CHƯƠNG 6 CHẤT LƯỢNG ẢNH VÀ LIỀU CHIẾU

TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

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 bằng
cách sử dụng bức xạ tia X hoặc tia gamma. Do đó để nhận được một ảnh chụp bức xạ thì phải đặt
mẫu vật nằm giữa một nguồn phát bức xạ tia X hoặc tia gamma và một phim chụp ảnh trong một
khoảng 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)
(ii)
(iii)
(iv)

Hình dạng của khuyết tật.
Hướng của khuyết tật so với hướng truyền của chùm bức xạ và mặt phẳng của phim.
Kích thước của nguồn và khoảng cách từ nguồn đến khuyết tật và phim.
Vị trí của khuyết tật nằm trong mẫu vật.
Nguồn phóng xạ hay tiêu
điểm phát bức xạ tia X

Mẫu vật

Khuyết tật
Phim chụp ảnh
bức xạ

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 quy
ước của ánh sáng bình thường.
6.1.1. Hình dạng của khuyết tật :

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

171

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Những hình dạng khác nhau của khuyết tật sẽ tạo nên những ảnh bóng khác nhau, chẳng hạn như
một lỗ khí sẽ có hình ảnh như một vết tròn, một vết nứt nếu phát hiện được sẽ có dạng là một
đường.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 song
song với mặt phẳng của phim thì ảnh bóng sẽ bị méo như mô tả trong hình 6.2.
Nguồn

Nguồn

Nguồn

Khuyết tật
Khuyết tật

Khuyết tật

Phim

Phim

Phim

(c)
(a)
(b)
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 giải
đoán, đánh giá thành một loại khuyết tật khác. Hình ảnh của một vết nứt mảnh có thể bị khuếch
tán hoàn toàn không để lại một hình ảnh nào trên phim cả. Mặc dù trước khi thực hiện chụp ảnh
bức xạ, người ta không có bất kỳ khái niệm nào về hướng của khuyết tật hiện hữu, vì thế thường
phải 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 thước
xác định AB.
Mỗi một và mọi điểm của nguồn AB đều phát ra bức xạ. Hình dáng ảnh bóng tạo bởi khuyết tật
hiện trên phim là kết quả của sự chồng chập các ảnh bóng tạo bởi những điểm này đã bị dịch
chuyển một chút so với điểm kế bên. Kết quả cuối cùng là ảnh bóng bị khuyếch tán xung quanh
các 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 vùng
không mong muốn trong chụp ảnh bức xạ.

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

172

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

Nguồn

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II
A

B

C

SFD

Khuyết tật

OFD

Phim
Vùng nửa tối (bóng mờ)

Z Y

X

Vùng bóng

Vùng nửa tối (bóng mờ)

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 :
XY ZO
ZO
=
=
(6.1)
AB CO CZ − ZO
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 :
F * OFD
F
P
OFD
=
=
hoặc P =
(6.2)
SFD − OFD (SFD − 1) / OFD
F SFD − OFD
Vì vùng nửa tối P là độ nhòe của ảnh bóng nên ta cần phải cố gắng làm giảm P càng nhỏ càng

tốt ; theo phương trình (6.2) ta thấy rằng P giảm khi :
(i)
F giảm.
(ii)
SFD tăng lên.
(iii)
OFD giảm xuống.
Do đó để giảm P hoặc để tăng độ nét của ảnh bóng thì :
(i)
(ii)
(iii)

Kích thước của nguồn (hoặc tiêu điểm phát chùm tia bức xạ) phải càng nhỏ càng tốt.
Khoảng cách từ nguồn đến phim phải càng lớn càng có tính khả thi.
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 kích
thước là 0,25mm. Đây là giá trị giới hạn trong quá trình kiểm tra nghiêm ngặt, do mắt người
không thể phát hiện được bất kỳ sự khác nhau về độ nét dưới giới hạn này. Đối với quá trình
kiểm tra bình thường thì vùng nửa tối (bóng mờ) có kích thước lên đến 0,5mm.

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

173

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Trong một máy phát tia X hoặc một nguồn phát bức xạ gamma thì kích thước của nguồn là cố
định. Trong việc tính toán kích thước vùng nửa tối, thì khoảng cách từ khuyết tật đến phim được
coi là khoảng cách giữa mặt trên của vật thể đến phim (nghĩa là khoảng cách từ bề mặt mẫu phía
nguồn bức xạ đến phim). Điều này đảm bảo rằng kích thước vùng nửa tối của bất kỳ khuyết tật
nào ngay cả khi khuyết tật nằm rất gần với bề mặt trên mẫu, vẫn nằm trong khoảng giới hạn chấp
nhận được. Phim thường được đặt ngay bên dưới mẫu vật và khoảng cách FOD trong trường hợp
này 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 được
vùng nửa tối nằm trong những giới hạn cho phép đối với bất kỳ khuyết tật nào hiện diện trong
mẫu vật có bề dày d.
Phương trình (6.2) có thể được viết lại:
Nên
Và

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

(6.3)

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 =

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

Bề dày của mẫu vật
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 khuyết
tật, loại phim được sử dụng, độ đen của hình ảnh nhận được. Nên ta không thể tính hoặc tìm ra độ
nhạy 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 có
nhiều 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 tật
của nó hoặc sự thay đổi bề dày trong mẫu vật được kiểm tra. Do đó, nó đo được chất lượng ảnh
chụp bức xạ. Độ nhạy được biểu diễn bằng số lượng về các biến đổi nhỏ nhất có thể phát hiện
trong 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 mẫu
vật, nó không có giá trị trong việc chụp ảnh bức xạ kiểm tra những chi tiết lắp ráp. Do trong loại
kiểm 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, thì
những chi tiết độc lập của bộ phận rắp ráp sẽ cung cấp một biểu hiện tin cậy về chất lượng ảnh
chụp bức xạ.
6.2.3. Vật chỉ thị chất lượng ảnh :

