu chụp của máy phát tia-X “RF-200EGM”, các thông số chiếu chụp áp dụng cho mối hàn mẫu T.10 có giá trị như Bảng 3.12. Bảng 3.12: Các thông số chiếu chụp mẫu T.10 Thông số Giá trị Kỹ thuật chiếu chụp IQI sử dụng Điện thế lựa chọn Thời gian chiếu Nghiêng 300 IQI 6-ISO-12 của DIN 150 kV 6 phút 3.2.3.4 Sơ đồ chiếu chụp Mẫu tấm T.10 có bề dày xuyên thấu là 22 mm, là mối hàn xuyên thấu góc. Do đó kỹ thuật được lựa chọn để chiếu chụp là kỹ thuật chiếu nghiêng 300. Trong kỹ thuật này, nguồn (tiêu cự phát tia-X) được đặt sao cho chùm tia-X phát ra nghiêng 300 so với phương thẳng đứng, IQI uốn cong và đặt ở phía nguồn và sát với góc đường hàn, phim được đặt thẳng, phía dưới mẫu và tiếp xúc với mẫu (Hình 3.19). Dùng 2 phim để chụp toàn bộ 2 đường hàn của mẫu. 3.2.3.5 Qui trình chiếu chụp - Đánh dấu vị trí trên mối hàn. Đặt phim, IQI và các dấu chì lên mẫu. - Bố trí hình học như Hình 3.20, điều chỉnh để SFD = 600 mm và góc nghiêng chùm tia là 300 so với phương thẳng đứng. - Chụp tại vị trí T.10.AB; - Thay phim, đặt lại IQI, dấu chì,… - Chụp tại vị trí T.10.CD. 3.2.3.6 Kết quả đo độ đen Độ đen của các phim chụp của mẫu T.10 được đo trên máy đo độ đen và được các giá trị nêu ở Bảng 3.13. Bảng 3.13: Độ đen của phim chụp mẫu T.10 Mã số phim Vị trí 1 Vị trí 2 Vị trí 3 Trung bình Đạt/không đạt T.10.AB T.10.CD 2,1 2,1 2,0 2,4 1,9 2,2 2,0 2,2 Đạt Đạt Nhận xét: Giá trị độ đen trung bình trên các phim của mẫu T.10 chênh lệch không nhiều, đạt chỉ số về độ đen. 3.2.3.7 Tính toán độ nhạy đạt được Theo chỉ số chất lượng ảnh (BZ) của DIN, độ nhạy và chất lượng ảnh của mẫu T.10 được nêu ở Bảng 3.14. Bảng 3.14: Độ nhạy và chất lượng ảnh của mẫu T.10 Mã số phim Chỉ số chất lượng ảnh (DIN) Độ nhạy (%) Đạt/không đạt T.10.AB T.10.CD 11 11 1,5 1,5 Đạt Đạt Nguồn (lần 1) T2 T 1 Nguồn (lần 2) Phim 30 0 30 0 Hình 3.19. Sơ đồ chiếu chụp mối hàn mẫu T.10 3.2.3.8 Phim chụp Các phim chụp ảnh bức xạ của mẫu T.10 như Hình 3.20. Chất lượng của các phim chụp này tốt, không mắc phải các lỗi trong quá trình chiếu chụp. Hình 3.20: Phim T.10.AB và T.10.CD 3.2.3.9 Minh giải phim Áp dụng theo tiêu chuẩn đánh giá chất lượng mối hàn ASME VIII– Division2 – Alternative Rules, các phim chụp mẫu T.10 được minh giải tóm tắt trên Bảng 3.15 Bảng 3.15: Minh giải phim của tấm T.10 Mã số phim Loại bất liên tục Kích thước (mm) Vị trí (mm) C/K Kí hiệu T.10.AB 1, Không thấu chân 2 × 15 3 2 72 ÷ 87 108 117 K K K KT1 KT2 KT3 2, Rỗ khí đơn 1 62 C T.10.CD 1, Không thấu chân Rộng 1 mm Toàn bộ chân K KT4 2, Ngậm xỉ đơn 1 2 1 63 67 71 C C C Chú thích: C – chấp nhận; K – không chấp nhận Nhận xét:  Hầu hết các bất liên tục trong mẫu T.10 là ở chân đường hàn, là loại khuyết tật không thấu chân.  Các bất liên tục rỗ khí và ngậm xỉ đều có kích thước nhỏ so với kích thước lớn nhất của các chỉ thị không phù hợp. 3.2.3.10 Sơ đồ khuyết tật Dựa vào minh giải phim của mẫu T.10 (Bảng 3.15), vị trí khuyết tật được xác định như Hình 3.21 Hình 3.21: Vị trí khuyết tật trong mẫu T.10 Nhận xét: Đường hàn của mẫu T.10 không có bất liên tục ở bề mặt, lớp gia cường đúng tiêu chuẩn. Tuy nhiên, theo kết quả giải đoán và dựa vào tiêu chuẩn đánh giá thì phải gia công lại. 3.2.5 Kiểm tra và giải đoán mối hàn chữ T, mẫu T.11 Mẫu chữ T mã số T.11 (Hình 3.22) là một mối hàn dạng chữ T được hàn xuyên thấu góc với bề