CHƯƠNG 6 CHẤT LƯỢNG ẢNH VÀ LIỀU CHIẾU

Độ nhạy của ảnh chụp bức xạ: Độ nhạy của một ảnh chụp bức xạ là một chỉ thị gián tiếp chỉ khả năng phát hiện ra các khuyết tậtcủa nó hoặc sự thay đổi bề dày trong mẫu vật được kiểm tra..

CHƯƠNG 6

CHẤT LƯỢNG ẢNH VÀ LIỀU CHIẾU

6.1 HÌNH HỌC CỦA QUÁ TRÌNH TẠO BÓNG

Một ảnh chụp bức xạ là một hình bóng của một mẫu vật ghi nhận được trên phim chụp ảnh bằngcách sử dụng bức xạ tia X hoặc tia gamma Do đó để nhận được một ảnh chụp bức xạ thì phải đặtmẫu vật nằm giữa một nguồn phát bức xạ tia X hoặc tia gamma và một phim chụp ảnh trong mộtkhoảng thời gian được xác định trước, hình 6.1

Hình dạng bên ngoài ảnh bóng của một khuyết tật chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố sau :

(i) Hình dạng của khuyết tật

(ii) Hướng của khuyết tật so với hướng truyền của chùm bức xạ và mặt phẳng của phim.(iii) Kích thước của nguồn và khoảng cách từ nguồn đến khuyết tật và phim

(iv) Vị trí của khuyết tật nằm trong mẫu vật

Hình 6.1 Cách bố trí nguồn, mẫu vật và phim để tạo ra một ảnh chụp bức xạ

Khi chỉ xét đến hình học của quá trình tạo bóng, tính chất truyền theo đường thẳng của bức xạ tia

X hoặc tia gamma là quan trọng ; do đó chúng ta sẽ xem xét quá trình tạo bóng theo những quyước của ánh sáng bình thường

Những hình dạng khác nhau của khuyết tật sẽ tạo nên những ảnh bóng khác nhau, chẳng hạn nhưmột lỗ khí sẽ có hình ảnh như một vết tròn, một vết nứt nếu phát hiện được sẽ có dạng là mộtđường.v.v…

6.1.2 Hướng của khuyết tật so với hướng truyền của chùm bức xạ và mặt phẳng của phim :

Nếu hướng của chùm tia bức xạ không vuông góc hoặc nếu mặt phẳng của khuyết tật không songsong với mặt phẳng của phim thì ảnh bóng sẽ bị méo như mô tả trong hình 6.2

Hình 6.2 Ảnh hưởng của (a) chùm bức xạ vuông góc, (b) chùm bức xạ xiên góc (c) phim bị

nghiêng trong quá trình tạo bóng

Do sự biến dạng này mà đôi khi một khuyết tật nào đó tạo ra một ảnh bóng mà ta có thể giảiđoán, đánh giá thành một loại khuyết tật khác Hình ảnh của một vết nứt mảnh có thể bị khuếchtán hoàn toàn không để lại một hình ảnh nào trên phim cả Mặc dù trước khi thực hiện chụp ảnhbức xạ, người ta không có bất kỳ khái niệm nào về hướng của khuyết tật hiện hữu, vì thế thườngphải cố gắng đặt phim song song với mẫu vật và càng vuông góc với chùm bức xạ càng tốt

6.1.3 Kích thước của nguồn và khoảng cách từ nguồn đến khuyết tật và phim

Hình 6.3 trình bày chi tiết quá trình tạo bóng của một khuyết tật bằng một nguồn có kích thướcxác định AB

Mỗi một và mọi điểm của nguồn AB đều phát ra bức xạ Hình dáng ảnh bóng tạo bởi khuyết tậthiện trên phim là kết quả của sự chồng chập các ảnh bóng tạo bởi những điểm này đã bị dịchchuyển một chút so với điểm kế bên Kết quả cuối cùng là ảnh bóng bị khuyếch tán xung quanhcác đường biên Như vậy ảnh bóng có thể được chia thành hai phần :

Vùng bóng : là vùng không có tia bức xạ trực tiếp đi đến phim

Vùng nửa tối (bóng mờ) : là vùng bị chiếu một phần Vùng này làm tăng độ nhòe ảnh và là vùngkhông mong muốn trong chụp ảnh bức xạ

Nguồn

Khuyết tật

Phim (c)

Hình 6.3 Quá trình tạo bóng của một khuyết tật.