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

174

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

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

Xác định độ nhạy về mặt khả năng phát hiện được một dây bằng vật liệu giống như
vật liệu của mẫu kiểm tra, khi dây được đặt trên bề mặt mẫu cách xa phim. Đường kính của
dây 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 trên
mẫu vật, để xác định độ nhạy theo cách là các lỗ khoan nhỏ nhất có thể phát hiện được trên
ảnh chụp bức xạ.
Những dụng cụ này là những bộ dây có đường kính khác nhau hoặc những mẫu dạng bậc thang
được 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)
(ii)
(iii)
(iv)
(v)
(vi)

Nó phải nhạy về giá trị đọc được khi kỹ thuật chụp ảnh bức xạ thay đổi.
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.
Phải đa năng – nghĩa là có thể áp dụng được đối với một dải bề dày khác nhau.
Phải nhỏ – Hình ảnh của IQI sẽ xuất hiện trên ảnh chụp bức xạ và do đó nó phải

không che khuất hoặc làm sai lệch các chỉ thị khuyết tật trong mẫu vật.
Phải dễ sử dụng.
Phải kết hợp được với một số phương pháp xác định kích thước của nó.

6.2.5. Các dạng vật chỉ thị chất lượng ảnh :
Có hai loại chỉ thị chất lượng ảnh hay được sử dụng phổ biến trên thế giới. Một là xuất xứ từ
Pháp và một xuất xứ từ Đức và Scadinavia, Viện hàn quốc tế (I.I.W) đã kiến nghị những loại IQI
này là những mẫu IQI đạt tiêu chuẩn quốc tế.
Những mẫu IQI này đã được Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (ISO) chấp nhận và được ban hành
trong kiến nghị của ISO R1027 (1969) “Các vật chỉ thị chất lượng ảnh, những nguyên lý và nhận
dạng”
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 giống
với vật liệu của mẫu vật, với đường kính của các dây được chọn từ những giá trị cho trong bảng
6.1. 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 năng
hấp thụ bức xạ tia X thấp. Đối với những dây rất nhỏ thì người ta có thể căng nó ngang qua một
khung kim loại dạng dây và không cần tấm nhựa polyethylene, tuy cấu tạo này có vẻ hơi yếu. IQI
phải 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
1

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

Đường kính (mm)
0,032

Số của dây

12

175

Đường kính (mm)
0,400

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

0,040
0,050
0,063
0,080
0,100

0,125
0,160
0,200
0,250
0,320

13
14
15
16
17
18
19
20
21

0,500
0,630
0,80
1,00
1,25
1,60
2,00
2,50
3,20

6.2.5.2. IQI dạng bậc và dạng lỗ:
Các IQI loại này là một phần độc lập hoặc một nhóm các bậc thang bằng vật liệu giống như vật
kiểm tra. Trên mỗi bậc có một hoặc nhiều lỗ khoan xuyên qua bề dày của bậc và vuông góc với
bề mặt của bậc đó.

Đường kính của lỗ bằng với bề dày của bậc và có các giá trị như trong bảng 6.2. Những bậc có
các bề dày lớn hơn hoặc bằng 0,8mm thì chỉ có một lỗ khoan. Các bậc có bề dày nhỏ hơn 0,8mm
có hai hoặc nhiều hơn hai lỗ khoan, được sắp xếp một cách khác nhau từ bậc này với bậc kế tiếp.
Khoảng cách từ tâm lỗ đến mép bậc, hoặc giữa các mép của hai lỗ, trong bất cứ trường hợp nào
không được nhỏ hơn đường kính lỗ cộng thêm 1mm.
BẢNG 6.2. BỀ DÀY BẬC VÀ ĐƯỜNG KÍNH LỖ ĐƯỢC KIẾN NGHỊ :
Số thứ tự của bậc
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Đường kính và bề dày
của bậc (mm)
0,125
0,160
0,200
0,250
0,320
0,400
0,500
0,630
0,800

Số thứ tự của bậc

10
11
12
14
14
15
16
17
18

Đường kính và bề
dày của bậc (mm)
1,00
1,25
1,60
2,00
2,50
3,20
4,00
5,00
6,30

Dung sai kích thước : ± 5%.
Những vật chỉ thị chất lượng ảnh ở hai dạng trên, được dùng phổ biến trong chụp ảnh bức xạ
trong 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 ảnh
chụp 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 cách
nhau một khoảng 5mm, với đường kính được chọn theo bảng 6.1. Những vật chỉ thị chất lượng
ảnh này được chuẩn hoá thành một chuỗi model từ A đến E.
PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

176

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

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 những
dây 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 có
một lỗ khoan xuyên qua bề dày vuông góc với mặt trên. Bề dày bậc và đường kính của lỗ được
chọn 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
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Đường kính và bề dày
của bậc (mm)
0,125
0,160
0,200
0,250
0,320
0,400
0,500
0,630
0,800

Số thứ tự của bậc
10
11
12
14

14
15
16
17
18

Đường kính và bề
dày của bậc (mm)
1,00
1,25
1,60
2,00
2,50
3,20
4,00
5,00
6,30

Đối với các bậc từ 1 đến 8 phải khoan hai lỗ. Lỗ này cách lỗ kia và cách mép của bậc là 3mm.
Đối với các bậc từ 9 đến 18 thì chỉ có một lỗ khoan tại tâm của bậc.
Để thuận tiện, trên cùng một tấm IQI được gia công thành nhiều bậc hoặc để linh động thì các
tấm IQI rời được ép trong một vật liệu có độ hấp thụ bức xạ thấp. Những IQI dạng bậc đơn phải
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
ANH (BS)
Mẫu
A
B
C

Dạng bậc/lỗ
1 đến 6
7 đến 12
13 đến 18

(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 lớn
nhất, 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 :

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

177

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

IQI theo tiêu chuẩn Đức (DIN 54109) bao gồm một dãy 16 dây có các đường kính khác nhau
được 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)
0

Dung sai
3,20
2,50
± 0,03
2,00
1,60
1,25
± 0,02
1,00
0,80
0,63
0,50
0,40
± 0,01
0,32
0,25
0,20
0,16
0,125
0,100
± 0,005

