Tomografia e Radiografia Industrial. Walmor Cardoso Godoi, M.Sc.

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1 Tomografia e Radiografia Industrial Walmor Cardoso Godoi, M.Sc.

2 Agenda Ensaios Não Destrutivos (END) Inspeção Radiográfica Industrial Radioscopia Industrial Radiografia Digital Industrial Tomografia Computadorizada Industrial 2D/3D

3 Ensaios Não-Destrutivos Quando pensamos em aeronaves, automóveis, trens, navios, submarinos, e outras, todas estas máquinas não poderiam ter um bom desempenho não fossem a qualidade do projeto mecânico dos materiais envolvidos, dos processos de fabricação e montagem, inspeção e manutenção. Esse grau de tecnologia foi desenvolvido e aplicado para um fim comum, que é assegurar e proteger a vida daqueles que dependem de alguma forma, do bom funcionamento dessas máquinas, quer sejam nas indústrias automobilísticas, petróleo e petroquímicas, geração de energia inclusive nuclear, siderúrgica, naval e aeronáutica. A revolução global tem como conseqüência a corrida por custos menores e a pressão da concorrência. Sendo assim, como garantir que os materiais, componentes e processos utilizados tenham a qualidade requerida? Como garantir a isenção de defeitos que possam comprometer o desempenho das peças? Como melhorar novos métodos e processos e testar novos materiais? As respostas para estas questões estão em grande parte na inspeção e consequentemente na aplicação dos Ensaios Não Destrutivos.

4 Ensaios Não-Destrutivos Ensaios Não-Destrutivos ti os (END) permitem avaliar, aliar tanto no local de instalação quanto em laboratório, um componente, sem modificar suas características físicas, mecânicas e dimensionais e sem comprometer o seu uso no futuro. No contexto das ciências e engenharias, a Radiografia e a Tomografia Computadorizada são técnicas de END que visam obter imagens bi ou tridimensionais de objetos. As aplicações da radiografia e da tomografia têm crescido amplamente nos últimos 20 anos em áreas que não pertencem à medicina.

5 Radiologia Industrial A Radiologia industrial é um método poderoso que investiga a sanidade d dos materiais ii e componentes, assegurando bom desempenho dos processos utilizados. Num mundo globalizado onde é fundamental que as empresas tenham certificações de sistemas de qualidade ISO, para garantir sua competitividade, a Radiologia Industrial vem sendo aplicada,de de forma crescente, para inspecionar e detectar defeitos nos mais diversos segmentos, tais como: na indústria petroquímica, nuclear, bélica para inspeção de explosivos, siderúrgicas, na inspeção de soldas, aeronaves, navios, correios, aeroportos; além de sua aplicação na conservação de alimentos, obras de artes e remédios. Apesar da expansão desse mercado com as mais diversas possibilidades de uso, a formação técnica nesta área encontrase carente havendo falta de profissionais habilitados especifica formal.

6 Como Produzir raios X

7 Fundamentos da Física dos Raios X em TC

8 O Cátodo Detalhe do Cilindro Wehnelt ou copo de p focalização no cátodo com (a) dois filamentos e (b) um filamento (Philips).

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11 Inspeção Radiográfica Industrial

12 Inspeção Radiográfica na Indústria

13 Inspeção Radiográfica na Indústria

14 Aplicações de Radiografia e Tomografia Tubulações e Equipamentos Modelo Tensão e Corrente Penetração Tamanho Focal Massa MHF 200 D kv, 1 8 ma 42 mm Fe 1,5 x 1,5 mm 21 Kg

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16 Fontes de raios gama

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20 Aplicações de Radiografia e Tomografia Tubulações: Detecção do Cordão de Solda

21 Aplicações de Radiografia e Tomografia Tubulações: Detecção do Cordão de Solda

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24 Radioscopia Industrial

25 Radioscopia Industrial A radioscopia, i é um meio usado para se detectar a radiação que emerge da peça, numa tela fluorescente. As telas fluorescentes se baseiam no princípio que determinados sais (tungstato de cálcio, por exemplo ), possuem a propriedade de emitir luz em intensidade id d mais ou menos proporcional à intensidade id d de radiação que incide sobre eles.