Xét dạng hình học đơn giản trong hình 6.3 ta có thể thấy rằng :

ZOCZ

ZOCO

ZOAB

XY

−

=

= (6.1)Trong đó :

XY = Kích thước của vùng nửa tối (bóng mờ) = P

AB = Kích thước của nguồn (tiêu điểm phát chùm tia bức xạ) = F

ZO = Khoảng cách từ khuyết tật đến phim = OFD

CZ = Khoảng cách từ nguồn (tiêu điểm phát tia bức xạ) đến phim = SFD (hoặc FFD).Phương trình 6.1 có thể được viết theo dạng các ký hiệu ở trên nghĩa là :

OFDSFD

OFDF

P

−

FOFD

SFD

OFD

*FP

(ii) SFD tăng lên

(iii) OFD giảm xuống

Do đó để giảm P hoặc để tăng độ nét của ảnh bóng thì :

(i) Kích thước của nguồn (hoặc tiêu điểm phát chùm tia bức xạ) phải càng nhỏ càng tốt.(ii) Khoảng cách từ nguồn đến phim phải càng lớn càng có tính khả thi

(iii) Phim phải được đặt càng sát với mẫu vật càng tốt

Hình ảnh của một khuyết tật trên phim có độ nét thích hợp khi vùng nửa tối (bóng mờ) có kíchthước là 0,25mm Đây là giá trị giới hạn trong quá trình kiểm tra nghiêm ngặt, do mắt ngườikhông thể phát hiện được bất kỳ sự khác nhau về độ nét dưới giới hạn này Đối với quá trìnhkiểm tra bình thường thì vùng nửa tối (bóng mờ) có kích thước lên đến 0,5mm

Trong một máy phát tia X hoặc một nguồn phát bức xạ gamma thì kích thước của nguồn là cốđịnh Trong việc tính toán kích thước vùng nửa tối, thì khoảng cách từ khuyết tật đến phim đượccoi là khoảng cách giữa mặt trên của vật thể đến phim (nghĩa là khoảng cách từ bề mặt mẫu phíanguồn bức xạ đến phim) Điều này đảm bảo rằng kích thước vùng nửa tối của bất kỳ khuyết tậtnào ngay cả khi khuyết tật nằm rất gần với bề mặt trên mẫu, vẫn nằm trong khoảng giới hạn chấpnhận được Phim thường được đặt ngay bên dưới mẫu vật và khoảng cách FOD trong trường hợpnày sẽ là bề dày của chính mẫu vật.

Chúng ta có thể tính được khoảng cách từ nguồn đến phim nhỏ nhất mà vẫn khống chế đượcvùng nửa tối nằm trong những giới hạn cho phép đối với bất kỳ khuyết tật nào hiện diện trongmẫu vật có bề dày d

Phương trình (6.2) có thể được viết lại:

SFD = OFD*(F/P + 1) (6.3)Nên SFDMin = d*(F/0,25 + 1) đối với quá trình kiểm tra yêu cầu chặt chẽ

Và SFDMin = d*(F/0,5) đối với quá trình kiểm tra thông thường

(Tất cả các kích thước đều tính theo đơn vị là mm)

6.2 CHẤT LƯỢNG ẢNH TRONG CHỤP ẢNH BỨC XẠ.

6.2.1 Độ nhạy phát hiện khuyết tật :

Một cách định lượng thì độ nhạy của quá trình phát hiện khuyết tật : Sf có thể được xác định :

Sf =

Đây là một công thức lý tưởng nhưng không thực tế do độ nhạy của quá trình phát hiện khuyết tật

là một hàm phức tạp bao gồm kích thước, hình dạng, vị trí và hệ số hấp thụ tuyến tính của khuyếttật, loại phim được sử dụng, độ đen của hình ảnh nhận được Nên ta không thể tính hoặc tìm ra độnhạy của quá trình phát hiện khuyết tật Do đó, ta cần có một số thông tin về nó Thật may thay,

độ nhạy của ảnh chụp bức xạ chính là độ nhạy của quá trình phát hiện khuyết tật và hiện nay cónhiều cách thích hợp có thể dùng để đo nó

6.2.2 Độ nhạy của ảnh chụp bức xạ:

Độ nhạy của một ảnh chụp bức xạ là một chỉ thị gián tiếp chỉ khả năng phát hiện ra các khuyết tậtcủa nó hoặc sự thay đổi bề dày trong mẫu vật được kiểm tra Do đó, nó đo được chất lượng ảnhchụp bức xạ Độ nhạy được biểu diễn bằng số lượng về các biến đổi nhỏ nhất có thể phát hiệntrong mẫu, theo tỷ lệ phần trăm của bề dày tổng cộng