Số của dây
1
2
3
4
5
6
7

8
9
10
11
12
13
14
15
16

IQI theo DIN được chuẩn hoá theo ba bộ. Mỗi bộ gồm 7 dây được đặt song song với nhau và
cách nhau 5mm. Các dây có chiều dài 50 hoặc 25mm (xem bảng 6.6). Trên đầu của nó được khắc
dấu chữ DIN 62 (62 nghĩa là năm đưa ra tiêu chuẩn) và vật liệu chế tạo (chẳng hạn như Fe) và ở
đáy được đánh dấu số của dây lớn nhất, ISO, và số dây mảnh nhất. Đánh dấu chữ ISO nghĩa là
những IQI này cũng được chấp nhận bởi tổ chức tiêu chuẩn quốc tế (ISO).
Bề dày của các chữ :
Các mẫu A và B ≈ 2
Mẫu C ≈ 4

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
BS 3971

5

9FE15

BS 3971

6

BS 3971

30

12

7

7FE11

5±1 5±1 5±1 5±1 5±1 5±1

≈4

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

178

75

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

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

50

DIN62FE

10ISO16
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
DIN FE 1/7
DIN FE 6/12
DIN FE 10/16
DIN CU 1/7
DIN CU 6/12
DIN CU 10/16
DIN AL 1/7
DIN AL 6/12
DIN AL 10/16

Số của dây theo bảng
6.5
1 2 3 4 5 6 7
6 7 8 9 10 11 12
10 11 12 13 14 15 16
1 2 3 4 5 6 7
6 7 8 9 10 11 12
10 11 12 13 14 15 16
1 2 3 4 5 6 7
6 7 8 9 10 11 12

10 11 12 13 14 15 16

Chiều dài
50
50 hoặc 25
50 hoặc 25
50
50
50 hoặc 25
50
50
50 hoặc 25

Loại dây
Sử dụng để
kiểm tra
Vật liệu
Thép : FE
Các sản phẩm
(Không hợp kim) sắt và thép
Đồng : Cu
Nhôm: Al

Đồng, Kẽm, và
hợp kim của
chúng
Nhôm và hợp
kim của nó

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 kim
loại 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. Khoảng
cách 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 mỗi
cạnh của tam giác có chiều dài bằng 14mm. Hình 6.6 trình bày các vật chỉ thị chất lượng ảnh theo
tiêu chuẩn của Pháp được thiết kế theo các dạng khác nhau.

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

179

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

e = 0.8

e = 0.63

e=1

e = 1.25

e = 0.5
e=1

e = 0.63

e = 0.5

e = 1.25
e = 0.8

e = 3.2

e=2

e = 1.25

e = 0.8

e = 0.5

e = 1.6

e = 0.32
e = 1.25

e=2
φ =5
e = 2.5

e = 1.6

e=1

e = 0.63

e = 0.63

e=1

e = 0.4

e = 0.8

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).
Ký hiệu
nhận
dạng
F 02

Sử dụng theo bề dày của
mối hàn
Loại thông
Loại đặc
thường
biệt
Đến 20

Đến 30

F 04

10 ∼ 40

15 ∼ 60

F 08

20 ∼ 80

30 ∼ 130

F 16

40 ∼ 160

60 ∼ 300

F 32

80 ∼ 320

130 ∼ 500

Độ chênh lệch về kích thước cho
phép

Đường kính của dây

0,10 0,125 0,16 0,20
0,25 0,32 0,40
0,20 0,25 0,32 0,40
0,50 0,64 0,80
0,40 0,50 0,64 0,80
1,00 1,25 1,60
0,80 1,00 1,25 1,60
2,00 2,50 3,20
1,60 2,00 2,50 3,20
4,00 5,00 6,40
Nhỏ hơn giá trị được quy
định trong JIS G3522 hoặc
± 5%

Khoảng cách
giữa tâm của
các dây
(D)
3

Chiều
dài của
dây
(L)
40

4

40

6

60

10

60

15

60

± 15%

±1

Dấu nhận
dạng

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.

L

F0
2

Hình 6.7. Dấu nhận dạng trên IQI theo tiêu chuẩn Nhật (JIS).
DD
PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

180

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

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 là
penetrameter. 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
Bề dày vật chỉ thị chất lượng ảnh nhỏ nhất
Đường kính nhỏ nhất đối với lỗ 1T
Đường kính nhỏ nhất đối với lỗ 2T
Đường kính nhỏ nhất đối với lỗ 4T

Đường kính 4T
Đường kính T
Đường kính 2T

0.005”
0.010”

0.020”
0.040”

1/2”
1/4”

Các lỗ phải chuẩn và vuông góc với bề mặt
của vật chỉ thị chất lượng ảnh
Không được nằm sát mép

1/4”
7/16”

1½”

3/4”

T

Xem ghi chú
về dung sai

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
Đường kính 4T
là được cho phép, để cho chúng không vượt quá

Đường kính T
bề dày cực đại được yêu cầu
Đường kính 2T

1”

Vị trí của các số
nhận dạng ở đây

3/8”

3/8”

T
Xem ghi chú
về dung sai

3/4”
1”

2 ¼”
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.

1.33T
2T
4T
T
0.83T
T

Việc thiết kế vật chỉ thị chất lượng ảnh có bề dày đến 0.180in. và lớn hơn
Xem ghi chú
tăng lên theo từng giá trị một là 0.020in.
về dung sai
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
PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

181

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

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), dạng
thiết kế này gồm một tấm bề dày đồng nhất có ba lỗ khoan và khắc các chữ số nhận dạng. Nếu
gọi bề dày của tấm là T thì đường kính của các lỗ tương ứng là T, 2T và 4T cùng với hai giới hạn
quan trọng : đó là đường kính lỗ nhỏ nhất là 0,010” (0,254mm) và 0,040” (1,016mm). Vật liệu
của 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 này
cũng được chấp nhận bởi ASME (Hiệp hội kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ: Quy phạm nồi hơi và bình áp
lực : 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 chất
lượng ảnh. Con số này chỉ bề dày của vật chỉ thị chất lượng ảnh bằng một phần ngàn inch. Bề dày

của 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 là
1/12in2 và mỗi bậc có các lỗ khoan nhỏ tạo thành dạng một ký hiệu hoặc số. BWRA đưa ra hai
loại kích thước cho vật chỉ thị chất lượng ảnh. Kích thước 1 được dùng cho những mẫu vật có bề
dày đến 5cm và kích thước 2 được sử dụng cho các mẫu vật có bề dày nằm trong khoảng từ 5cm
đến 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
5
6
8
10
12
15
17
20
25
30
35
40
50
60