dày hai tấm chân và thành bằng nhau, có các đặc trưng sau: - Mã số mẫu : T.11 - Bề dày một thành : T1 = 14 mm, T2 = 14 mm - Loại mối hàn : Xuyên thấu góc - Chiều dài đường hàn : 100 mm Hình 3.22. Mẫu T.11 mặt (a) và mặt (b) 3.2.3.1 Kết quả kiểm tra bằng mắt: - Lớp gia cường cao 6 mm (thiếu), không đồng đều. - Bề mặt mối hàn không có rỗ khí, không nứt nhưng gồ ghề. 3.2.3.2 Tính toán SFD Dựa vào giá trị Ug trong trường hợp kiểm tra với chất lượng thông thường (Ug = 0,5), từ bề dày mẫu và kích thước nguồn, áp dụng công thức (2.2) ta được: - Bề dày xuyên thấu: Sử dụng công thức t = 1,1*(T1 + T2) để tính bề dày xuyên thấu thì không chính xác vì chiều cao lớp gia cường bị thiếu. Do đó, phải đo trực tiếp trên mẫu và được giá trị là 22 mm. - Tính SFD cực tiểu: min 2,8 1 22 1 145,2 0,5g d SFD t mm U                  - SFD lựa chọn: SFDsel. = 600 mm 3.2.3.3 Các thông số chiếu chụp. Dựa vào bề dày xuyên thấu, bề dày lớp gia cường, chất liệu của mẫu và biểu đồ chiếu chụp của máy phát tia X RF-200EGM, các thông số chiếu chụp áp dụng cho mối hàn tấm T.11 có giá trị như bảng 3.16. Bảng 3.16: Các thông số chiếu chụp tấm T.11 Thông số Giá trị Kỹ thuật chiếu chụp IQI sử dụng Điện thế lựa chọn Thời gian chiếu Nghiêng 300 IQI 6-ISO-12 của DIN 170 kV 4 phút 3.2.3.4 Sơ đồ chiếu chụp Mẫu tấm T.11 có bề dày xuyên thấu là 22 mm, là mối hàn xuyên thấu góc. Do đó kỹ thuật được lựa chọn để chiếu chụp là kỹ thuật chiếu nghiêng 300. Trong kỹ thuật này, nguồn (tiêu cự phát tia-X) được đặt sao cho chùm tia-X phát ra nghiêng 300 so với phương thẳng đứng, IQI uốn cong và đặt ở phía nguồn và sát với góc đường hàn, phim được đặt thẳng, phía dưới mẫu và tiếp xúc với mẫu (Hình 3.23). Dùng 2 phim để chụp toàn bộ 2 đường hàn của mẫu. Nguồn (lần 1) T2 T 1 Nguồn (lần 2) Phim 30 0 30 0 Hình 3.23: Sơ đồ chiếu chụp mối hàn mẫu T.11 3.2.3.5 Qui trình chiếu chụp - Đánh dấu vị trí trên mối hàn. Đặt phim, IQI và các dấu chì lên mẫu. - Bố trí hình học như hình 6.10, điều chỉnh để SFD = 600 mm và góc nghiêng chùm tia là 300 so với phương thẳng đứng. - Chụp tại vị trí T.11.AB - Thay phim, đặt lại IQI, dấu chì,… - Chụp tại vị trí T.11.CD 3.2.3.6 Kết quả đo độ đen Độ đen của các phim chụp của mẫu T.11 được đo trên máy đo độ đen và được các giá trị nêu ở Bảng 3.17. Bảng 3.17: Độ đen của phim chụp mẫu T.11 Mã số phim Vị trí 1 Vị trí 2 Vị trí 3 Trung bình Đạt/không đạt T.11.AB T.11.CD 2,1 2,6 2,8 2,9 2,4 2,5 2,4 2,7 Đạt Đạt Nhận xét: Giá trị độ đen trung bình trên các phim của mẫu T.11 chênh lệch không nhiều, đạt chỉ số về độ đen. 3.2.3.7 Tính toán độ nhạy đạt được Theo chỉ số chất lượng ảnh (BZ) của DIN, độ nhạy và chất lượng ảnh của mẫu T.11 được nêu ở Bảng 3.18. Bảng 3.18: Độ nhạy và chất lượng ảnh của mẫu T.11 Mã số phim Chỉ số chất lượng ảnh (DIN) Độ nhạy (%) Đạt/không đạt T.11.AB T.11.CD 11 11 1,5 1,5 Đạt Đạt 3.2.3.8 Phim chụp Các phim chụp ảnh phóng xạ của mẫu T.11 như Hình 3.24. Chất lượng của các phim chụp này tốt, không mắc phải các lỗi trong quá trình chiếu chụp. Hình 3.24: Phim T.11.AB và T.11.CD 3.2.3.9 Minh giải phim Áp dụng theo tiêu chuẩn đánh giá chất lượng mối hàn ASME VIII– Division2 – Alternative Rules, các phim chụp mẫu T.11 được minh giải tóm tắt trên Bảng 3.19. Bảng 3.19 Minh giải phim của mẫu T.11 Mã số phim Loại bất liên tục Kích thước (mm) Vị