Quá trình xác định độ nhạy theo dạng trên chỉ áp dụng cho kiểm tra các khuyết tật bên trong mẫuvật, nó không có giá trị trong việc chụp ảnh bức xạ kiểm tra những chi tiết lắp ráp Do trong loạikiểm tra này, kỹ thuật chụp ảnh bức xạ dùng để đánh giá độ chính xác trong quá trình lắp ráp hơn

là kiểm tra chất lượng vật liệu sử dụng trong các chi tiết đó Trong các ứng dụng dạng này, thìnhững chi tiết độc lập của bộ phận rắp ráp sẽ cung cấp một biểu hiện tin cậy về chất lượng ảnhchụp bức xạ

6.2.3 Vật chỉ thị chất lượng ảnh :

Kích thước của khuyết tật nhỏ nhất có thể phát hiện được × 100

Bề dày của mẫu vật

Độ nhạy của ảnh chụp bức xạ thường được đo dưới dạng một số chuẩn nhân tạo mà không cầnphải thật giống với một khuyết tật nằm bên trong mẫu vật Vì vậy, có hai phương pháp được sửdụng phổ biến là :

(i) Xác định độ nhạy về mặt khả năng phát hiện được một dây bằng vật liệu giống nhưvật liệu của mẫu kiểm tra, khi dây được đặt trên bề mặt mẫu cách xa phim Đường kính củadây nhỏ nhất có thể phát hiện được, xem như là độ nhạy đánh giá

(ii) Sử dụng một loạt các lỗ khoan trong một tấm bằng vật liệu giống như mẫu và đặt trênmẫu vật, để xác định độ nhạy theo cách là các lỗ khoan nhỏ nhất có thể phát hiện được trênảnh chụp bức xạ

Những dụng cụ này là những bộ dây có đường kính khác nhau hoặc những mẫu dạng bậc thangđược khoan nhiều lỗ, chúng được gọi là các vật chỉ thị chất lượng ảnh (IQI)

6.2.4 Các đặc trưng của IQI :

Những đặc trưng cần thiết của một IQI phải như sau đây :

(i) Nó phải nhạy về giá trị đọc được khi kỹ thuật chụp ảnh bức xạ thay đổi

(ii) Phương pháp đọc ảnh của một IQI phải càng đơn giản và càng rõ ràng càng tốt; những

kỹ thuật viên khác nhau phải đọc được cùng một giá trị từ ảnh chụp bức xạ

(iii) Phải đa năng – nghĩa là có thể áp dụng được đối với một dải bề dày khác nhau

(iv) Phải nhỏ – Hình ảnh của IQI sẽ xuất hiện trên ảnh chụp bức xạ và do đó nó phảikhông che khuất hoặc làm sai lệch các chỉ thị khuyết tật trong mẫu vật

Những mẫu IQI này đã được Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (ISO) chấp nhận và được ban hànhtrong kiến nghị của ISO R1027 (1969) “Các vật chỉ thị chất lượng ảnh, những nguyên lý và nhậndạng”

Vật chỉ thị chất lượng ảnh có hai loại chính đó là :

6.5.2.1 IQI dạng dây :

Cấu tạo bao gồm một loạt những sợi dây thẳng (dài ít nhất là 25mm) bằng vật liệu cơ bản giốngvới vật liệu của mẫu vật, với đường kính của các dây được chọn từ những giá trị cho trong bảng6.1 Dung sai của đường kính dây là ± 5%

Những dây được đặt song song và cách nhau 5mm kẹp giữa hai tấm polyethylene có tính nănghấp thụ bức xạ tia X thấp Đối với những dây rất nhỏ thì người ta có thể căng nó ngang qua mộtkhung kim loại dạng dây và không cần tấm nhựa polyethylene, tuy cấu tạo này có vẻ hơi yếu IQIphải có những kí hiệu nhận dạng để chỉ ra vật liệu của dây và số dây

BẢNG 6.1 ĐƯỜNG KÍNH CỦA CÁC DÂY TRONG BỘ IQI LOẠI DÂY

Số của dây Đường kính (mm) Số của dây Đường kính (mm)

BẢNG 6.2 BỀ DÀY BẬC VÀ ĐƯỜNG KÍNH LỖ ĐƯỢC KIẾN NGHỊ :

Số thứ tự của bậc Đường kính và bề dày

của bậc (mm) Số thứ tự của bậc Đường kính và bềdày của bậc (mm)

Dung sai kích thước : ± 5%.

