thí nghiệm Phương pháp chụp ảnh phóng xạ NDT2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

VIỆN KỸ THUẬT HẠT NHÂN & VẬT LÝ MÔI TRƯỜNG

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHẦN CÁC BÀI THÍ NGHIỆM NDT NÂNG CAO
Thuộc học phần: KỸ THUẬT KIỂN TRA KHÔNG PHÁ MẪU – NE4203
-

Mã lớp: ……..

-

Thời gian thí nghiệm: 3h/bài

-

Hình thức kiểm tra: Viết báo cáo kết quả

-

Tổng số bài thí nghiệm: 3 bài.

BÀI 4 : KỸ THUẬT CHỤP ẢNH BỨC XẠ TRÊN MỐI HÀN ỐNG
I.

Mục đích thí nghiệm
Sinh viên nắm bắt và thực hiện thành thục quy trình chụp ảnh bức đối với các

mối hàn ống xạ trong công nghiệp.
II.

Thiết bị thí nghiệm

-

Máy phát X-ray đã khởi động sẵn sàng.

-

Film 10 x 20mm (Fuji hoặc Kodak)

-

Liều kế cá nhân

-

Thước mét.

-

Chỉ thị chất lượng ảnh (IQI).

-

Mẫu mối hàn ống trụ bằng thép.

-

Bộ đột chữ và số.

-

Tấm chì mỏng.

III. Tóm tắt lý thuyết
Trong phép chụp ảnh bằng ánh sáng, các tia sáng phản xạ từ vật chụp, đi
qua một hệ thống thấu kính trong máy ảnh để tạo nên một ảnh thực trên phim.
Trong phép chụp ảnh bức xạ tia bức xạ từ nguồn bức xạ, đi qua vật chụp để
lại hình ảnh của vật chụp trên phim vốn được đặt ngay sau vật chụp.
1


Nguyên lý chụp ảnh bức xạ: 1- Nguồn bức xạ; 2- Tia bức xạ; 3- Vật chụp;
4- Khuyết tật; 5- Phim.
Sự khác nhau chủ yếu giữa phép chụp ảnh bằng ánh sáng và phép chụp
ảnh bằng bức xạ là khâu xử lý phim. Sau khi chụp, phim được đưa vào phòng tối
để xử lý: hiện ảnh và hãm ảnh. Tuy nhiên, trong phép chụp ảnh bức xạ người ta
không cần in ảnh lên giấy ảnh; khi cần khảo sát, chỉ cần soi phim trên màn soi
hoặc dùng các máy chiếu để khuếch đại ảnh.
-

Đối với mỗi loại đường kính ống khác nhau, đòi hỏi chúng ta áp dụng các kỹ
thuật khác nhau để chụp được mối hàn trên mẫu.

-

Với mối hàn có đường kính đủ lớn ta có thể gá phim áp sát vào mặt trong của
ống và áp dụng kỹ thuật 1 thành 1 ảnh như mối hàn phẳng (hình 1b)

-

Đối với mẫu ống có đường kính nhỏ hơn nhưng đường kính ngoài > 90mm ta
áp dụng kỹ thuật 2 thành 1 ảnh, phim đặt phía ngoài ống (hình 1c).

2


Hình 1. Chụp ảnh các mối hàn nối (S- nguồn, F- phim): a) Hàn nối các tấm
phẳng; b) Hàn nối đường ống (phim đặt ở trong ống); c) Hàn nối đường ống
(phim đặt ở ngoài ống).
-

Đối với các mẫu nhỏ có đường kính ngoài < 90mm, chúng ta áp dụng kỹ thuật
2 thành 2 ảnh cho phép chụp cả 2 thành đối diện nhau trên mẫu (hình 2b).

Hình 2. Phim và nguồn đều đặt ở ngoài ống: a) Phương pháp 2 tường 1
ảnh; b) phương pháp 2 tương 2 ảnh
-

Đối với mỗi phương pháp chúng ta có cách xác định bề dày mẫu khác nhau
phụ thuộc vào bố trí hình học thực tế của mẫu và phim.
* Các đặc trưng của nguồn bức xạ:
Các đặc trưng chung
- Cường độ bức xạ: Cường độ bức xạ là số photon trong một đơn vị thời
gian đập vào một đơn vị diện tích nằm vuông góc với chùm hạt. Đơn vị đo của
cường độ bức xạ là photon/cm2.s.