70
80
PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

Đường kính của dây tương đương với lỗ tính theo inch
1T
2T
4T
……………
……………
0,006
……………
0,004
…………
0,0032
0,005
0,008
0,004
0,006
0,010
0,005
0,008
0,013
0,006
0,010
0,016
0,008
0,013
0,020
0,010

0,016
0,025
0,013
0,020
0,032
0,016
0,025
0,040
0,020
0,032
0,050
0,025
0,040
0,063
0,032
0,050
0,080
0,040
0,063
0,100
0,050
0,080
0,126
0,063
0,100
0,160
182

CHƯƠNG 6

TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

100
120
140
160
200
240
280

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

0,080
0,100
0,126
0,160
0,200
0,250
0,320

0,126
0,160
0,200
0,250
0,320
……………
……………

0,200

0,250
0,320
……………
……………
……………
……………

φ = 0.6mm
φ = 1.25mm
1.0

2 .0

0.73

1.5

0.5

1.23

0.25

1.0

0.13

Kích cở 1

Kích cở 2

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.

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

183

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Phần B và C của IQI dây đôi có hai loại kích thước được trình bày trong BS:3971:1980 đó là loại

IIIA (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 có
chiều dài 15mm có tiết diện là hình chữ nhật và được dùng cho các vật liệu bằng thép có bề dày
lớn hơn 90mm hoặc các vật liệu khác có bề dày tương đương. Những sợi dây này được chế tạo
bằng vật liệu có mật độ cao (hoặc là platinum hoặc là tungsten) và mỗi cặp dây trong loại IIIA
cách nhau bằng đúng một đường kính của nó. Khoảng cách giữa hai dải hoặc giữa các thành phần
trong loại IIIB bằng với bề rộng của hai thành phần trong cặp. Cả hai model được đặt trong một
tấm bọc cứng bằng plastic và mỗi vật chỉ thị chất lượng ảnh có một ký hiệu nhận dạng riêng bằng
chì.
Khi đặt vật chỉ thị chất lượng ảnh này lên bề mặt mẫu vật ở phía nguồn, thì các cặp dây có thể
nhìn thấy rõ bằng mắt khi soi phim và hình ảnh của cặp dây đầu tiên bị đè lên nhau, đó là cặp dây
đầu tiên mà ta không thể quan sát thấy sự tách biệt giữa hai dây với nhau, coi như đây là giá trị
chuẩn về độ nhòe hình học toàn phần của một ảnh chụp bức xa. Bảng 6.9 cho giá trị độ nhòe hình
học 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)
1
5,00
1,60
10
0,63
0,20
2
4,00
1,26

11
0,50
0,16
3
3,20
1,00
12
0,40
0,13*
4
2,50
0,80
13
0,32
0,10*
5
2,00
0,63
14
0,25
6
1,60
0,50
15
0,20
7
1,25
0,40
16
0,16

8
1,00
0,32
17
0,13
9
0,80
0,25
* Chỉ có B
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 :
Độ nhạy IQI (%) =

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

× 100%

(6.4)

Trong quá trình sử dụng công thức (6.4) để đánh giá độ nhạy của ảnh chụp bức xạ thì phải nêu ra
loại của vật chỉ thị chất lượng ảnh. Phần lớn những tiêu chuẩn cũng có nêu quy định để đánh giá
độ nhạy riêng của chúng. Những quy định riêng của từng tổ chức tiêu chuẩn được trình bày dưới
đây :
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 trên
công thức (6.4) có thể được sử dụng để tính toán giá trị độ nhạy cho mỗi vật chỉ thị chất lượng
ảnh.
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 ký
hiệu bởi chữ BZ (Chữ viết tắt của Đức).

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

184

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Có hai loại được cho trong bảng 6.10. Loại 1 được dùng cho những kỹ thuật chụp ảnh bức xạ yêu
cầu 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 với
hoặc lớn hơn 5% của bề dày vật liệu được kiểm tra. Chỉ số khả năng nhìn thấy N được cho bởi
công 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 thấy
được 4 lỗ (a = 4).
Đường kính của lỗ tương ứng với 5% bề dày của mẫu vật là :
17 × 5
= 0,85mm .

100
Đường kính của lỗ kế tiếp lớn hơn 1mm và đưa vào công thức tính toán là b = 2.
Chỉ số độ nhạy là : N = 4 – 2 = 2.
Chỉ số độ nhạy có thể cung cấp một thông tin liên quan đến độ nhạy của ảnh chụp bức xạ có thể
tra từ bảng 6.11.

7
6
5

Model 2

Số
các 4
dây hiện
trên ảnh 3
của IQI

``

Model 1

2
Model 5
21
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6

0.5

20

0.4

16

0.3

15

Số thứ tự của dây

Phần trăm (%) độ nhạy

Model 3

19
18
17

14
0.2
1

2

3

4

5 6 7 8 9 10 11 12
Số thứ tự của dây

13

0.1
1

5

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

10

15

20 25
185

50

75

100

150 200 mm
CHƯƠNG 6

TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Phương pháp sử dụng : Đọc số thứ tự của dây có thể nhìn thấy Bề dày mẫu
được trên ảnh chụp bức xạ , dựa vào bề dày mẫu

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

7
6 Model A

C

B

5
4
3
18
2

17

Số thứ tự của bậc/lỗ

Phần trăm (%) độ nhạy

Số các lỗ

nhìn thấy
trên ảnh
của IQI

16
15
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6

14
13
12

0.5

1

0.4

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11

Số thứ tự của bậc/lỗ

0.3
0.2

0.1
1
0.1

5
0.2

10

15
0.5

20 25
1.0

50
2

75

100
5

150 200 mm
10 in.