Những vật chỉ thị chất lượng ảnh ở hai dạng trên, được dùng phổ biến trong chụp ảnh bức xạtrong công nghiệp sẽ được trình bày sau đây:

6.2.5.3 Các vật chỉ thị chất lượng ảnh theo tiêu chuẩn Anh (BS) :

Tiêu chuẩn Anh (BS 3971, 1980) mô tả những IQI thích hợp để đánh giá chất lượng của các ảnhchụp bức xạ cho những vật liệu có bề dày từ 3mm - 150mm

(a) IQI dạng dây của Anh:

IQI dạng dây của Anh bao gồm các sợi dây thẳng có chiều dài 30mm, được đặt song song cáchnhau một khoảng 5mm, với đường kính được chọn theo bảng 6.1 Những vật chỉ thị chất lượngảnh này được chuẩn hoá thành một chuỗi model từ A đến E

Mẫu A chứa những dây có số từ 4 đến 10.

Mẫu B chứa những dây có số từ 9 đến 15

Mẫu C chứa những dây có số từ 15 đến 21

Mẫu D chứa những dây có số từ 1 đến 21

Mẫu E chứa những dây có số từ 1 đến 7

Mẫu D chứa tất cả là 21 dây được dùng trong những mục đích tổng hợp, và mẫu E chứa nhữngdây có đường kính rất nhỏ, để sử dụng trong chụp ảnh bức xạ những vật liệu mỏng

(b) IQI dạng bậc/lỗ của Anh :

IQI dạng bậc/lỗ của Anh bao gồm một chuổi những tấm kim loại có cùng bề dày và mỗi tấm cómột lỗ khoan xuyên qua bề dày vuông góc với mặt trên Bề dày bậc và đường kính của lỗ đượcchọn theo bảng 6.3

BẢNG 6.3 ĐƯỜNG KÍNH VÀ KÍCH THƯỚC CỦA CÁC BẬC VÀ LỖ CỦA

IQI KIỂU BẬC/LỖ THEO TIÊU CHUẨN BS

Số thứ tự của bậc Đường kính và bề dày

của bậc (mm) Số thứ tự của bậc Đường kính và bềdày của bậc (mm)

là hình chữ nhật hoặc hình tam giác có chiều dài một cạnh gần bằng 12,5mm

Những IQI này được tiêu chuẩn hoá thành một dãy Model từ A đến D như trong bảng 6.4

BẢNG 6.4 CÁC MODEL TIÊU CHUẨN CỦA IQI DẠNG BẬC/LỖ THEO TIÊU CHUẨN

(c) Ký hiệu nhận biết IQI theo tiêu chuẩn BS :

Dấu đánh trên các IQI được trình bày như trong hình 6.4

Ở đây là số của những dây mảnh nhất và lớn nhất hoặc là kích thước của các lỗ nhỏ nhất và lớnnhất, loại vật liệu được ký hiệu bằng những chữ chì đủ dày để hiện rõ trên ảnh chụp bức xạ

6.2.5.4 Các vật chỉ thị chất lượng ảnh theo tiêu chuẩn Đức (DIN)/ISO :

IQI theo tiêu chuẩn Đức (DIN 54109) bao gồm một dãy 16 dây có các đường kính khác nhauđược cho trong bảng 6.5.

BẢNG 6.5 ĐƯỜNG KÍNH DÂY CỦA CÁC LOẠI CHỈ THỊ CHẤT LƯỢNG ẢNH

THEO TIÊU CHUẨN ĐỨC DIN 54109

Đường kính của dây (mm)

Các mẫu 1, 2 và 5 ≈ 6 bề dày của các chữ ≈ 2

Các mẫu 3 và 4 ≈ 12 5 bề dày của các chữ ≈ 4

5

BS 3971

12 7 7FE11

Bề dày của các chữ : Các mẫu A và B≈ 2 Mẫu C ≈ 4

75

≈ 4

Hình 6.4 Các dạng vật chỉ thị chất lượng ảnh (a) dạng dây, (b) dạng bậc có lỗ.

Hình 6.5 Dạng các vật chỉ thị chất lượng ảnh thiết kế theo DIN

BẢNG 6.6 KÝ HIỆU ĐÁNH DẤU, CẤU TẠO VÀ VẬT LIỆU CỦA VẬT CHỈ THỊ CHẤT

LƯỢNG ẢNH THEO TIÊU CHUẨN DIN

Ký hiệu đánh

dấu Số của dây theo bảng6.5 Chiều dài Loại dâyVật liệu Sử dụng đểkiểm traDIN FE 1/7 1 2 3 4 5 6 7 50 Thép : FE