- Hệ số hấp thụ tuyến tính: Hệ số hấp thụ tuyến tính  chỉ khả năng hấp thụ
của vật chất với bức xạ có năng lượng xác định khi xuyên qua nó. Nó được xác
định bằng công thức:



ln I o  ln I
,
d

(1)

trong đó Io và I tương ứng với cường độ bức xạ trước và sau khi đi qua lớp
vật chất có bề dày là d.
3


- Bề dày nửa giá trị (HVT - Half Value Thickness) và bề dày 1 phần 10 giá
trị (TVT - Tenth Value Thickness).: HVT và TVT là bề dày của một lớp vật liệu
nào đó làm suy giảm cường độ bức xạ xuống tương ứng còn một nửa và 1/10 giá
trị. Chúng có mối liên hệ với hệ số hấp thụ tuyến tính như sau:
HVT = 0,693/
TVT = 2,303/
HVT không phải là một hằng số đối với một chùm bức xạ.
- Bề dày chụp tối đa: Người ta quy định bề dày chụp tối đa có thể chụp
được, dmax bằng 4 lần giá trị HTV:
dmax = 4HVT
- Cường độ bức xạ tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách: Cường độ
bức xạ tại một điểm nào đó phụ thuộc vào khoảng cách từ điểm đó tới nguồn và
tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách đó. Ví dụ tại điểm 1 cách nguồn là r 1

mét cường độ bức xạ đo được là I1; tại điểm 2 cách nguồn là r2 mét cường độ
bức xạ đo được là I2, thì ta có:

I1 r22

I 2 r12

(5)

Các đặc trưng của nguồn phóng xạ gamma
Một nguồn phóng xạ gamma thường gồm một lõi chất phóng xạ được đặt
trong buồng kín bằng chì hoặc uranium và bộ phận điều khiển để đưa nguồn vào
vị trí chiếu. Hình 3. Giới thiệu sơ đồ của gamma và chụp ảnh

4


Hình 3. Sơ đồ của nguồn gamma chụp ảnh: 1- Buồng bảo vệ; 2- lõi nguồn;
3- Bộ phận điều khiển nguồn ra vào.
- Hoạt độ phóng xạ: Mỗi nguồn phóng xạ được đặc trưng bằng hoạt độ
phóng xạ. Đại lượng này cho ta khái niệm khả năng phát xạ mạnh hay yếu. Hoạt
độ phóng xạ được đo bằng số lần phân rã của đồng vị phóng xạ diễn ra trong
một đơn vị thời gian. Đơn vị đo hoạt độ phóng xạ là Becquerel (Bq) hoặc Curie
(Ci).
1Bq = 1 phân rã/s
1Ci = 3,7 x 1010 Bq
- Hằng số phân rã  và chu kỳ bãn rã T1/2: Các chất phóng xạ phân rã theo
định luật hàm mũ:
N(t) = Noe-t
Trong đó No và N(t) tương ứng là số hạt nhân chất phóng xạ tại thời điểm to

và t;  là hằng số phân rã; nó có giá trị không đổi với một chất đồng vị phóng
xạ.
Chu kỳ bán rã T1/2 của một đồng vị phóng xạ được xác định bằng công
thức:
T1/2 = 0,693/
T1/2 là khoảng thời gian trong đó hoạt độ phóng xạ của đồng vị phóng xạ
giảm đi một nửa.
- Năng lượng bức xạ: Mỗi nguồn phóng xạ gamma dùng trong phép chụp
ảnh phát ra các tia gamma mang năng lượng nhất định. Bảng dưới đây giới thiệu
đặc trưng của một số nguồn gamma thường dùng trong chụp ảnh công nghiệp:

5


Đồng vị

T1/2

Năng lượng, MeV

HVT đối với chì, mm

137

Cs

30 năm

0,66

60

Co

5,3 năm

1,17 ;

1,33

13

Ir

74 ngày

0,13 ;

0,9

2,8

Yb

31 ngày

0,06 ;

0,31

0,88

Tm

127 ngày

0,052 ;

0,084

-

192

169

170

8,4

Đặc trưng của một số nguồn gamma
Các đặc trưng của máy phát tia X
Thông thường sơ đồ nguyên lý của một máy phát phát tia X gồm một đèn
phát tia X, một biến thế điều áp cao và một bảng điều khiển (Hình 3). Đèn phát
tia X có cấu tạo từ catot, nơi phát ra điện tử và anot, nơi phát ra tia X.