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)

Lớn hơn
0
6
8

Chất lượng ảnh loại I
Bề dày của Fe
Đến
6
8
10

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

186

BZ
16
15
14
CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

10
16
25
32
40
50
80
150

Lớn hơn
0
6
8
10
16

25
32
40
50
80
150
170
180
190

16
25
32
40
50
80
150
200

13
12
11
10
9
8
7
6

Chất lượng ảnh loại II
Bề dày của Fe

Đến
6
8
10
16
25
32
40
50
80
150
170
180
190
200

Bz
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2

1

BẢNG 6.11. CHỈ SỐ ĐỘ NHẠY THEO TIÊU CHUẨN CỦA PHÁP (NF A 04 – 304).
N = a-b
Độ nhạy tương đối
của ảnh chụp bức
xạ (%) của bề dày
kiểm tra.

6

5

1,25

1,6

Dương
4
3
2

2,5

Âm
2

1

0

1

2

3

4

5

6

3,2

4

5

6,3

8

10

12,2

16

20

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 của
quá trình kiểm tra là 2 – 1T, 2 – 2T và 2 – 4T có thể sử dụng trong quá trình thiết kế và áp dụng
vật 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 biểu
diển giá trị đường kính lỗ của IQI, được diễn đạt dưới dạng tích của bề dày IQI, mà lỗ đó phải
nhìn thấy được rõ ràng.

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

187

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

BẢNG 6.12. CÁC MỨC CHẤT LƯỢNG TRONG QUÁ TRÌNH KIỂM TRA THEO
ASTM E142/ASME – SE142.
Mức độ của quá trình
kiểm tra
2 – 1T
2 – 2T
2 – 4T

Bề dày của vật chỉ thị
chất lượng ảnh

(2%) bề dày của mẫu
vật.

Đường kính lỗ nhỏ
nhất có thể nhìn thấy
được
1T
2T
4T

Độ nhạy tương đương
của vật chỉ thị chất
lượng ảnh (%)
1,4
2,0
2,8

(a) Mức chất lượng cho quá trình kiểm tra thông thường.
Mức độ của quá trình
kiểm tra

Bề dày của vật chỉ thị
chất lượng ảnh

1 – 1T
1 – 2T
4 – 2T

1/100 (1%) bề dày
của mẫu vật.

1/25 (4%) bề dày của
mẫu vật

Đường kính lỗ nhỏ
nhất có thể nhìn thấy
được
1T
2T
2T

Độ nhạy tương đương
của vật chỉ thị chất
lượng ảnh (%)
0,7
1
4

(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 sử
dụng 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 của
mẫu vật mà ta không thể đặt IQI trên bề mặt của mẫu vật ở phía nguồn, thì tốt nhất là không
dùng một IQI nào, nhưng nếu cần thiết, kỹ thuật chụp ảnh bức xạ phải được kiểm tra trên
một 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 IQI
bậc/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 đặt
lên trên một miếng lót và sau đó được đặt gần và song song với mối hàn; còn IQI dạng dây
phải 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 thì
phải 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 và
đặt cạnh mẫu vật.

(vi)

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

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

188

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

thị chất lượng ảnh, một để chỉ độ nhạy ở vùng có độ đen lớn hơn và một là chỉ ra độ nhạy ở
vùng có độ đen thấp hơn trên ảnh chụp bức xạ
(vii)

Đối với quá trình chụp ảnh bức xạ sử dụng kỹ thuật chiếu toàn phương thì ít nhất tại
mỗi cung bán kính 1/4 chu vi phải sử dụng một IQI.

6.2.8. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ nhạy của ảnh chụp bức xạ:
Độ nhạy hoặc chất lượng của ảnh chụp bức xạ phụ thuộc vào độ tương phản và độ xác định của
nó.
6.2.8.1. Độ tương phản của ảnh chụp bức xa:
Độ tương phản của ảnh chụp bức xạ được định nghĩa là sự khác nhau về độ đen của hai vùng
được chọn trên ảnh chụp bức xạ. Sự khác nhau này càng lớn, thì ảnh chụp bức xạ có độ tương
phản lớn, hình 6.13.
Độ tương phản của ảnh chụp bức xạ bao gồm hai yếu tố : đó là độ tương phản vật và độ tương
phản phim.
Độ tương phản vật là độ chênh lệch giữa những cường độ bức xạ truyền qua mẫu vật tương tác
lên phim (hình 6.14). Những thay đổi này là do lượng bức xạ bị hấp thụ trong mẫu vật khác nhau.
Độ tương phản phim là khả năng tương tác của lớp nhũ tương của phim đối với cường độ bức xạ
đến, và là đặc tính của một phim cho trước.
6.2.8.2. Độ xác định của ảnh chụp bức xạ :

Độ đen

Độ đen

Độ xác định của ảnh chụp bức xạ là một thuật ngữ được sử dụng để chỉ những độ đen khác nhau
và độ nét của những chi tiết rất nhỏ nằm trong ảnh chụp hoặc theo cách nói khác thì độ xác định
của ảnh chụp bức xạ là sự mô tả độ sắc nét của hình ảnh, hình 6.15.

Mẫu vật

Vị trí

Vị trí

Hình 6.13. Minh họa độ tương phản của ảnh chụp bức xạ.
I0

I0

I

I

1
Hình 6.14.2 Minh họa độ tương
phản vật

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

189

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Độ xác định của ảnh chụp bức xạ phụ thuộc vào:
(i)
(ii)
(iii)

Độ nhòe hình học.
Độ nhòe nguyên thuỷ.
Độ hạt.

Những yếu tố gây ảnh hưởng đến độ tương phản của ảnh chụp bức xạ và độ xác định của ảnh
chụp bức xạ được liệt kê trong bảng 6.13 và được trình bày tiếp theo sau :
(a)

Năng lượng bức xạ :

Đối với một mẫu vật cho trước thì độ tương phản của vật giảm khi năng lượng bức xạ tăng do hệ
số hấp thụ tuyến tính của vật liệu giảm xuống.
Năng lượng bức xạ tăng lên cũng làm tăng độ nhòe nguyên thuỷ bởi quá trình làm tăng năng
lượng của các electron thứ cấp.