(Không hợp kim) Các sản phẩmsắt và thépDIN FE 6/12 6 7 8 9 10 11 12 50 hoặc 25

DIN FE 10/16 10 11 12 13 14 15 16 50 hoặc 25

DIN CU 1/7 1 2 3 4 5 6 7 50

Đồng : Cu

Đồng, Kẽm, vàhợp kim củachúng

DIN AL 10/16 10 11 12 13 14 15 16 50 hoặc 25

6.2.5.5 IQI theo tiêu chuẩn của Pháp :

IQI theo tiêu chuẩn của Pháp (NF A04 – 304) bao gồm các tấm nêm dạng bậc thang bằng kimloại trong đó mỗi bậc có một hoặc hai lỗ khoan có đường kính bằng với bề dày của bậc

Bề dày của bậc và đường kính lỗ phải được chọn theo dãy số tiêu chuẩn sau đây: 0,32; 0,4; 0,5;0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,25; 3,2; 4; 5; 6,3; 8,10; 12,5; 16mm

Những bậc dày hơn 0,8mm chỉ có một lỗ còn những bậc mỏng hơn 0,8mm thì có hai lỗ Khoảngcách giữa các lỗ với nhau và giữa các lỗ đến mép của bậc không được nhỏ hơn : d + 1, trong đó d

là bề dày của bậc tính theo mm

Có nhiều mẫu IQI dạng bậc khác nhau; có các nêm dạng bậc cùng với các bậc hình chữ nhật và

có kích thước của mỗi bậc là 15 × 15mm và các nêm dạng bậc với các bậc hình tam giác và mỗicạnh của tam giác có chiều dài bằng 14mm Hình 6.6 trình bày các vật chỉ thị chất lượng ảnh theotiêu chuẩn của Pháp được thiết kế theo các dạng khác nhau

DIN62FE

10ISO16

Hình 6.6 Vật chỉ thị chất lượng ảnh được thiết kế theo tiêu chuẩn Pháp.

6.2.5.6 Các vật chỉ thị chất lượng ảnh theo tiêu chuẩn của Nhật (JIS):

IQI dạng dây theo tiêu chuẩn Nhật gồm 7 dây có đường kính được cho trong bảng 6.7

BẢNG 6.7 VẬT CHỈ THỊ CHẤT LƯỢNG ẢNH THEO TIÊU CHUẨN CỦA NHẬT (JIS)

Chiềudài củadây(L)

Loại thôngthường

Loại đặcbiệt

Ký hiệu nhận dạng của IQI theo tiêu chuẩn

của Nhật được trình bày như trong hình

6.7 Ký hiệu này chỉ đường kính của dây

Trung tâm và vật liệu của dây, bằng các

chữ chì có bề dày đủ lớn để cho ảnh của

nó hiện rõ trên ảnh chụp bức xạ

F0 2

Dấu nhận dạng

Hình 6.7 Dấu nhận dạng trên IQI theo tiêu chuẩn Nhật (JIS).

6.2.5.7 Các vật chỉ thị chất lượng ảnh theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM/ASME:

Nhìn chung, các IQI được dùng ở USA có một đặc điểm khác biệt và chúng thường được gọi làpenetrameter Chỉ có một số khác biệt nhỏ so với cùng một loại cơ bản Vật chỉ thị chất lượng

Vị trí của các số nhận dạng ở đây Đường kính 4T Đường kính T

Đường kính 2T

T Xem ghi chú

Đường kính nhỏ nhất đối với lỗ 1T

Đường kính nhỏ nhất đối với lỗ 2T

Đường kính nhỏ nhất đối với lỗ 4T

Việc thiết kế vật chỉ thị chất lượng ảnh có bề dày từ 0.005in đến và kể cả 0.050in.

Từ 0.005in đến 0.012in xem bảng 1.

Từ 0.012in đến 0.020in được thiết kế tăng lên theo từng giá trị một là 0.0025in.

Từ 0.020in đến 0.050in được thiết kế tăng lên theo từng giá trị một là 0.005in.

Bề dày của vật chỉ thị chất lượng ảnh nằm giữa

các chỉ số gia tăng từng giá trị một được chỉ thị

là được cho phép, để cho chúng không vượt quá

bề dày cực đại được yêu cầu

Đường kính 4T

Đường kính T Đường kính 2T

T Xem ghi chú

Việc thiết kế vật chỉ thị chất lượng ảnh có bề dày từ 0.060in đến và kể cả 0.160in.

tăng lên theo từng giá trị một là 0.010in.

2T

4T T

1.33T

0.83T T

Xem ghi chú

về dung sai

Việc thiết kế vật chỉ thị chất lượng ảnh có bề dày đến 0.180in và lớn hơn

tăng lên theo từng giá trị một là 0.020in.

Ghi chú : 1 Kích thước dung sai của bề dày vật chỉ thị chất lượng ảnh và đường kích lỗ phải là ± 10% hoặc

bằng 1/2 bề dày tăng lên một chỉ số giữa các kích thước vật chỉ thị chất lượng ảnh.