trí (mm) C/K Kí hiệu T.11.AB 1, Gia cường thiếu 5 Toàn bộ chân K 2, Không thấu chân 1 × 28 0 ÷ 28 K KT T.11.CD 1, Gia cường thiếu 5 Toàn bộ chân K Chú thích: C – chấp nhận; K – không chấp nhận Nhận xét: Mối hàn của mẫu T.11 có khuyết tật rõ nhất là gia cường bị thiếu và lồi lõm trên toàn bộ đường hàn và có một khuyết tật khác là không thấu chân. Không có bất liên tục nào nằm trong đường hàn. 3.2.3.10 Sơ đồ khuyết tật Dựa vào minh giải phim của mẫu T.11 (Bảng 3.19), vị trí khuyết tật được xác như Hình 3.25. Hình 3.25: Vị trí khuyết tật trong mẫu T.11 Nhận xét: Khuyết tật gia cường thiếu không thể hiện trên sơ đồ vì nó phân bố trên toàn bộ đường hàn. Để gia công lại mẫu T.11 này thì chỉ cần bổ sung lớp gia cường, khi đó cần chú ý tránh hiện tượng không ngấu. KẾT LUẬN 1. Kết quả nghiên cứu của đề tài Trong luận văn này, tôi đã có được những kết quả sau: * Về lí thuyết: - Trình bày được những vấn đề cơ bản về phương pháp chụp ảnh phóng xạ tia-X áp dụng cho quá trình kiểm tra chất lượng mối hàn thép. Đã nêu ra được cơ sở vật lý của phương pháp chụp ảnh bức xạ, những vấn đề về phim sử dụng trong chụp ảnh bức xạ, về đánh giá chất lượng ảnh và phương pháp xác định liều chiếu. - Trình bày được những kỹ thuật cơ bản sử dụng trong chụp ảnh bức xạ tia-X bao gồm kỹ thuật chụp ảnh bức xạ các mối hàn kim loại hình ống: SWSI, DWSI, DWDI và kỹ thuật chụp ảnh bức xạ các mối hàn kim loại hình chữ T. * Về thực nghiệm: - Xác định được kích thước bia hiệu dụng hiện nay của đầu phát máy phát tia-X “RF- 200EGM”. Kết quả này sẽ được dùng trong các phép tính toán sau này khi chọn lưa các thông số chụp chiếu của máy. - Ứng dụng được phương pháp chụp ảnh phóng xạ tia-X để tiến hành kiểm tra và giải đoán được chất lượng của hai mối hàn ống là P.115 bằng kỹ thuật SWSI và P.60 bằng kỹ thuật DWDI; hai mối hàn chữ T là T.10 và T.11trên hệ máy phát tia-X “RF-200EGM” và hệ tráng rửa phim của hãng Fuji. 2. Hướng nghiên cứu phát triển tiếp theo của đề tài Phương pháp chụp ảnh bức xạ còn có các kỹ thuật khác như kỹ thuật chụp ảnh bức xạ kiểm tra vật có nhiều bề dày, kỹ thuật chụp ảnh bức xạ bằng electron truyền qua, kỹ thuật chụp ảnh bức xạ bằng electron phát xạ, kỹ thuật chụp ảnh bức xạ bằng neutron, bằng proton … Đây cũng chính là lĩnh vực mà ở Việt Nam chưa được phát triển mạnh so với các nước trên thế giới. Riêng về máy phát tia-X “RF-200EGM”, sau khi đã tính toán lại kích thước bia hiệu dụng cho đúng với giá trị thực tế tại thời điểm này. Luận văn này còn mở ra những hướng trong việc hiệu chỉnh lại các thông số khác đã giảm theo thời gian sử dụng như: giản đồ liều chiếu, kích thước chùm tia phân kì… TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] NEAD - “Kiểm tra vật liệu bằng kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ bậc II”, Công ty Ứng dụng và Phát triển Công nghệ –VAEA, Hà Nội, 2006. [2] Đào Quang Long, Nguyễn Quang Hải, “Kiểm tra vật liệu bằng kỹ thuật chụp ảnh bậc II”, Biên dịch tài liệu kỹ thuật do Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) xuất bản Vienna, 1998. [3] ThS. Trần Phong Dũng và cộng sự, “Phương pháp phân tích huỳnh quang tia-X". Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh, 2003. [4] TS. Nguyễn Văn Hùng, “Các bài giảng An toàn bức xạ”, Viện Nghiên cứu Hạt nhân, Trung tâm đào tào, 10/2008. Tiếng Anh [5] “Portable Industrial X-Ray Inspection Apparatus Radioflex: 200EGM/250EGM/300EGM”, Instruction Manual. Manual No. Me16013 C04, Rigaku Corporation, 2006. [6] “Practice-Specific Model Regulations: Radiation Safety in Industrial Radiography”, IAEA, Vienna, Austria, 2001. [7] “Radiation Protection and Safety in Industrial Radiography”, Safety Reports series no. 13, International Atomic Energy Agency, Vienna, 1999. [8] “Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material, IAEA Safety Standards Series”, 1996 Edition (Revised), International Atomic Energy Agency Vienna, Vienna, 2000. [9] “Training Course on Radiography Testing Level - 2”, Volume 1, Isotope Applications Division – Bhabha Atomic Research Centre, Mumbai – 400 085, 2007. [10] “Training Course on Radiography Testing Level - 2”, Volume 2, Radiological Physics and Advisory Division and Isotope Applications Division – Bhabha Atomic Research Centre, Mumbai – 400 085, 2007. [11] “Workshop on Quality Assurance and performance check of Industrial Gamma Radiography Exposure Devices”, Bhabha Atomic Research Centre, Deparment of Atomic Energy, Radiological Physics and Advisory Division and Isotope Applications Division, Bhabha Atomic Research Centre, Mumbai – 400 094, 2007. [12] “Radiography in Modern Industry”, Fourth Edition, Eastman Kodak Company, Rochester, New York 14650, 1980. [13] Norikazu OOKA, Toshihiro OHBA, “LI-2/EI-2. Non-Destructing Test”. 1th VAEC-JAEA Joint Training Course on Application of Nuclear Technique in Industry and Environment, 29 January – 9 February 2007. PHỤ LỤC 1: AN TOÀN CHO NHÂN VIÊN CHỤP ẢNH PHÓNG XẠ. 1. Những hiệu ứng sinh học tức thời khi toàn thân bị chiếu xạ Khi con người bị chiếu xạ, tùy vào liều chiếu con người nhận được mà sinh ra các hiệu ứng sinh học và mức độ khác nhau. Sau đây là tóm tắt các hiệu ứng sinh học tức thời khi toàn thân bị chiếu xạ ở các liều khác nhau: Từ 0 – 0,25 Sv: Không biểu lộ tác hại và không gây ra những ảnh hưởng cho cơ thể. Đối vớí liều chiếu bức xạ lên toàn bộ cơ thể vượt quá 0,15 Sv sẽ làm tăng tần số của nhiễm sắc thể được quan sát ở ngoại biên của bạch cầu. Từ 0,5 – 1 Sv: Có một vài thay đổi thành phần trong máu như sự suy giảm bạch cầu cùng với sự hồi phục muộn. Hiệu ứng muộn có thể tồn tại trong một khoảng thời gian ngắn nhưng không gây ra triệu chứng gì cho cơ thể. Từ 1 – 2 Sv: Gây ra buồn nôn, mệt mỏi, chóng mặt. 10 – 50% người bị chiếu xạ bị nôn mửa trong vòng 24 giờ và nó sẽ xuất hiện khoảng 2 giờ sau khi bị chiếu. Tong thời gian này, triệu chứng lâm sàn xuất hiện dưới nhiều hình thức nhưng không gây ra sự ốm yếu, tàn tật. Từ 2 - 4 Sv: Gây ra buồn nôn, mệt mỏi, chóng mặt, ăn mất ngon. 10 – 50% người bị chiếu xạ bị nôn mửa trong vòng 2 giờ. Chu kì sau đó 2 - 3 tuần nạn nhân có vẻ như đỡ hơn và bình phục trở lại. Chu kì nguy kịch tiếp theo là rụng tóc, ăn không ngon, yếu, sôt, viêm miệng, tiêu chảy, chảy máu mũi. Khả năng chết do sự lây nhiễm độc có thể xảy ra trong khoảng dưới 50% các nạn nhân bị chiếu nếu trong vòng 2 tháng không được điều trị thích hợp. Từ 4 – 6 Sv: Gây ra buồn nôn, sức khỏe yếu, ăn mất ngon, nôn mửa trong vòng 1 giờ với 100% người rơi vào trường hợp này. Khoảng ít hơn 10% người bị chiếu bị tiêu chảy nhẹ và sau đó 3 – 8 giờ thì toàn bộ những người bị