Rentgenowska technika inspekcyjna nie należy do

Rentgenowska technika inspekcyjna nie należy do najnowszych odkryć ludzkości. Do niedawna kojarzona była jedynie
z medycyną, gdzie nie wykorzystywano całkowicie jej potencjału. Najnowocześniejsze technologie i materiały
pozwoliły na zastosowanie tego rodzaju badań w przemyśle, aby móc zobaczyć to, co było dotychczas niewidoczne,
ukryte, przy zachowaniu całkowitego bezpieczeństwa użytkowników. Najważniejszą cechą pomiarów jest nieniszczący
charakter badań przy pomocy przemysłowego rentgena. Kontrola porowatości, detekcja pęknięć, skurczów czy
niejednorodności materiału to jedynie niektóre z możliwych do wykonania badań, bez konieczności niszczenia cennych
próbek, przyspieszając tym samym proces i obniżając koszty.
Podstawową zasadę działania rentgena przemysłowego przedstawia schemat poglądowy na rysunku 1.
Rys. 1. Budowa i zasada działania rentgena przemysłowego
Jak widać, jego budowa nie różni się w diametralny sposób od tego stosowanego w medycynie. Sercem urządzenia
jest lampa, generująca stożkową wiązkę promieniowania X. Jej kształt pozwala na projekcję badanego elementu na
płaski detektor. W tym miejscu widać innowację związaną z akwizycją danych – zamiast na tradycyjnej błonie
rentgenowskiej, cień prześwietlonego obiektu utrwalany jest przez cyfrowy detektor. Pozwala on na akwizycję danych
w czasie rzeczywistym, przyspieszając tym samym inspekcję i podnosząc jednocześnie jakość uzyskiwanego obrazu.
Projektowanie rentgena na potrzeby przemysłu skupiło się nie tylko na otrzymywaniu jak najlepszych zdjęć.
Wyzwaniem okazało się zapewnienie operatorowi całkowitego bezpieczeństwa. Promieniowanie wykorzystywane w
medycynie cechuje się bardzo niską mocą, więc krótkotrwała ekspozycja pacjenta nie wpływa na jego zdrowie.
Przemysł wymagał zaprojektowania lamp o znacznie wyższych parametrach, co w bezpośrednim kontakcie mogłoby
okazać się zabójcze dla człowieka. Jeszcze do niedawna, praktyka wykorzystywania techniki rentgenowskiej wymagała
wybudowania specjalnego, kosztownego schronu, stałego nadzoru państwowych instytucji, wielu pozwoleń i szkoleń.
W dobie XXI wieku, producenci zrobili ogromny krok naprzód, produkując całkowicie szczelne dla promieniowania
kabiny rentgenowskie.
Jednym z wiodących producentów tego typu urządzeń jest niemiecka firma GE Sensing & Inspection Technologies
GmbH należąca do koncernu General Electric. Dzięki wieloletniemu doświadczeniu, firma może się pochwalić szeroką
gamą kabin rentgenowskich, przodując jednocześnie pod względem jakości uzyskiwanych danych. Lampy i detektory
stabilizowane temperaturowo są produkowane bezpośrednio przez niemieckiego producenta, podobnie jak wysoce
precyzyjne elementy mechaniczne.
Zdolność rentgena do prześwietlania, określana jest przede wszystkim przez napięcie, jakim zasilana jest jego lampa.
W odpowiedzi na wyspecjalizowane zapotrzebowania klientów, firma GE posiada szeroki wachlarz konfiguracji
kabiny rentgenowskiej Seifert x|cube. Jedna z takich maszyn Seifert x|cube Compact 320 widoczna jest na Rys. 2.
Rys. 2. Wszechstronny system rentgenowski Seifert x|cube Compact 320
Maszyna z kabiną w wersji Compact (maksymalne wymiary próbki Ø600mm x 900mm) posiada aż 3 modele lamp do
wyboru: 160kV, 225kV lub 320kV. Co w przypadku potrzeby prześwietlania większych obiektów? Niemiecki
producent postanowił nie ograniczać swoich klientów, wprowadzając do oferty maszyny w wersji XL (Ø800mm x
1500mm) z lampami 160kV i 225kV.