Hình 4. Sơ đồ của máy phát tia X: 1- Đèn phát tia X; 2- Biến thế điện áp
cao; 3- Bảng điều khiển; 4- Anot; 5- Catot.
- Dòng đốt: Catot hay còn gọi là filamăng là một dây đốt phát ra điện tử.
Dòng đốt một chiều được nối với filamăng có điện áp từ 1 tới 5A. Dòng điện tử

giữa catot và anot thường nhỏ hơn, có giá trị cỡ miliampe (mA) và có thể đo
trực tiếp trên bảng điều khiển. Cường độ phát tia X phụ thuộc vào dòng đốt và
dòng điện tử.

6


- Điện áp gia tốc: Để gia tốc điện tử tới một năng lượng nhất định trước khi
đập vào catot, người ta đặt một điện áp cao cỡ từ vài chục tới vài trăm kilovolt
giữa anot và catot. Điện áp này do biến thế điện áp cao cung cấp. Năng lượng
cực đại của tia X bằng năng lượng của electron gia tốc. Khi điện tử đập vào
anot, làm anot nóng lên, người ta dùng nước hoặc không khí làm nguội bia. Hiệu
suất làm nguội bia càng lớn thì tuổi thọ của bia càng cao. Thông thường một đèn
phát tia X có tuổi thọ từ vài trăm tới vài nghìn giờ.
- Công suất lối ra của thiết bị được coi là liều chiếu của thiết bị được tính
bằng R/min tại khoảng cách một mét cách đầu phát.
IV. Trình tự thí nghiệm
- Kiểm tra bằng mắt thường các dị vật trên mối hàn cần loại bỏ và làm sạch.
- Đo chính xác chiều dầy tôn cơ bản và độ nhô mối hàn về 2 phía cần chụp
bằng thước milimet. Áp dụng công thức để xác định chiều dầy hiều dụng hấp
thụ trên mẫu cần chụp
- Căn cứ vào giản đồ chiếu xác định liều chiếu phù hợp với chiều dầy mối hàn.
- Quyết định hướng phát tia.
- Bố trí phim (chú ý đặt làm sao cho chuẩn, đúng vị trí,… làm sao khi chụp
phim có độ đen đều đặn để đánh giá khuyết tật chính xác nhất).
- Đặt số và IQI (thường được dán trên một tấm bìa nhựa ).
- Gá máy: Bố trí đưa chùm tia X vào vị trí chụp thật cân đối để thu được hình
ảnh phim đạt yêu cầu.
- Thực hiện các biện pháp an toàn.
- Chọn các thông số kỹ thuật.

- Vận hành máy (cho máy hoạt động).
V. Câu hỏi kiểm tra
1. Tại sao phải quan sát bề mặt mẫu và làm sạch trước khi chụp ?
7


2. Tại sao lại phân loại kỹ thuật chụp theo đường kính của ống ?
3. Trong 3 kỹ thuật chụp trên ống trụ , kỹ thuật nào cho kết quả chính xác và
tin cậy nhất ?

BÀI 5 : KỸ THUẬT CHỤP ẢNH BỨC XẠ TRÊN MỐI HÀN CHỮ T
I.

Mục đích thí nghiệm
Sinh viên nắm bắt và thực hiện thành thục quy trình chụp ảnh bức xạ đối với
các mối hàn chữ T trong công nghiệp.

II.

Thiết bị thí nghiệm

-

Máy phát X-ray đã khởi động sẵn sàng.

-

Film 10 x 20mm (Fuji hoặc Kodak)

-

Liều kế cá nhân

-

Thước mét.

-

Chỉ thị chất lượng ảnh (IQI).

-

Mẫu mối hàn chữ T (dạng T ống hoặc T phẳng).

-

Bộ đột chữ và số.

-

Tấm chì mỏng.

III. Tóm tắt lý thuyết
- Mối hàn chữ T là một trong những mối ghép rất thường gặp trong thực tế, đối
với loại mối hàn này thì tùy thuộc vào vật liệu, cấu hình (T ống hay T phẳng),
kích thước mà chúng ta có các công thức áp dụng khác nhau cho từng loại.
- Việc xác định liều chiếu chuẩn cho mẫu phụ thuộc rất nhiều vào việc tính toán
bề dày mẫu chụp và bố trí hướng chiếu trên mẫu.
- Để chụp ảnh mối hàn chữ T, hướng chùm bức xạ thường làm thành một góc 

so với hướng vuông góc với bề mặt phim. Nếu T1 và T2 là bề dầy của vật liệu
8


cơ sở thì bề dày xuyên thấu của bức xạ tương ứng với góc  của hướng chùm
bức xạ sẽ là:
T=1,1 (T1 + T2)

 = 30oC

(Hình 1.a)

aT=1,4

 = 45oC

(Hình 1.b)

(T1 + T2)

Hình 1. Mối hàn chữ T: a) góc nguồn nhỏ  = 30o; b) góc nguồn lớn  = 45o
 Kỹ thuật chiếu
Chọn nguồn bức xạ
a)

Ưu điểm và nhược điểm chính của nguồn gamma và tia X

- Giá thành của nguồn gamma thường thấp hơn so với máy tia X
- Nguồn gamma dễ vận chuyển, có kích thước nhỏ để đưa lọt vào vị trí
hiểm hóc.