chiếu đều bị tiêu chảy. 50% người bị chiếu nhức đầu trong vòng 4 – 24 giờ. 80% trường hợp bị sốt trong vòng 1 – 2 giờ. Chu kì sau cùng 1 – 2 tuần tiếp theo bệnh tình diễn biến trầm trọng, sốt, lây nhiễm, 50 – 80% người bị chết trong vòng 2 tháng. Lớn hơn 8 Sv: Gây ra buồn nôn dữ dội, mệt mỏi và nôn mửa trong vòng 10 phút và tiếp theo là tiêu chảy mà không cần quá trình chuyển tiếp. Tỷ lệ sống sót rất ít và trong vòng 2 tuần có 90 – 100% trường hợp bị chết. Đối với những người nhận liều chiếu lớn hơn 15 Sv thì hệ thống dây thần kinh trung ương bị hủy diệt vì các cơ co dãn, không chủ động được và sau đó là sự hôn mê. Trong vòng 2 ngày sẽ chết do máu không truyền được lên não và tim có thể bị vỡ. 2. Hiệu ứng sinh học muộn Việc bức xạ ion hóa chiếu vào cơ thể có thể không gây ra hậu quả tức thời nhưng một số hiệu ứng muộn có thể xuất hiện sau một khoảng thời gian dài. Những hiệu ứng này được gọi là hiệu ứng sinh học muộn, bao gồm: - Gây vết sẹo cục bộ hoặc phá hủy lớp da bên dưới, bị lở loét hoặc bị ung thư. - Gây ra đục thủy tinh thể của mắt - Gây ra ung thư xương do mô xương bị chiếu xạ - Gây ra ung thư phổi - Gây ra bệnh thiếu máu do bức xạ phá hủy tuỷ xương - Gây ra bệnh bạch cầu và tạo ra các khối u, làm giảm tuổi thọ và lão hóa... 3. Hiệu ứng di truyền Bức xạ có thể làm hủy hoại gen có trong các tế bào tinh dịch và tế bào trứng. Đây là một dạng hiệu ứng quan trọng kéo dài của liều chiếu bức xạ ở mức thấp. Khi có sự xuất hiện một quá trình thay đổi trong gen của một thành viên mới trong dòng họ thì sự thay đổi di truyền này là cố định và được truyền các thế hệ tiếp theo. Một điểm quan trọng cần phải thường xuyên ghi nhớ đó là những hiệu ứng di truyền chỉ có ý nghĩa nếu tuyến sinh dục bị chiếu với một liều chiếu xạ do các tế bào tinh dịch và trứng nằm trong tuyến sinh dục. Do đó, một trong những cách để hạn chế bức xạ tạo ra các hiệu ứng di truyền trong dân chúng là hạn chế liều chiếu xạ lên tuyến sinh dục càng ít càng tốt và nếu một ít người này vượt quá tuổi sinh sản thì không có hiệu ứng di truyền nào xuất hiện. 4. Liều giới hạn cho phép Theo bảng phụ lục II của IAEA về an toàn bức xạ ấn phẩm số 115 thì những tiêu chuẩn và những liều giới hạn sau được phép đối với nhân viên làm việc trong ngành liên quan đến bức xạ là: Liều chiếu nghề nghiệp cho bất cứ người nào làm việc trong các ngành liên quan đến bức xạ không được vượt quá: - Liều hiệu dụng 20 mSv trong một năm, lấy trung bình liên tục trong 5 năm. - Liều hiệu dụng 50 mSv chỉ cho phép trong một năm đơn lẻ bất kì - Liều tương đương của thủy tinh thể mắt là 150 mSv trên một năm - Liều tương đương đối với các cẳng chân, tay hoặc da là 500 mSv/năm Đối với những người mới vào nghề có tuổi từ 16 đến 18 nếu được huấn luyện để làm việc trong các ngành liên quan đến bức xạ và đối với những sinh viên có tuổi từ 16 đến 18 nếu cần phải sử dụng các nguồn bức xạ trong khóa học để phục vụ công việc nghiên cứu thì liều chiếu nghề nghiệp cho phép không vượt quá: - Liều hiệu dụng 6 mSv trong một năm - Liều tương đương của thủy tinh thể mắt là 50 mSv/năm - Liều tương đương đối với các cẳng chân, tay hoặc da là 150 mSv/năm 5. Liều kế cá nhân Tất cả những nhân viên làm việc với các nguồn chụp ảnh bức xạ cần phải mang thường xuyên những liều kế cá nhân thích hợp trong quá trình