Od współczesnych technik pomiarowych, w szczególności tych stosowanych w zakładach produkcyjnych, wymaga się
jak najkrótszego czasu otrzymywania wyników. Sprawdzanie dostarczanych materiałów, stabilności procesu czy
gotowych wyrobów nieuchronnie zajmuje cenny czas. Producenci maszyn pomiarowych nieustannie pracują nad
tym, aby ich maszyny były jak najszybsze przy zachowaniu najwyższych parametrów. Firma GE przy projektowaniu
kabiny Seifert x|cube położyła nacisk na oszczędność czasu podczas inspekcji. Z tego powodu zarówno detektor jak i
lampa zostały umieszczone na ramieniu w kształcie litery C (rys. 3) co umożliwiło znacznie przyspieszyć ruch tych
komponentów. Dodatkowym atutem jest zwiększenie układu inspekcyjnego o kolejny stopień swobody, gdyż ramię
oprócz ruchu pionowego, wychylne jest także o kąt ±45°, ułatwiając lokalizowanie defektów badanego obiektu.
Niezwykła szybkość zamykania drzwi kabiny, dopełnia funkcjonalność niemieckiej maszyny.
Rys. 3. Ramię w kształcie litery C, wychylne ±45°
Uzyskiwanie przejrzystych obrazów jest najtrudniejszym zadaniem jakie stoi przed operatorem. Niejednokrotnie
nawet doświadczony pracownik, może mieć problem z prawidłową interpretacją otrzymanych wyników. Maszyna
Seifert x|cube posiada unikalną w skali światowej filtrację obrazu o nazwie Flash!Filter. Dzięki zaawansowanej
technologii, odcienie szarości są dostosowywane dla ludzkiego oka. Umożliwia to ujrzenie szczegółów, które przy
konwencjonalnym zdjęciu rentgenowskim są niewidoczne, pozwalając w szybki i precyzyjny sposób dokonać inspekcji.
Efekt zastosowania filtracji Flash!Filter widoczny jest na poniższych rysunkach 4 i 5.
Rys. 4. Zdjęcie konwencjonalne
Rys. 5. Zdjęcie z wykorzystaniem Flash!Filter
Obiekty prześwietlane za pomocą przemysłowych rentgenów mogą osiągać masę nawet 300kg. Manipulowanie tak
ciężkim elementem, w celu umieszczenia go wewnątrz maszyny z pewnością byłoby niezwykle ryzykowne. W celu
rozwiązania tego problemu, firma GE opracowała specjalny manipulator. Oprócz ruchu badanym obiektem wewnątrz
maszyny, umożliwia on wysunięcie go poza obrys kabiny. Dzięki takiemu rozwiązaniu, w celu załadunku/rozładunku,
można wykorzystać suwnicę czy podnośnik, ułatwiając i przyspieszając pracę, zwiększając jednocześnie
bezpieczeństwo.
Przedstawiona maszyna wykonuje zdjęcia rentgenowskie, które wykorzystać można nie tylko na potrzeby inspekcji
2D. Seifert x|cube posiada możliwość wykonywania tomografii komputerowej (CT), dzięki której możliwe stają się
analizy objętościowe czy precyzyjne pomiary. We współpracy z oprogramowaniem Volume Graphics, możliwe są do
wykonania analizy danych CT:
•
•
•
•
•
pomiary współrzędnościowe,
porównanie z modelem CAD,
analiza defektów,
analiza grubości ścianek,
analiza materiałów kompozytowych.
Rys. 6. Przykładowa analiza porowatości odlewu aluminiowego
Rentgenowska technika inspekcyjna zajmuje coraz ważniejsze miejsce w procesie zapewnienia jakości. Badanie
geometrii zewnętrznej przestało wystarczać w kontroli rosnących wymagań wyrobów, a niszczenie próbek wydłużało
czas i zwiększało koszty. Dzięki swoim unikalnym właściwościom, promienie rentgenowskie mogą pomóc w szybkiej i
dokładnej inspekcji. Umieszczając je ponadto w kabinie rentgenowskiej, zapewniamy bezpieczeństwo operatorowi
skracając jednocześnie cenny czas.