- Nguồn gamma không cần tới nguồn điện do đó có thể chụp ở những nơi
không có nguồn điện; vận hành đơn giản.
- Nguồn gamma cho phép kiểm tra các vật liệu kim loại có bề dày lớn.
- Nguồn tia X thường cho ảnh có độ tương phản cao hơn nguồn gamma; có
thể thay đổi điện áp để có thể thay đổi độ xuyên.
- Nguồn tia X an toàn hơn nguồn gamma do năng lượng thấp hơn và chỉ
phát ra bức xạ khi cần thiết.
9


b)

Sự lựa chọn nguồn

Tuỳ theo các điều kiện cụ thể, người ta có thể chọn cả hai loại nguồn.
Nguồn tia X thường được sử dụng với các đối tượng chụp có bề dày nhỏ hơn 2,5
mm. Trong nhiều trường hợp, đối với các đối tượng này có thể dùng các nguồn
gamma mềm như Ir - 192.
Nói chung bức xạ phải có năng lượng đủ lớn để xuyên qua đối tượng chụp,
song lại phải có độ suy giảm nhất định khi qua khuyết tật. Khả năng xuyên qua
đối tượng chụp một cách quá mức cần thiết nghĩa là phim có độ sáng quá cao
tạo ra những ảnh chất lượng kém khi khảo sát.
Thiết lập khoảng bề dầy cần chụp
Ngoài năng lượng, độ dày mà tia gamma và tia X có thể chụp được, còn
phụ thuộc vào chất liệu của đối tượng chụp.
Bảng dưới đây giới thiệu bề dày tối ưu của thép đối với năng lượng của
nguồn gamma và tia X.
Quan hệ năng lượng - bề dày chụp tối ưu của thép
Loại nguồn

Năng lượng, MeV

Bề dày thép tối ưu, mm

Co - 60

1,17 và 1,33

50 - 150

Cs - 137

0,66

50 - 100

Ir - 192, tia X

0,2 - 0,4

10 - 70

Yb - 169, tia X

0.008 - 0.31

2,5 - 15

Tm - 170, tia X

< 0.08

2,5 - 12,5

Lựa chọn hình học và khả năng phân biệt khuyết tật
Có ba yếu tố ảnh hưởng tới khả năng phân biệt khuyết tật trên ảnh:
-

Yếu tố hình học, bao gồm kích thước nguồn, khoảng cách nguồn -

vật, khoảng cách khuyết tật - vật.
10


-

Yếu tố phim, bao gồm độ hạt, độ tương phản, độ nhiễu, độ nhoè.

-

Yếu tố bức xạ.

a)

Độ nhoè hình học

Do nguồn có kích thước nhất định nên ảnh tạo ra luôn có độ nhoè hình học
Ug. Nó được xác định bằng công thức:

Ug 

Ra
F a

(23)

trong đó R- là đường kính của nguồn, F- là khoảng cách từ nguồn đến
phim, d- khoảng cách từ khuyết tật tới phim (hình 6)

Hình 2: Độ nhoè hình học Ug: 1- nguồn bức xạ; 2- vật chụp; 3- khuyết tật;
4- phim.
Ug có giá trị cực đại khi khuyết tật nằm trên bề mặt vật chụp và khi đó d
bằng bề dày của vật chụp. Ug càng nhỏ thì độ nét của ảnh càng cao; điều này có
thể thực hiện bằng cách thay đổi khoảng cách nguồn - phim, F. Ngoài ra khoảng
cách khuyết tật phim d càng nhỏ thì độ nhoè càng nhỏ. Điều này khó có thể điều
chỉnh được chỉ có còn cách là đặt phim càng sát vật chụp thì độ nhoè càng nhỏ.
Chú ý: Phim nên đặt song song với vật chụp và vuông góc với chùm tia bức
xạ để ảnh không bị méo.
11


b)

Độ nhoè của phim

Khi bức xạ tác dụng vào chất nhũ tương (AgBr) chúng giải phóng ra các
electron. Các electron thứ cấp này lại có thể tác động vào các hạt AgBr ở xung
quanh. Kết quả là khi hiện ảnh không chỉ các hạt Ag ở vùng chiếu xạ mới bị
hiện mà các hạt nằm ở vùng xung quanh cũng bị hiện. Hiệu ứng này tạo ra độ
nhoè nội tại hay độ nhoè phim Uf.