(c)

(a)

Độ đen

Độ hạt cũng tăng lên khi năng lượng bức xạ tăng lên. Tất cả những yếu tố trên sẽ làm giảm độ
nhạy của ảnh chụp bức xạ.

X2
Vị trí

Độ đen

Mẫu vật

(b)

X1
Vị trí

Hình 6.15. Minh hoạ độ xác định của ảnh chụp bức xạ.
BẢNG 6.13. NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ NHẠY CỦA ẢNH CHỤP BỨC XẠ
Độ nhạy của ảnh chụp bức xạ /Chất lượng của ảnh chụp bức xạ
Độ tương phản của ảnh chụp bức xa
Độ xác định của ảnh chụp bức xạ
Độ tướng phản
Độ tương phản
Độ nhòe hình học
Độ nhòe
Độ hạt
vật

phim
nguyên thuỷ
1.
Năng
1. Loại phim.
1. Khoảng cách từ 1.
Năng 1. Loại phim.
lượng bức xạ.
nguồn đến phim lượng bức 2. Năng lượng
2.
Bức xạ tán 2. Độ đen.
(SFD).
xạ.
bức xạ.
xạ.
2. Khoảng cách từ
3. Quá trình
3.
Mẫu vật.
3. Quá trình hiện.
mẫu vật đến phim
hiện.
4.
Màn chì
(OFD).
4. Màn tăng
tăng cường.
4. Độ mờ.
3. Kích thước tiêu
cường.

5.
Che chắn.
điểm phát bức xạ.
6.
Bộ lọc.
4. Sự rung lắc.
7.
Máy phát
bức xạ tia X.

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

190

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

(b)

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Loại phim :

Các loại phim khác nhau thì có độ tương phản và các đặc trưng về độ hạt khác nhau. Nhìn chung,
phim có kích thước hạt lớn sẽ cho độ tương phản thấp , do đó cho độ nhạy thấp hơn.
(c)

Quá trình hiện :

Trong một dung dịch thuốc hiện có nồng độ và nhiệt độ biết trước, nếu tăng thời gian làm hiện
lên sẽ làm tăng độ hạt, độ tương phản và độ mờ của ảnh chụp bức xạ, vì vậy làm cho chất lượng
ảnh giảm đi.
(d)

Độ đen :

Đối với những loại phim trực tiếp không dùng màn tăng cường, độ đen của ảnh chụp bức xạ càng
tăng thì độ tương phản của ảnh chụp bức xạ cũng tăng. Điều này là do độ tương phản nguyên
thuỷ của phim tăng lên khi độ đen tăng.
(e)

Mẫu kiểm tra:

Năng lượng bức xạ cần thiết để tạo ra một ảnh chụp bức xạ của một mẫu vật nào đó phụ thuộc
vào bề dày, mật độ và nguyên tử số của vật liệu tạo nên mẫu vật. Một mẫu vật cấu tạo bằng một
vật liệu có mật độ cao, nguyên tử số cao hoặc bề dày lớn thì phải sử dụng năng lượng bức xạ cao
hơn.
Cả độ tương phản và độ xác định trong trường hợp này đều kém.
Ngoài ra lượng bức xạ tán xạ cũng phụ thuộc vào mẫu vật. Những mẫu vật mà gây ra nhiều bức
xạ tán xạ sẽ cho độ nhạy ảnh chụp bức xạ thấp.
(f)

Bức xạ tán xạ :

Bức xạ tán xạ tăng lên sẽ làm tăng độ mờ của ảnh chụp bức xạ vì vậy sẽ làm giảm độ tương phản
và độ nhạy của ảnh chụp bức xạ.
(g)

Màn tăng cường :

Các màn tăng cường bằng chì có chức năng làm giảm sự tán xạ do đó nó cải thiện được độ nhạy
còn việc sử dụng các màn tăng cường bằng muối sẽ làm tăng độ hạt do đó nó sẽ làm giảm chất
lượng của ảnh chụp bức xạ trên phim.
(h)

Các bộ lọc :

Tác dụng của các bộ lọc được đặt giữa nguồn phóng xạ và phim nhằm làm giảm tỷ lệ bức xạ
mềm trong chùm tia vì vậy chúng làm cứng chùm bức xạ và cũng làm cho độ tương phản giảm
xuống, do đó làm giảm độ nhạy của ảnh chụp bức xạ.
Trong một vài trường hợp, bộ lọc có thể làm giảm được bức xạ tán xạ để cải thiện chất lượng của
ảnh chụp bức xạ. Tác dụng này được dùng phổ biến trong quá trình chụp ảnh bức xạ các mẫu vật
phức tạp.
(i)

Độ mờ :

Độ mờ của một phim tăng lên sẽ làm giảm độ nhạy của ảnh chụp bức xạ, do đó độ tương phản
của ảnh chụp bức xạ bị giảm xuống.
(j)

Khoảng cách từ nguồn đến phim (SFD) :

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

191

CHƯƠNG 6

TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Khi SFD tăng lên hoặc giảm xuống thì sẽ làm giảm hoặc tăng độ nhòe hình học, vì thế sẽ làm
tăng hoặc giảm độ nhạy của ảnh chụp bức xạ.
(k)

Khoảng cách từ mẫu vật đến phim (OFD) :

OFD tăng hoặc giảm độ nhòe hình học vì vậy làm giảm hoặc tăng độ nhạy của ảnh chụp bức xạ.
(l)

Kích thước nguồn hay tiêu điểm phát bức xạ :

Khi kích thước nguồn hay tiêu điểm phát bức xạ tăng lên thì sẽ làm tăng độ nhòe hình học, do thế
nó sẽ làm giảm độ nhạy của ảnh chụp bức xạ.
(m)

Sự rung động của nguồn, mẫu vật hoặc phim :

Nếu mẫu vật, nguồn phóng xạ và phim bị rung động một cách tương đối với nhau thì sẽ gây ra
các hình ảnh bị chồng chập lên nhau, và như thế sẽ làm giảm độ xác định của ảnh chụp bức xạ
dẫn đến độ nhạy của ảnh chụp bức xạ cũng bị giảm xuống.
(n)