thực hiện chụp ảnh bức xạ. Liều kế phim đeo cần phải được mang trên ngực. Ngoài ra, tùy vào quá trình làm việc mà nhân viên chụp ảnh bức xạ cũng mang một liều kế ở cổ tay. Liều kế phim đeo thường được sử dụng trong một khoảng thời gian là bốn tuần sau đó phải được thay thế. Liều kế phim đeo đã sử dụng được đưa đi xử lý tráng rửa và đánh giá liều mà người mang đã nhận. Liều kế phim đeo cần phải được cất giữa trong những vùng không có bức xạ khi không sử dụng và phải không bao giờ được mang về nhà. Bất cứ một quá trình chiếu xạ bất ngờ nào hoặc quá trình gây hư hại liều kế phim đeo do cất giữ không cẩn thận cần phải báo cáo ngay cho nhân viên an toàn thường trực. 6. Máy đo liều bức xạ Khi sử dụng máy đo liều bức xạ cần phải được kiểm tra chặt chẽ theo những điều trình bày sau đây:  Khả năng đáp ứng của thiết bị phải thích hợp với loại bức xạ nào đó.  Chỉ được sử dụng những thiết bị đã được chuẩn định mà giấy chứng nhận quá trình chuẩn định cho những thiết bị này phải được đưa ra bởi một chuyên gia có trình độ.  Thiết bị phải đáp ứng được dải đo thích hợp sao cho chúng có thể đo được suất liều chiếu nằm trong khoảng từ 2 mR/h đến 1 R/h sai số nằm trong khoảng  20% cường độ bức xạ thực.  Điều quan trọng nhất cần phải ghi nhớ đó là đảm bảo rằng pin được sử dụng trong thiết bị là còn làm việc tốt. 7. Những tín hiệu cảnh báo bức xạ Những tín hiệu cảnh báo bức xạ được sử dụng để báo cho những người làm việc xung quanh vùng có bức xạ biết có sự hiện diện của bức xạ phải là dạng đèn báo hoặc những tín hiệu có thể nghe thấy được hoặc là cả hai. Đèn báo hoặc những tín hiệu có thể nghe thấy được phải làm sao có thể phân biệt được những tình huống sau đây:  Khi một nguồn bức xạ kín sắp sửa đem ra để chiếu chụp hoặc khi một máy phát bức xạ tia X sắp sửa hoạt động.  Trong khi một nguồn bức xạ kín đang thực hiện chiếu chụp hoặc một máy phát bức xạ tia X đang hoạt động. 8. Dấu cảnh báo bức xạ Dấu cảnh báo bức xạ phải có kích thước thích hợp và cùng với những ký hiệu bức xạ thích hợp mới có giá trị. Những dấu cảnh báo bức xạ này được sử dụng để cho biết và chỉ rõ những vùng có bức xạ được giới hạn. Tên, địa chỉ và số điện thoại của người quản lý trên hiện trường được đề nghị là phải đặt trên mỗi dấu cảnh báo bức xạ. PHỤ LỤC 2: GIẢI ĐOÁN ẢNH CHỤP BỨC XẠ. Có nhiều loại bất liên tục trong mối hàn. Bất liên tục là thành ngữ hay dùng trong kiểm tra không phá hủy để chỉ bất cứ hư hỏng hay khuyết điểm nào trong vật liệu. Khuyết tật là các bất liên tục có thể gây nguy hại cho sự hoạt động của chi tiết hay cụm thiết bị theo sự phân loại của một tiêu chuẩn nào đó đã được công nhận. Để giải đoán chính xác các bất liên tục trong phim chụp của một mối hàn, ta cần phải nhận biết được các bất liên tục đó. Sau đây là một số loại bất liên tục thường gặp trong các mối hàn hồ quang thông thường. 