Việc sử dụng các màn tăng quang, đặc biệt là màn tăng quang muối thường
làm tăng Uf.
c)

Độ nhoè tổng

Độ nhoè cuối cùng nhận được trên phim chịu tác động của độ nhoè hình
học và độ nhoè phim. Độ nhoè tổng UT được xác định bằng công thức:

U T  (Ug ) 2  (Uf ) 2
d)

( 24)

Xác định độ sâu của phuyết tật

Hình 3. Phương pháp xác định độ sâu của khuyết tật: 1- vật chụp;
2- phim; A,B - Vị trí đặt nguồn
Nguồn lần lượt được đặt ở vị trí A và B trong một khoảng thời gian cỡ
khoảng thời gian chiếu thông thường. Từ độ di chuyển G của ảnh dược xác định
sau khi hiện phim cho phép xác định khoảng cách d của khuyết tật:
12

d

GF
G  AB

(26)

e) Chọn khoảng cách nguồn - phim
Thông thường khoảng cách nguồn - phim được chọn là khoảng cách tối
thiểu để đạt được độ nhoè hình học nhỏ nhất. Khi đó ta coi độ nhoè phim bằng
không. Từ công thức (23) có thể tính được khoảng cách tối ưu nguồn - phim F

F

d (U T  R )
UT

(25)

trong đó d- khoảng cách từ khuyết tật tới phim. Khi không biết khoảng d ta
có thể coi nó bằng 1/2 bề dầy của vật chụp.
Chú ý: Theo định luật cường độ bức xạ tỷ lệ nghịch với bình phương
khoảng cách, khi muốn tăng F, cần tăng thời gian chiếu để tăng mật độ phim (độ
đen) như cũ.
IV.

Trình tự thí nghiệm

- Kiểm tra bằng mắt thường các dị vật trên mối hàn cần loại bỏ và làm sạch.
- Đo chính xác chiều dầy tôn cơ bản và độ nhô mối hàn về 2 phía cần chụp bằng
thước milimet. Áp dụng công thức để xác định chiều dầy hiều dụng hấp thụ
trên mẫu cần chụp.
- Bố trí khoảng cách, hướng chụp giữa mẫu và đầu phát sao cho phù hợp với góc
kích thước của mẫu, lựa chọn góc nghiêng hợp lý tránh tán xạ ngược.
- Căn cứ vào giản đồ chiếu xác định liều chiếu phù hợp với chiều dầy mối hàn.
- Quyết định hướng phát tia.

- Bố trí phim (chú ý đặt làm sao cho chuẩn, đúng vị trí,… làm sao khi chụp phim
có độ đen đều đặn để đánh giá khuyết tật chính xác nhất). Trong trường hợp
phim phải đặt nghiêng thì phải cân nhắc đến kích thước phim sao cho độ tương
phản trên phim tại các vị trí có khuyết tật phải được đảm bảo.
13


- Đặt số và IQI (thường được dán trên một tấm bìa nhựa). Do bề mặt mẫu phức
tạp nên việc đặt các chỉ thị định vị và IQI cần phải cân nhắc và ước lượng
chùm chiếu sao cho hình ảnh hiện rõ trên phim mà không đè vào các vùng
khuyết tật cần giải đoán
- Thực hiện các biện pháp an toàn.
- Chọn các thông số kỹ thuật. Trong trường hợp liều chiếu chỉ định có thời gian
phát tia quá dài, chúng ta có thể chia thành 2 liều chụp gối nhau.
- Vận hành máy (cho máy hoạt động).
V.

Câu hỏi kiểm tra
a. Hướng chiếu ảnh hưởng thế nào đến chất lượng hình ảnh trên phim ?
b. Những điểm lưu ý cơ bản khi gáp lắp IQI và các chỉ thị định vị ?

14


BÀI 6: XỬ LÝ GIẢI ĐOÁN KHUYẾT TẬT
I.

Mục đích thí nghiệm.
Sinh viên làm quen với kỹ thuật gá xử lý phim trước và sau khi chụp,
đánh giá chất lượng phim chụp cũng như phân tích các dạng khuyết tật mắc phải

trên mỗi loại mẫu.

II.

III.