2 1in – 15.2mm

Hình 6.8 Các vật chỉ thị chất lượng ảnh được thiết kế theo ASTM/ASME.

ảnh hay được biết nhiều nhất là thiết kế của ASTM (Hiệp hội kiểm tra vật liệu Hoa Kỳ), dạngthiết kế này gồm một tấm bề dày đồng nhất có ba lỗ khoan và khắc các chữ số nhận dạng Nếugọi bề dày của tấm là T thì đường kính của các lỗ tương ứng là T, 2T và 4T cùng với hai giới hạnquan trọng : đó là đường kính lỗ nhỏ nhất là 0,010” (0,254mm) và 0,040” (1,016mm) Vật liệucủa tấm phải giống với vật liệu của mẫu vật được kiểm tra

Kích thước của ba loại IQI theo tiêu chuẩn ASTM được biểu diễn trong hình 6.8 Loại IQI nàycũng được chấp nhận bởi ASME (Hiệp hội kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ: Quy phạm nồi hơi và bình áplực : ASME V)

6.2.5.8 Nhận dạng vật chỉ thị chất lượng ảnh theo tiêu chuẩn ASTM/ASME:

Vật chỉ thị chất lượng ảnh hình chữ nhật được định dạng bằng số chì gắn chặt trên vật chỉ thị chấtlượng ảnh Con số này chỉ bề dày của vật chỉ thị chất lượng ảnh bằng một phần ngàn inch Bề dàycủa vật chỉ thị chất lượng ảnh được lựa chọn từ bảng 6.8 theo những mức chất lượng thích hợp.Những số chì được đặt nằm ở một đầu của vật chỉ thị chất lượng ảnh để nhận dạng

6.2.5.9 Các loại IQI khác:

Có hai loại IQI khác đều xuất phát từ UK, đó là IQI của Hiệp hội nghiên cứu về hàn của Anh(BWRA) và IQI dạng dây kép của Trung tâm các phòng thí nghiệm nghiên cứu điện (CERL).(a) Vật chỉ thị chất lượng ảnh của BWRA :

Vật chỉ thị chất lượng ảnh này cấu tạo là một tấm nêm dạng bậc thang, diện tích của mỗi bậc là1/12in2 và mỗi bậc có các lỗ khoan nhỏ tạo thành dạng một ký hiệu hoặc số BWRA đưa ra hailoại kích thước cho vật chỉ thị chất lượng ảnh Kích thước 1 được dùng cho những mẫu vật có bềdày đến 5cm và kích thước 2 được sử dụng cho các mẫu vật có bề dày nằm trong khoảng từ 5cmđến 10cm Hình 6.9 biểu diễn dạng của các vật chỉ thị chất lượng được thiết kế bởi BWRA.BẢNG 6.8 ĐƯỜNG KÍNH CỦA DÂY IQI TƯƠNG ỨNG VỚI LOẠI LỖ (1T, 2T, 4T)

Số của lỗ trong IQI Đường kính của dây tương đương với lỗ tính theo inch

100 0,080 0,126 0,200

160 0,160 0,250 ………

200 0,200 0,320 ………

240 0,250 ……… ………

280 0,320 ……… ………

Hình 6.9 Dạng vật chỉ thị chất lượng ảnh được thiết kế bởi BWRA.

(b) Vật chỉ thị chất lượng ảnh dạng dây kép của CERL :

Vật chỉ thị dạng dây kép được thiết kế bởi CERL hoàn toàn khác với tất cả các dạng vật chỉ thị chất lượng ảnh được trình bày ở trên Hiện nay vật chỉ thị chất lượng ảnh này cũng được trình bày trong tiêu chuẩn của Anh BS 3971:1980 trong phần “IQI và cách dùng chúng” Ở đây, giá trị phần trăm độ nhạy ảnh chụp bức xạ thông thường được thay bằng phép đo độc lập độ tương phản ảnh (mm “độ nhạy bề dày”) và độ xác định của ảnh (mm “độ nhòe”) Bằng cách sử dụng hai loại vật chuẩn khác nhau Một có dạng bậc thang hình chữ nhật phẳng có diện tích : 5 × 7,5mm , với

bề dày nằm trong khoảng 0,13 đến 5mm (phần A của IQI) dùng để đo độ tương phản ; và một loại có dạng là các cặp dây đặt song song nằm gần sát với nhau hoặc các dải mỏng (phần B và C) dùng để đo độ nhòe

Hình 6.10 Vật chỉ thị chất lượng ảnh dạng dây kép của CERL.