Máy phát bức xạ tia X :

Trong cùng một điều kiện chiếu chụp, hai máy phát bức xạ tia X có cùng một công suất có thể
phát ra bức xạ không giống nhau, vì thế tạo ra các ảnh chụp bức xạ có chất lượng khác nhau.
(o)

Quá trình che chắn :

Việc che chắn sẽ làm cải thiện được chất lượng ảnh chụp bức xạ do làm giảm bức xạ tán xạ.
6.3. SỰ TÁC ĐỘNG CỦA BỨC XẠ , TÁN XẠ LÊN CHẤT LƯỢNG ẢNH CHỤP BỨC XẠ.
6.3.1. Nguồn gốc và sự tác động của bức xạ tán xạ:
Một khi một chùm tia bức xạ tương tác với một số đối tượng vật chất nào đó thì nó sẽ sinh ra bức
xạ tán xạ. Quá trình tán xạ phát ra theo mọi hướng. Một ảnh chụp bức xạ lý tưởng phải hiển thị
được những chi tiết nhỏ nhất của mẫu vật. Hiện nay trong một quy trình điển hình để tạo ra một
ảnh chụp bức xạ, các bức xạ tán xạ có thể sinh ra từ chính bản thân mẫu vật, cassette đựng phim,
sàn, tường và bất kỳ các vật thể nào nằm trong đường truyền của chùm bức xạ. Bức xạ tán xạ sẽ
làm cho độ mờ tăng lên và gây ra sự suy giảm độ tương phản do đó làm cho ảnh chụp bức xạ có
chất lượng kém.
Sự tán xạ trong một trường hợp nào đó có thể lớn hơn một vài lần cường độ bức xạ tán xạ của
chùm bức xạ sơ cấp đi đến phim. Ví dụ, trong chụp ảnh bức xạ tia X một mẫu vật bằng nhôm
dày 5cm, thì cường độ bức xạ tán xạ có thể bằng 2,5 lần cường độ bức xạ sơ cấp đi đến phim.
Quá trình tán xạ hiếm khi gây ra rắc rối khi thực hiện chụp ảnh bức xạ với điện thế thấp (khoảng
40 đến 100kV) và với mẫu vật được cấu tạo bằng những vật liệt có mật độ thấp. Tuy nhiên, khi
thực hiện kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ có điện thế nằm trong khoảng từ 100 đến 200kV và các
mẫu vật bằng kim loại nặng (có mật độ cao), thì quá trình tán xạ có thể gây ảnh hưởng nghiêm
trọng. Nếu vẫn duy trì khả năng xuyên sâu của bức xạ tia X và bức xạ tia gamma (ngoại trừ
những bức xạ gamma có năng lượng rất thấp), thì sự tác động của bức xạ tán xạ lên ảnh chụp bức
xạ trở nên không đáng kể. Điều này là do bức xạ tán xạ phần lớn hướng tới trước tại những mức
năng lượng cao và do đó nó có khuynh hướng tạo ảnh hơn là làm xấu ảnh đó đi. Ngoài ra, lượng
bức xạ tán xạ sinh ra cũng phụ thuộc vào hình dạng của mẫu vật.

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

192

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II
Nguồn phát bức xạ

Mẫu vật
Phim và cassette
Bục gỗ

Sàn bê tông

Hình 6.16. Sơ đồ mô tả những nguồn gốc sinh ra bức xạ tán xạ trong khi thực hiện chụp ảnh bức
xạ một mẫu vật
6.3.2. Các biện pháp khắc phục:
Như đã trình bày ở trên, thực sự cần phải thực hiện một số biện pháp hiệu chỉnh cần thiết để giảm
thiểu các tác động xấu của bức xạ tán xạ. Các lưu ý dưới đây rất cần thiết để đạt được mục đích
trên :
(i)

Để làm giảm bức xạ tán xạ phát sinh ra từ sàn nhà thì nên sử dụng một tấm chì
đặt ở sau phim và mẫu vật.

(ii)

Chùm bức xạ phải được giới hạn bằng cách sử dụng một màn chuẩn trực hoặc
bộ chuẩn trực đặt ngay trên mẫu vật hoặc trên phần cần che chắn. Đối với cách bố trí này thì
vùng được chiếu xạ sẽ bị thu hẹp lại, do đó làm giảm được bức xạ tán xạ, hình 6.17.
Nguồn phát bức xạ

Màn chắn chuẩn trực

Mẫu vật
Phim và cassette

Sàn nhà

Hình 6.17. Sơ đồ biểu diễn chi tiết cách sử dụng màn chắn chuẩn trực.

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

193

CHƯƠNG 6


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

(iii)

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Mẫu vật và vùng không quan tâm ở trên phim phải được che chắn thích hợp để
chỉ chừa ra những vùng cần quan tâm. Việc che chắn có thể được thực hiện theo các bước
sau :

(a)
(b)

Đối với mẫu vật có hình dạng đồng đều thì việc che chắn có thể được
thực hiện bằng cách sử dụng các tấm chì.
Việc che chắn có thể bằng cách trát một lớp hồ hoặc một lớp đất sét dày
đặc xung quanh mẫu vật. Để tạo ra một loại hồ điển như vậy thì làm như sau : trộn
100gm chất lỏng paraffin vào 170gm dầu máy nhẹ, nung nóng lên và sau đó thêm
vào 120gm chất sáp của Nhật và 200gm đất sét trắng và khuấy đều với nhau cùng
trộn với 1kg barium sulphate. Mức độ che chắn của loại hồ này đối với bức xạ tia X
gần bằng với thép.
Để tạo ra đất sét thì phải trộn 1kg bột chì với 250gm chất dẻo plasticine và thêm vào
30gm lanolin (mỡ bò), trong khi trộn phải tránh không để cho đất sét bị khô. Lượng
bột chì có thể thay đổi để tạo ra các loại đất sét có độ che chắn bức xạ khác nhau.