Thiết bị thí nghiệm
-

Hộp phim chụp bức xạ chưa chụp (Agfa, Kodak hoặc Fuji)

-

Cassette, màn tăng quang cho Phim 10 x 20cm và 10 x 40cm.

-

Bàn thao tác và cắt phim có thước chia độ.

-

Đèn đỏ chuyên dụng cho phòng tối để rửa phim.

-

Các loại nước rửa đã pha sãn và dung dịch làm sạch phim.

-

Bộ thùng, giá rửa phim và găng ray cao su.

-

Đồng hồ bấm thời gian.

-

Máy sấy và dàn treo phim sau khi rửa.

-

Máy đọc phim và các phim đã qua xử lý
Tóm tắt lý thuyết.
Các bước thực hiện chủ yếu trong một quy trình xử lý tráng rửa phim

chụp ảnh bức xạ bao gồm: Quá trình hiện ảnh, Quá trình rửa trung gian (rửa
nước), Rửa cố định ảnh (Hãm phim), Rửa cuối và sấy khô
Cần khuấy đều tất cả những dung dịch dung để xử lý tráng rửa phim trước
khi đem vào sử dụng. Kiểm tra nhiệt độ dung dịch trong các thùng chứa, dung
15


dịch thuốc hiện càng xấp xỉ 20oC càng tốt. Kiểm tra mức dung dịch trong các
thùng chứa. Mức dung dịch trong bể cần phải chuẩn bị phải ngập hết chiều cao
của phim trên giá rửa.

Kỹ thuật xử lý phim
Sau khi chụp ảnh bức xạ, ảnh ẩn của đối tượng chụp đã hình thành trên
phim. Mục đích của quá trình xử lý phim là biến ảnh ẩn chưa nhìn thấy thành
ảnh nhìn thấy được và có thể bảo quản lâu dài.

Quá trình xử lý phim gồm 4 bước sau:
- Chuẩn bị trước khi xử lý phim
- Hiện ảnh (tạo ra ảnh nhìn thấy)
- Hãm ảnh (loại bỏ các tinh thể halogen thừa)
- Rửa nước (Loại bỏ nước hãm thừa)
- Phơi hoặc sấy khô (loại bỏ nước thừa)
Chuẩn bị trước khi xử lý
a)

Kiểm tra buồng tối

Phim được xử lý trong buồng tối. Trước khi sử dụng buồng tối cần kiểm tra
độ an toàn của ánh sáng trong buồng tối đối với phim. Việc kiểm tra cần tiến
hành bằng cách đặt một vật dụng nào đó (ví dụ thước kẻ, bút viết,...) lên một tấm
phim để ngỏ. Sau 10 phút tráng phim, nếu trên phim xuất hiện vật dụng thì cần
che chắn lại buồng tối để ánh sáng không lọt vào.
b)

Chuẩn bị hoá chất

- Thuốc hiện và thuốc hãm cần được khuấy đều trước khi dùng để tránh
hiện tượng lắng đọng thuốc.
- Kiểm tra nhiệt độ của hai loại thuốc. Tốt nhất thuốc được duy trì ở nhiệt
độ 20oC
16


- Kiểm tra dòng nước lưu thông ở các bề tráng và giữ phim
- Có bảng tra cứu thời gian và nhiệt độ xử lý phim do nhà sản xuất cung
cấp.

Hiện ảnh
a)

Cơ chế hiện ảnh

Quá trình hiện ảnh là quá trình biến ảnh ẩn thành một ảnh nhìn thấy thông
qua phản ứng biến ion bạc Ag+ thành bạc kim loại.
Khi chế tạo phim, muối AgBr được hình thành theo phản ứng:
AgNO3 + KBr ---> KNO3 + AgBr
Thuốc hiện là chất cung cấp electron cho phản ứng khử.
Khi bị chiếu xạ có một hàng rào ion âm Br - xung quanh tinh thể AgBr vì
thế các electron từ thuốc hiện không thể xuyên qua hàng rào vào tinh thể do lực
đẩy tĩnh điện.
Khi tinh thể bị chiếu xạ, xuất hiện các tâm hiện, các tâm này tạo ra các
điểm yếu trong hàng rào ion Br-, nhờ đó electron có thể lọt vào tinh thể tham gia
phản ứng khử ion bạc để tạo ra bạc kim loại dươí dạng các điểm tối:
e- + Ag+ ---> Ag
b)