1. Các bất liên tục tại chân mối hàn. Các bất liên tục tại chân mối hàn thường xảy trong những trường hợp sau: 1.1. Không thấu, lệch mép, lõm đáy. Ảnh chụp phóng xạ của các bất liên tục này (Hình PL2.1) thường xuất hiện trên phim chụp ảnh phóng xạ. Hình PL2.1: Ảnh của mối hàn không thấu đáy (a), lệch mép (b) và lõm đáy (c) 1.2. Cháy thủng, lẹm đáy, không ngấu. Ảnh chụp phóng xạ của các bất liên tục này (hình PL2.2) xuất hiện trên phim chụp ảnh phóng xạ thường gặp. . Hình PL2.2: Ảnh của mối hàn cháy thủng (a), lẹm đáy (b) và không ngấu giữa mối hàn (c) 2. Các loại bất liên tục ở đường hàn cuối cùng. Đường hàn cuối cùng hay còn gọi là đường hàn phủ hoặc lớp hàn phủ là lớp hàn cuối cùng trong một mối hàn vát mép. Sau đây là một số bất liên tục thường thấy trong lớp hàn này. 2.1 Hàn lẹm mép ngoài, Mối hàn gia cường bị thiếu, Gia cường mối hàn quá mức. Ảnh chụp phóng xạ của các bất liên tục dạng này thường xuất hiện trên phim có dạng (Hình PL2.3). Hình PL2.3: Ảnh của các mối hàn lẹm mép (a),lớp gia cường bị thiếu (b) và thừa (c) 2.2 Bọt khí trên bề mặt, ngậm sỉ. Ảnh chụp phóng xạ của các loại bất liên tục này xuất hiện trên phim (Hình PL2.4). Hình PL2.4 Ảnh của mối hàn rỗ khí bề mặt (a),ngậm xỉ đơn (b) và ngậm xỉ dạng đường (c) 3. Các bất liên tục bên trong mối hàn. 3.1 Không ngấu, Tạp chất Tungsten, Bọt khí. Ảnh chụp phóng xạ của các loại bất liên tục này xuất hiện trên phim (Hình PL2.5) Hình PL2.5: Ảnh của mối hàn không ngấu (a), ngậm Tungsten (b) và bọt khí bên trong (c) 3.2 Vết nứt. Có các loại vết nứt như: nứt dọc, nứt ngang, nứt dạng sao, nứt trên kim loại cơ bản. Ảnh chụp phóng xạ của các loại bất liên tục này xuất hiện trên phim (Hình PL2.6). Hình PL2.6: Ảnh của mối hàn nứt ngang (a), nứt dọc (b) và nứt hình sao (c) PHỤ LỤC 3: TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ ẢNH CHỤP BỨC XẠ 1.. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng ảnh 1.1. Tiêu chuẩn của Đức(DIN) Tiêu chuẩn này được qui ước là số của dây mảnh nhất vẫn nhìn thấy được trên ảnh chụp tương ứng với từng bề dày mẫu vật khác nhau. Số này được gọi là “chỉ số chất lượng ảnh”, kí hiệu bằng chữ BZ. Bảng PL3.1 chỉ ra yêu cầu độ nhạy của ảnh chụp thông thường. Bảng PL3.1. Các chỉ số chất lượng ảnh theo tiêu chuẩn DIN 54109 Bề dày của thép (mm) BZ Bề dày của thép (mm) BZ Lớn hơn Đến Lớn hơn Đến 0 6 8 10 16 25 32 6 8 10 16 25 32 40 14 13 12 11 10 9 8 40 50 80 150 170 180 190 50 80 150 170 180 190 200 7 6 5 4 3 2 1 1.2. Tiêu chuẩn của Mỹ (ASTM) Chất lượng ảnh chụp bức xạ theo tiêu chuẩn của Mỹ tùy thuộc vào mức chất lượng được áp dụng trong quá trình chiếu chụp. Bảng PL3.2 chỉ ra các mức chất lượng được áp dụng cho quá trình kiểm tra thông thường theo tiêu chuẩn ASTM E142/ASME – SE142 đối với IQI dạng lỗ. Độ đen thông qua ảnh chụp bức xạ của một khối chuẩn thích hợp và vùng quan tâm tối thiểu phải là 1,8 đối với nguồn phát bức xạ tia X và tối thiểu là 2,0 đối với nguồn phát bức xạ gamma, của các loại phim đơn. Đối với kỹ thuật đặt nhiều phim thì độ đen nhỏ nhất là 1,3. Nhưng độ đen lớn nhất phải là 4,0 cho cả hai loại phim đơn và nhiều phim. Sai số cho phép của máy đo độ đen là 0,05 giữa hai số đo trên cùng một điểm. Bảng PL3.2. Các mức chất lượng ảnh thông thường theo ASTM Mức độ Bề dày IQI Đường kính lỗ nhỏ nhất có thể nhìn thấy được Độ nhạy tương đương (%) 2 – 1T 2 – 2T 2 – 4T 2% bề dày của mẫu vật 1T 2T 4T 1,4 2,0 2,8 2. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng mối hàn. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng mối hàn ASME VIII – Division 2 – Alternative Rules được tóm tắt như sau: Các loại khuyết tật sau đây sẽ được coi là không thể chấp nhận được và phải sửa chữa:  Bất kỳ vết nứt hoặc vùng mối hàn không ngấu, không thấu nào.  