26 Radioscopia Industrial A radiação é emitida iid de um tubo de raios X, colocado no interior de um gabinete blindado, atravessando a peça e indo atingir uma tela fluorescente. Este, por sua vez, transforma as intensidades de radiação que emergem da peça em luz de diferentes intensidades, formando na tela a imagem da peça. Essa imagem, pode ser refletida em um espelho assim, é examinada pelo inspetor, a procura de possíveis defeitos. Outra forma, substitui o olho do inspetor por uma câmera de TV.

27 Radioscopia Industrial

28 Radioscopia Industrial Aplicações e Vantagens

29 Radioscopia Industrial Desvantagens

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31 Radioscopia Industrial Funcionamento

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34 Aplicações As principais aplicações da radioscopia estão na inspeção pç de rodas de alumínio, pontas de eixo de automotivos, carcaça da direção hidráulica, pneus automotivos, nos aeroportos para verificação de bagagens, inspeção de componentes eletrônicos, e muitas outras aplicações (alimentos, por exemplo).

35 Radioscopia Ligas de Alumínio

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37 Aplicações de Radiografia e Tomografia Componentes Poliméricos Setor Elétrico

38 Radioscopia Alimentos

39 Radioscopia Isolador Imagem 640x480, Câmera de TV, 70kV, 3mA, Intensificador de Imagens

40 Radioscopia Isolador Bolha de ar Imagem 640x480, Camera de TV, 70kV, 3mA, Intensificador de Imagens

41 Aplicações de Radiografia e Tomografia Componentes Poliméricos Setor Elétrico

42 Radioscopia Concreto agregado Imagem 640x480, Câmera de TV 100kV, 3mA, Intensificador de Imagens

43 Radiografia Digital Industrial

44 Equipamentos de raios X Equipamentos LACTEC No LACTEC Sistema de radiografia digital (SISTEMA RDP) adequado a aplicação em materiais poliméricos com a possibilidade de realizar radiografias em campo (portátil). Aplicações em outros materiais, tais como, concreto, alumínio, acrílico,epoxi

45 Aplicações de Radiografia Indústria Eletrônica Fontes de raios X Microfoco Aplicações: Ensaios Não Destrutivos Sistemas de TC por raios X Sistemas de inspeção em linhas de produção Aplicável à: Componentes eletrônicos/ Circuistos Impressos / Componentes Plásticos / Componentes metálicos Alimentos / Medicina & remédios / Bioprodutos

46 Aplicações da Radiografia Digital na Indústria Indústria Eletrônica Análise de equipamentos eletrônicos

47 Aplicações da Radiografia e Tomografia Industrial Indústria Eletrônica Análise de soldas em placas de computador

48 Aplicações da Radiografia Digital na Indústria Indústria Eletrônica Análise de equipamentos eletrônicos

49 Aplicações da Radiografia Digital na Indústria Indústria Eletrônica Análise de equipamentos eletrônicos

50 Aplicações da Radiografia Digital na Indústria Indústria Eletrônica Análise de equipamentos eletrônicos

51 Aplicações da Radiografia Digital na Indústria Indústria de Alimentos

52 Aplicações da Radiografia Digital na Indústria Indústria Farmacêutica

53 Aplicações da Radiografia e Tomografia Industrial Indústria de Alimentos

54 Tomografia Computadorizada d Industrial

55 Tomografia Tomografia é um termo originário do grego tomo (corte) + graphein (grafia), ou, a escrita de um corte. Assim, refere-se à imagem da secção transversal de um objeto de uma coleção de dados transmitidos ou refletidos pela iluminação de várias direções diferentes.

56 Tipos de Tomografia Tomografia de raios X (Saúde e Indústria) Tomografia Computadorizada de Emissão Única de Fóton (SPECT Single Photon Emission Computerized Tomography) (Saúde) Tomografia de emissão de pósitron (PET Positron Emission Tomography) (Saúde) Tomografia de ultrassom (Saúde e Indústria) Tomografia de impedância elétrica (Indústria/Medicina) Tomografia de prótons (Indústria)

57 História da Tomografia 1895 Röntgen descoberta dos raios X 1901 Röntgen recebe o Prêmio Nobel de Física 1917 Radon publica seu artigo "Sobre a dt determinação de funções a partir de suas integrais ao longo de certas direções > base matemática da tomografia Johann Radon ( ).