Thành phần của thuốc hiện

Mỗi loại thuốc hiện thường gồm từ các chất sau:
- Chất hiện: 3 loại chất hiện thường dùng là Metol, Hydroqninone và
Phenidone. Người ta có thể kết hợp các chất hiện, Ví dụ: Metol Hydroqninone, Hydroqninone - Phenidone. Chất hiện là chất cung cấp e - cho
phản ứng khử.
- Chất tăng tốc: Chât tăng tốc thường là chất có hoạt tính kiềm, chẳng hạn
Na2CO3, NaOH, K2CO3, KOH, ... Độ kiềm cao thúc đấy sự giải phóng e - khỏi
thuốc hiện trong một thời gian ngắn, nhờ đó ảnh có độ tương phản cao.
17

- Chất bảo quản: các dung dịch thuốc hiện thường bị oxi hoá trong môi
trường không khí làm thuốc dễ bị thoái hoá. Để làm chậm tốc độ oxi hoá, kéo
dài thời gian sử dụng, người ta dùng các chất bảo quản, phổ biến nhất là Na 2SO3
hoặc K2SO3.
- Chất hạn chế hay chất chống nhiễu: Thuốc hiện có khả năng khử các hạt
AgBr chưa bị chiếu xạ, đó là hiện tượng tạo nền phông nhiễu. Để khắc phục
hiện tượng này, người ta dùng chất hạn chế hay chất chống nhiễu. Nhờ chất này
quá trình tạo nhiễu diễn ra chậm hơn nhiều so với quá trình tạo ảnh. Các muối
tan của Br, chẳng hạn KBr, với nồng độ 5g/lít thường được dùng làm chất chống
nhiễu.
Chú ý: Trong quá trình sử dụng, hoạt tính của thuốc hiện giảm dần, vì vậy cần
phải bổ sung thêm thuốc mới.
c)

Quan hệ thời gian - nhiệt độ

Mối loại thuốc hiện thường có bảng chỉ dẫn mối quan hệ giữa nhiệt độ của
thuốc hiện và thời gian hiện ảnh. Trong trường hợp không có bảng chỉ dẫn có
thể dùng bảng sau đây:
Bảng 1. Quan hệ thời gian - nhiệt độ hiện ảnh
Nhiệt độ, oC

18

20

22

24

26

28

30

Thời gian, phút

6

5

4

3,5

3

2,5

2

Chú ý: Nhiệt độ thuốc hiện không nên để thấp dưới 18oC hoặc trên 30oC.
d)

Giũ phim

Sau khi hiện, phim được giũ trong bồn nước lưu thông trong thời gian
khoảng 2 - 3 phút để loại các chất hiện còn thừa bám trên phim. Người ta có thể

dùng dung dịch axêtic 2 - 3% để giũ phim nhằm giảm thời gian giũ phim xuống
còn 30 giây.
Chú ý: Sau khi giũ xong cần nhanh chóng chuyển phim sang bồn hãm để
tránh hiện tượng oxi hoá lớp bề mặt phim.
18


Hãm phim
- Hãm phim là quá trình cố định ảnh bằng cách chỉ giữ lại các hạt bạc kim
loại tạo thành ảnh trên phim. Trong quá trình hãm phim, các phân tử AgBr chưa
được hiện trong phim sẽ được hoà trong chất hãm phim. Chất hãm thường dùng
là Na2S2O3 hoặc chất hãm nhanh (NH4)2S2O3. Dung dịch của chúng nhanh chóng
hoà tan AgBr còn lại trên phim. Ngoài chất hãm người ta còn sử dụng một số
chất phụ gia như axit axêtic để dung hoà các vết thuốc còn lại và Na 2SO3 để
ngăn chặn sự phân huỷ lưu huỳnh và tái tạo chất hãm theo phản ứng:
Na2SO3 + S ---> Na2S2O3
- Thời gian phim lưu trong bồn hãm khoảng 10 phút. Trường hợp dùng
thuốc hãm nhanh, thời gian này có thể giảm xuống còn khoảng 2 - 3 phút.
- Nhiệt độ của bồn hãm tương tự như nhiệt độ của bồn hiện hoặc bồn giũ.
Rửa nước
Sau khi hãm, phim mang theo một số hoá chất từ bồn hãm. Các hoá chất
này nếu lưu lại trên phim sẽ làm phim biến mầu và mờ dần theo thời gian. Để
khắc phục hiện tượng này, phim cần rửa sạch trong bồn nước lưu thông. Thời
gian rửa phụ thuộc vào nhiệt độ của nước:
- Nhiệt độ 25oC, thời gian rửa khoảng 20 phút
- Nhiệt độ 28oC, thời gian rửa khoảng 15 phút
- Nhiệt độ 30oC, thời gian rửa khoảng 10 phút
Chú ý: Không rửa nước ở nhiệt độ quá thấp (dưới 15 oC); khi đó các hoá
chất khó được rửa sạch hết; hoặc ở nhiệt độ quá cao (trên 40 oC); khi đó chất nhũ
tương có thể bị biến dạng.