Bất kỳ các tạp chất kéo dài nào có chiều dài lớn hơn: - 6mm đối với vật liệu có chiều dày t nhỏ hơn hoặc bằng 19mm; - t/3 đối với vật liệu có chiều dày t từ 19mm cho tới 57mm; - 19mm đối với vật liệu có chiều dày t lớn hơn 57mm. Trong đó t là chiều dày mối hàn bao gồm bất cứ mũ gia cường nào được phép. Đối với mối hàn đối đầu có hai phần bề dày khác nhau thì t lấy giá trị của phần mỏng hơn. Nếu một mối hàn chữ T thấu hoàn toàn thì bề dày t phải bao gồm cả chiều cao của chân mối hàn chữ T.  Bất kỳ các nhóm tạp chất nào nằm theo một đường thẳng có tổng chiều dài lớn hơn t trong đoạn mối hàn có chiều dài là 12t, trừ trường hợp khoảng cách giữa các khuyết tật này lớn hơn 6L, (L là chiều dài của tạp chất dài nhất trong nhóm).  Các chỉ thị dạng tròn có kích thước lớn hơn kích thước các rỗ khí cho phép được qui định như sau: Theo tiêu chuẩn ASME section VIII – Division 1 – Appendix 4 thì những chỉ thị dạng tròn được xem là phù hợp khi đánh giá mối hàn phải có kích thước lớn hơn những kích thước sau đây: - 0,1t khi t nhỏ hơn 1/8in. (≈ 3,2mm) - 1/64 in. (0,4mm) khi t nằm trong dải 1/8 ÷ 1/4in. (≈ 3,2 ÷ 6,4mm) - 1/32 in. (0,8mm) khi t nằm trong dải 1/4 ÷ 2in. (≈ 6,4 ÷ 50mm) - 1/16 in. (1,6mm) khi t lớn hơn 2in. (≈ 50mm) Kích thước lớn nhất được phép của các chỉ thị dạng tròn được nêu ở bảng PL3.3. Kích thước cho phép của bất kỳ chỉ thị nào phải là t/4 hoặc 5/32in. (4mm), lấy giá trị nhỏ hơn, ngoại trừ khi một chỉ thị đơn nằm tách riêng khỏi một chỉ thị kế cận một khoảng là 1 in. (25mm) hoặc lớn hơn thì kích thước cho phép lớn nhất có thể là t/3 hoặc là 1/4 in. (6mm), lấy giá trị nào nhỏ hơn. Đối với t lớn hơn 2in. (50mm) thì kích thước cho phép lớn nhất của một chỉ thị đơn tăng lên đến 3/8in. (10mm). Đối với các chỉ thị tròn nằm theo một đường thẳng: được đánh giá là chấp nhận khi tổng đường kính của các chỉ thị này nhỏ hơn t trong một khoảng chiều dài 12t. Chiều dài lớn nhất được phép của một nhóm các chỉ thị tròn là: - 1/4in khi t < 3/4in; - 1/3in khi 3/4 in < t < 2,25in.; - 3/4in khi t > 2,25in. Khoảng trống nhỏ nhất được phép giữa các nhóm là 3L, trong đó L là chiều dài của nhóm kế bên dài nhất đang được xét. Bảng PL3.3: Kích thước lớn nhất của các chỉ thị không phù hợp và các chỉ thị dạng tròn được phép đối với một số bề dày mẫu Bề dày t (mm) Kích thước lớn nhất của các chỉ thị không phù hợp (mm) Kích thước lớn nhất của các chỉ thị tròn được phép (mm) Phân bố ngẫu nhiên Phân bố đơn < 3,1 3,1 4,7 6,3 7,8 9,4 1,6 12,5 14,1 15,6 17,2 18,5 -50 > 50 0,1t 0,4 0,4 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 1,6 0,25t 0,8 1,2 1,6 2,0 2,3 2,7 3,1 3,6 3,9 3,9 3,9 3,9 0,5t 1,1 1,6 2,1 2,6 3,1 3,7 4,2 4,7 5,3 5,8 6,3 9,4 Đối với nhóm các chỉ thị tròn tập trung: chiều dài của một nhóm chỉ thị tập trung cho phép phải không được lớn hơn giá trị nào nhỏ hơn giữa 1in (25mm) hoặc 2t. Trong trường hợp có nhiều hơn một nhóm chỉ thị tập trung thì tổng chiều dài của các nhóm chỉ thị tập trung phải không lớn hơn 1in (25mm) trong một khoảng chiều dài đường hàn là 6in (152mm). Khoảng trống nhỏ nhất được phép giữa một chỉ thị đơn tròn và một nhóm tập trung là 25mm (kích thước lớn nhất được phép của các chỉ thị này được nêu ở Bảng PL3.3). Độ đen của ảnh: Độ đen nằm trong phạm vi ảnh chỉ thị có thể thay đổi và không phải là điều qui định để chấp nhận hay loại bỏ ảnh đó.