58 História da Tomografia 1961, o neurólogo William H. Oldendorf d construiu o primeiro protótipo de tomógrafo. Utilizandoumafonte radioativa de iodo e um detector cintilador. Mesmo funcionando como você sugere, não podemos imaginar um mercado significativo para um aparelho tão caro, que não faria nada além de gerar seções transversais radiográficas da cabeça William H. Oldendorf ( ). Dificuldades no início.

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60 História da Tomografia 1963, Cormack contribui para a primeira implementação matemática para reconstrução tomográfica na África do Sul Figura 3: Allan M. Cormack ( ).

61 História da Tomografia 1967, o processo tomográfico como um todo foi apresentado pelo engenheiro britânico Godfrey Hounsfield. Sir Godfrey Hounsfield.

62 História da Tomografia 1979 Cormack e Hounsfield foram agraciados com o Prêmio Nobel de Medicina

63 Como funciona a tomografia? Flat Panel (Detector Digital) fonte de raios X ou gama objeto Projeção 2D

64 Projeções De uma forma geral, a tomografia consiste na reconstrução de uma imagem a partir da sua projeção. Projeção 1 RX Projeção 2 RX

65 Problemas Inversos Como reconstruir um objeto a partir de suas projeções sem conhecê-lo?

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67 Equações

68 Formação do voxel

69 Sistema de Tomografia Industrial Fonte colimador colimador detector

70 Sistema de Tomografia Industrial Aquisição de dados e reconstrução de volume tridimensional Tubo

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72 Fundamentos de Radiografia e Tomografia Princípios de Tomografia Computadorizada

73 Peça de alumínio

74 Sistema CT para Peças Grandes 450kV (

75 Sistema CT em Linha de Produção 160 a 450 kv(

76 Tomografia Industrial com Tela Radioscópica

77 Radioscopia

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79 SISTEMA CT2000 Equipamentos de raios X Equipamentos Aqui no LACTEC Atualmente alterado Unidade de Controle

80 Aplicações de Radiografia e Tomografia Indústria Metalúrgica Tomografia de peças grandes

81 Aplicações de Radiografia e Tomografia Tomografia Industrial Tridimensional Software desenvolvido em Linguagem C++ e Java Primeiros testes realizados em TCL Pistão de motor a combustão

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83 Aplicações de Radiografia e Tomografia Tomografia de Madeira

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85 Gerenciamento de Dados em END

86 Problema O aumento no uso de técnicas digitais requerem um aumento no processo de armazenamento de dados Quando a resolução dos equipamentos aumenta >aumenta a qualidade da imagem >aumenta o tamanho da imagem!

87 Limitações no Armazenamento de Consumo de tempo e dificuldades de procura de arquivos Difícil compartilhamento dos dados Caro Requer espaço físico Filmes

88 DICONDE

89 Cenário 1: Compartilhar dados entre PCs

90 Cenário 2: Compartilhar dados entre Workstations de Revisão

91 Cenário 3: Compartilhe os Dados usando Archive

92 Referências [1] GODOI, W. C. Detecção de Defeitos em Isoladores Poliméricos por Radiografia Digital. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, [2] QUOIRIN, N. S. R Diagnóstico de Defeitos em Madeira por Tomografia de Raios-X, Universidade Federal do Paraná, Dissertação de Mestrado, Curitiba, [3] PIEKARZ, A.H Determinação do Volume de Vazios em Isoladores Poliméricos por Tomografia Digital de Raios X, Universidade Federal do Paraná, Dissertação de Mestrado, Curitiba, [4] CNEN [5] Apostila de Radiologia Industrial Disponível em: br/biblioteca apostila php?w=1280&h=1024 [6] Cursos - ABENDE -

93 Referências

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