φ = 0.6mm

φ = 1.25mm

0.13 0.25

0.5 0.73

1.0

1.0 1.23 1.5

2 0

Phần B và C của IQI dây đôi có hai loại kích thước được trình bày trong BS:3971:1980 đó là loạiIIIA (hình 6.10) và loại IIIB Loại IIIA gồm có những cặp dây thẳng dài 15mm có tiết diện ròn ,được dùng cho các vật liệu bằng thép có bề dày nhỏ hơn 90mm Loại IIIB gồm có những dải cóchiều dài 15mm có tiết diện là hình chữ nhật và được dùng cho các vật liệu bằng thép có bề dàylớn hơn 90mm hoặc các vật liệu khác có bề dày tương đương Những sợi dây này được chế tạobằng vật liệu có mật độ cao (hoặc là platinum hoặc là tungsten) và mỗi cặp dây trong loại IIIAcách nhau bằng đúng một đường kính của nó Khoảng cách giữa hai dải hoặc giữa các thành phầntrong loại IIIB bằng với bề rộng của hai thành phần trong cặp Cả hai model được đặt trong mộttấm bọc cứng bằng plastic và mỗi vật chỉ thị chất lượng ảnh có một ký hiệu nhận dạng riêng bằngchì.

Khi đặt vật chỉ thị chất lượng ảnh này lên bề mặt mẫu vật ở phía nguồn, thì các cặp dây có thểnhìn thấy rõ bằng mắt khi soi phim và hình ảnh của cặp dây đầu tiên bị đè lên nhau, đó là cặp dâyđầu tiên mà ta không thể quan sát thấy sự tách biệt giữa hai dây với nhau, coi như đây là giá trịchuẩn về độ nhòe hình học toàn phần của một ảnh chụp bức xa Bảng 6.9 cho giá trị độ nhòe hìnhhọc đối với các cặp dây thành phần khác nhau

BẢNG 6.9 GIÁ TRỊ CỦA ĐỘ NHẠY BỀ DÀY (PHẦN A) VÀ ĐỘ NHÒE (PHẦN B/C)

Số của chuẩn A (mm) B/C (mm) Số của chuẩn A (mm) B/C (mm)

6.2.6 Tính toán và đánh giá độ nhạy ảnh chụp bức xạ theo các tiêu chuẩn khác nhau:

Độ nhạy của ảnh chụp bức xạ thường được đánh giá theo công thức :

6.2.6.1 Tiêu chuẩn của Anh:

Các tiêu chuẩn của Anh dùng công thức (6.4) để đánh giá độ nhạy Hình 6.11 và 6.12 dựa trêncông thức (6.4) có thể được sử dụng để tính toán giá trị độ nhạy cho mỗi vật chỉ thị chất lượngảnh

6.2.6.2 Tiêu chuẩn của Đức:

Chuẩn được sử dụng theo tiêu chuẩn này là để đánh giá độ nhạy ảnh chụp bức xạ được quy ước

là số của dây mảnh nhất vẫn nhìn thấy được Số này được gọi là “số chất lượng ảnh” và được kýhiệu bởi chữ BZ (Chữ viết tắt của Đức)

Bề dày của dây/ lỗ/ bậc nhỏ nhất nhìn thấy được

Bề dày của mẫu kiểm tra

Có hai loại được cho trong bảng 6.10 Loại 1 được dùng cho những kỹ thuật chụp ảnh bức xạ yêucầu độ nhạy cao còn loại 2 được dùng cho những kỹ thuật chụp ảnh bức xạ thông thường.

6.2.6.3 Tiêu chuẩn của Pháp:

Để đánh giá độ nhạy, phải chú ý đến số các lỗ (a) thấy được trên ảnh chụp bức xạ và số của các lỗ(b) thấy được rõ ràng nếu giới hạn về khả năng nhìn thấy được cho bởi đường kính lỗ bằng vớihoặc lớn hơn 5% của bề dày vật liệu được kiểm tra Chỉ số khả năng nhìn thấy N được cho bởicông thức :

N = a – b (6.5)

N có thể là (giảm theo thứ tự chất lượng) dương, zero hoặc âm

Ví dụ : tính toán độ nhạy được cho bởi một IQI có bề dày và các lỗ có đường kính sau đây: 0,5;0,63; 0,8; 1; 1,25mm Mẫu vật được kiểm tra có bề dày 17mm Trên ảnh chụp bức xạ nhìn thấyđược 4 lỗ (a = 4)

Đường kính của lỗ tương ứng với 5% bề dày của mẫu vật là :

mm85,0100

517

=

×

.Đường kính của lỗ kế tiếp lớn hơn 1mm và đưa vào công thức tính toán là b = 2

Hình 6.11 Biểu đồ để tính toán độ nhạy IQI dạng dây.