(c)

Việc che chắn cũng có thể được thực hiện bằng các loại bi chì, đồng, sắt
có đường kính khoảng 0,25mm. Những loại bi này đặc biệt có lợi cho quá trình chụp
ảnh bức xạ kiểm tra các vật đúc có hình dạng không đồng đều.

(d)

Những chất lỏng, chẳng hạn như các dung dịch muối chì, các chất dẫn
xuất hữu cơ halogen, carbon tetrachloride.v.v… cũng được dùng như là một chất che
chắn trong những trường hợp nhất định.

(iv)

Các màn tăng cường bằng chì được sử dụng đặt tiếp xúc trực tiếp với phim,

đặc biệt khi kiểm tra trong dải điện thế trung bình nhằm làm giảm tác động của bức xạ tán
xạ. Màn tăng cường bằng chì đặt ở phía trước phim sẽ hấp thụ bức xạ tán xạ phát ra từ mẫu
vật còn màn tăng cường bằng chì đặt ở phía sau phim sẽ che chắn chống tán xạ ngược.

(v)

Việc sử dụng các bộ lọc bằng chì hoặc đồng đặt trên đường truyền của chùm
bức xạ tia X sẽ giúp làm giảm được bức xạ tán xạ bằng cách lọc đi một lượng tương đối lớn
những bức xạ mềm từ phổ phát xạ tia X. Tuy nhiên, việc làm này sẽ làm giảm đi độ tương
phản do tác dụng làm cứng chùm tia bức xạ của bộ lọc.

Khi chụp ảnh bức xạ kiểm tra vật liệu nhôm, thì sử dụng một bộ lọc bằng đồng là 0,04 bề dày lớn
nhất của mẫu là đủ, còn trong trường hợp kiểm tra thép có thể sử dụng một bộ lọc đồng bằng 0,2
và một bộ lọc chì bằng 0,03 bề dày lớn nhất của mẫu vật thì cho tác dụng lọc tốt
6.4. LIỀU CHIẾU DÙNG TRONG CHỤP ẢNH BỨC XẠ.
Liều chiếu dùng trong chụp ảnh bức xạ được định nghĩa là bằng tích của cường độ nguồn phóng
xạ với thời gian chiếu lên phim. Trong trường hợp sử dụng bức xạ tia X ta có :
Liều chiếu = Cường độ dòng điện trong ống tia X (mA) × thời gian (giây).
[miliampere – giây]
(Cường độ dòng điện trong ống tia X là năng suất phát bức xạ tia X nghĩa là
lượng bức xạ phát ra từ bia)
Và đối với bức xạ gamma :
Liều chiếu = Cường độ của nguồn (Ci) × thời gian (giờ)

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

194

CHƯƠNG 6

TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

[Curie – giờ]
(Cường độ của nguồn tính theo đơn vị curie là lượng bức xạ phát ra từ nguồn
phóng xạ)
6.5. NHỮNG PHƯƠNG PHÁP DÙNG ĐỂ XÁC ĐỊNH LIỀU CHIẾU.
Để xác định đúng liều chiếu (chế độ chiếu chụp) trong chụp ảnh bức xạ cho một vật thể được biết
trước là rất cần thiết nhằm để có được những kết quả tốt nhất. Tiết kiệm được sức lao động, thời
gian và tiết kiệm chi phí vật tư : phim, thuốc rửa ảnh vv...
Những phương pháp sau đây có thể được sử dụng để xác định đúng liều chiếu (chế độ chiếu
chụp).
6.5.1. Đối chứng với những số liệu trước đó :
Đôi khi quá trình ghi chép số liệu về những chế độ chiếu chụp trước đó giúp ích cho ta rất nhiều
trong việc xác định chế độ chiếu chụp hiện tại cho một mẫu vật mới. Nếu một mẫu vật mới
giống như mẫu vật cũ đã thực hiện kiểm tra trước đó thì chế độ chiếu chụp dùng cho mẫu vật mới
cũng như cũ. Do đó nhân viên chụp ảnh bức xạ cần phải có một cuốn nhật ký để ghi lại tất cả
những số liệu liên quan đã thực hiện trước đó.
6.5.2. Sử dụng đường cong đặc trưng :
Đường cong đặc trưng của phim có thể được sử dụng để xác định đúng liều chiếu (chế độ chiếu
chụp), đặc biệt đối với những mẫu vật được chế tạo từ các vật liệu hỗn hợp, khi biểu đồ chế độ
chiếu chụp thường không thể dùng được. Thực hiện một thí nghiệm chiếu chụp (được đánh giá từ
mật độ và bề dày của mẫu vật) và sau đó đo độ đen đạt được. Liều chiếu thử này sau đó được
hiệu chỉnh kết hợp với đường cong đặc trưng của phim để cho ra độ đen chuẩn là 2,0. Phương
pháp này có thể được diễn giải như sau :
Gọi liều chiếu thử nghiệm là Et cho ra một độ đen tương ứng là Dt , độ đen chuẩn cần đạt được là
Dr. Những liều chiếu tương đối tương ứng với những độ đen này có thể đọc được từ đường cong
đặc trưng của phim (hình 6.18). Gọi Ect là liều chiếu tương ứng với độ đen Dt và Ecr tương ứng

với độ đen Dr khi đọc trên đường cong đặc trưng. Thì liều chiếu đúng là E, để đạt được độ đen
cần thiết , sẽ được cho bởi công thức:

E/Et = Ecr/Ect
Ví dụ :
Giả sử phim được sử dụng có đường cong đặc trưng như biểu diễn trong hình 6.18. Liều chiếu
thử nghiệm (Et) được cho bằng 15mA – phút, cho được độ đen là 1.4. Ta cần phải tính toán liều
chiếu đúng để cho ra độ đen là 2.0. Từ đường cong này ta thấy rằng
Liều chiếu tương đối tương ứng với độ đen thử nghiệm 1.4 là:
Ect = 150
Liều chiếu tương đối tương ứng với độ đen 2.0 là:
Ecr = 220
Liều chiếu đúng cần thiết để cho độ đen 2.0 là :
E=

220 × 15mA − phuùt
= 22mA − phuùt
150

PHÒNG THÍ NGHIÊM NDT

195

CHƯƠNG 6