Làm khô
Phim trước khi đem bảo quản hoặc khảo sát cần được làm khô. Trước khi
làm khô, phim có thể nhúng vào dung dịch làm khô khoảng 30 giây sau đó được
đưa vào máy xấy trong vòng 1 - 1,5 phút.
19


Chú ý: Trường hợp không có máy xấy, có thể treo phim để phim khô tự
nhiên.
Ảnh bức xạ chứa nhiều thông tin của đối tượng chụp, chẳng hạn có hay
không có khuyết tật, loại khuyết tật, kích thước khuyết tật, vị trí khuyết tật ...
Giải đoán ảnh, do đó là khâu quan trọng cuối cùng của phép chụp ảnh.
- Độ đen của phim: Độ đen tối ưu của phim để giải đoán ảnh khi có ánh sáng
thích hợp của màn soi, được coi là độ đen mà tại đó tất cả các dị thường trên
phim đều được thể hiện. Hiện chưa có các tiêu chuẩn về độ đen tối ưu, song
độ đen từ 2.0 tới 3.0 được coi là độ đen chấp nhận.
- Độ sáng của màn soi: Màn soi có thể có các độ chiếu sáng khác nhau. Một
màn soi có thể có nhiều mức chiếu sáng song phổ biến nhất là 3 mức chiếu
sáng ứng với độ đen 1.0, 2.0 và 3.0.
- Về thực chất mục đích của phép chụp ảnh là phát hiện những điểm không
liên tục ở bên trong của vật liệu do sự hấp thụ bức xạ không đồng đều của vật
liệu. Trong kỹ thuật hàn, các điểm không liên tục này có thể là các vết nứt,
vết rỗ khí, vết xốp, vết rỗ ngận kim loại hoặc phi kim loại; các vết thiếu ngấu,
thiếu thấu, vết lẹm chân; các vết rỗng chân; các vết cháy quá, lồi quá hoặc
thấu quá ... Ngoài ra khi giải đoán, cần phân biệt các khuyết tật nằm trên bề
mặt của vật chụp và các khuyết tật giả, với các khuyết tật cần quan tâm nằm
ở bên trong vật chụp.
Cần chú ý ảnh bức xạ là ảnh 2 chiều của khuyết tật 3 chiều.
- Lỗ khí hình cầu: thể hiện trên ảnh là một mảng tối hình tròn
- Vết nứt có bề dài, bề rộng và bề sâu thể hiện trên ảnh là một vết mầu đen

có kích thước tương ứng.
- Khuyết tật dạng hình trụ: thể hiện trên ảnh là một đọan thẳng có hình
dáng khác nhau phụ thuộc vào vị trí của chúng so với chùm tia bức xạ.

20


- Khuyết tật có thể bi méo nếu bề mặt của khuyết tật không song song với
bề mặt phim. Để tránh các giải đoán nhầm, phim cần phải đặt song song
với vật chụp và vuông góc với chùm tia.
- Khuyết tật nằm ở gần phim có độ nét cao hơn so với khuyết tật nằm ở xa.
IV.

Trình tự thí nghiệm

- Xử lý gá và cắt phim chưa chụp, đưa vào màn tăng quang và cassette. Sắp xếp
các phim đã xử lý vào khu vực cần chụp, tránh lẫn với phim đã chụp.
- Tráng rửa các phim đã chụp theo quy trình chuẩn đã học.
- Giải đoán các phim đã chụp mẫu ống và mẫu chữ T trong đó có đánh giá theo
các tiêu chí ASTM
V.

Câu hỏi kiểm tra.

1.

Cách phân biệt chỉ thị thật và chỉ thị giả ?

2.

Các yêu cầu cơ bản về chất lượng ảnh cần phải đạt được đối với phương
pháp chụp bằng máy X ray ?

3.

Những yếu tổ nào ảnh hưởng đến chất lượng phim chụp ?

Lãnh đạo Viện (Phụ trách đào tạo)
Ngày tháng thông qua: ngày-tháng-năm

Ký ghi rõ họ tên

Cán bộ hướng dẫn

Ký ghi rõ họ tên

Thư ký giáo vụ
Ngày tháng nhận đề: ngày tháng năm

21


Ký ghi rõ họ tên

22