Phương pháp sử dụng : Đọc số thứ tự của bậc trên đó có các lỗ có thể nhìn thấy được

trên ảnh chụp bức xạ,dựa vào bề dày mẫu

Hình 6.12 Biểu đồ tính toán độ nhạy cho IQI dạng bậc/lỗ.

BẢNG 6.10 CÁC CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG ẢNH (BZ) CHO VẬT LIỆU SẮT VÀ THÉP

(DIN 54109)Chất lượng ảnh loại I

Phương pháp sử dụng : Đọc số thứ tự của dây có thể nhìn thấy

được trên ảnh chụp bức xạ , dựa vào bề dày mẫu

BẢNG 6.11 CHỈ SỐ ĐỘ NHẠY THEO TIÊU CHUẨN CỦA PHÁP (NF A 04 – 304).

Độ nhạy tương đối

6.2.6.4 Tiêu chuẩn của Mỹ (ASTM/ASME):

Độ nhạy của ảnh chụp bức xạ được chỉ rõ dưới dạng các mức chất lượng Ba mức chất lượng củaquá trình kiểm tra là 2 – 1T, 2 – 2T và 2 – 4T có thể sử dụng trong quá trình thiết kế và áp dụngvật chỉ thị chất lượng ảnh như được trình bày trong bảng 6.12

Số đầu tiên chỉ bề dày của IQI theo phần trăm của bề dày mẫu vật được kiểm tra Số thứ hai biểudiển giá trị đường kính lỗ của IQI, được diễn đạt dưới dạng tích của bề dày IQI, mà lỗ đó phảinhìn thấy được rõ ràng

BẢNG 6.12 CÁC MỨC CHẤT LƯỢNG TRONG QUÁ TRÌNH KIỂM TRA THEO

ASTM E142/ASME – SE142

Mức độ của quá trình

kiểm tra

Bề dày của vật chỉ thịchất lượng ảnh

Đường kính lỗ nhỏnhất có thể nhìn thấy

được

Độ nhạy tương đươngcủa vật chỉ thị chấtlượng ảnh (%)

2 – 1T (2%) bề dày của mẫu

Đường kính lỗ nhỏnhất có thể nhìn thấy

được

Độ nhạy tương đươngcủa vật chỉ thị chấtlượng ảnh (%)

(b) Mức chất lượng cho quá trình kiểm tra đặc biệt

6.2.6.5 Các vật chỉ thị chất lượng ảnh của BWRA:

Đối với các vật chỉ thị chất lượng ảnh của BWRA thì độ nhạy IQI được tính toán bằng cách sửdụng theo công thức 6.4

6.2.7 Cách đặt IQI :

Để đặt IQI đúng cách thì phải ghi nhớ những điều sau đây :

(i) IQI phải được đặt trên bề mặt của mẫu vật hướng về phía nguồn Nếu do cấu tạo củamẫu vật mà ta không thể đặt IQI trên bề mặt của mẫu vật ở phía nguồn, thì tốt nhất là khôngdùng một IQI nào, nhưng nếu cần thiết, kỹ thuật chụp ảnh bức xạ phải được kiểm tra trênmột mô hình mô phỏng có cùng bề dày và cùng kích thước hình học

(ii) Tốt nhất là phải đặt IQI nằm gần với vùng được quan tâm, với bậc mỏng hơn (loại IQIbậc/lỗ) hoặc dây mảnh nhất (loại IQI dây) nằm cách xa trục chùm tia bức xạ nhất

(iii) Trong kỹ thuật chụp ảnh bức xạ kiểm tra mối hàn thì IQI dạng bậc/ lỗ phải được đặtlên trên một miếng lót và sau đó được đặt gần và song song với mối hàn; còn IQI dạng dâyphải đặt dây nằm vuông góc với chiều dài mối hàn

(iv) Trong trường hợp chụp ảnh bức xạ kiểm tra vật đúc có nhiều bề dày khác nhau thìphải sử dụng nhiều loại IQI tương ứng với những bề dày khác nhau trong vật đúc

(v) Đối với các mẫu vật quá nhỏ hoặc quá phức tạp, thì không cho phép đặt IQI lên nó do

đó IQI phải đặt lên một khối chuẩn đồng nhất có cùng vật liệu như mẫu vật đang kiểm tra vàđặt cạnh mẫu vật

(vi) Vùng của một IQI hiện trên ảnh chụp bức xạ phải nằm trong dải độ đen có độ chênhlệch không nằm ngoài giới hạn từ –15% đến + 30% Mặt khác, cần phải sử dụng hai vật chỉ