Kiểm tra chụp ảnh phóng xạ – RT (tên tiếng Anh: Radiographic Testing ) sử dụng phổ biến để kiểm tra phát hiện khuyết tật các cấu kiện như: các van, bình bồn áp lực (các vị trí được ghép nối bằng phương pháp hàn).

So sánh với các kỹ thuật NDT khác, chụp ảnh phóng xạ có một số các ưu điểm như:

• có khả năng tái sử dụng cao;

• có thể sử dụng trên nhiều loại vật liệu khac nhau

• và dữ liệu kiểm tra có thể lưu giữ để phân tích về sau.

RT là một kỹ thuật hiệu quả, không yêu cầu quá nhiều việc chuẩn bị bề mặt so với các kỹ thuật NDT khác. Hơn nữa, còn có tính linh hoạt cao cho phép sử dụng tại công trường và tại các vị trí trên cao.

Các kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ

Chụp ảnh phóng xạ bao gồm chụp ảnh phóng xạ truyền thống và một số phương pháp chụp ảnh phóng xạ kỹ thuật số. Mỗi kỹ thuật có đôi chút khác biệt và cũng có những ưu điểm và nhược điểm riêng.

Chụp ảnh phóng xạ truyền thống (Conventional Radiography)

Chụp ảnh phóng xạ truyền thống sử dụng phim, được chiếu xạ từ nguồn tia X hoặc tia Gamma. Hình ảnh thu nhận được trên phim chính là yếu tố then chốt và được sử dụng để đối chứng. Hạn chế lớn nhất của RT truyền thống là phim chỉ có thể sử dụng một lần và mất nhiều thời gian để xử lý phim (rửa phim) cũng như giải đoán.

Chụp ảnh phóng xạ kỹ thuật số (Digital Radiography)

Không giống như chụp ảnh RT truyền thống, chụp ảnh phóng xạ số (DR) không yêu cầu phim. Thay vào đó, DR sử dụng một đầu dò số (digital detector) để hiển thị ảnh chụp trên màn hình máy tính gần như ngay lập tức. DR cho phép rút ngắn thời gian chụp và ảnh có thể được giải đoán tức thì. Hơn nữa, ảnh chụp DR có chất lượng cao hơn khi so sánh với ảnh chụp RT truyền thống.

Với khả năng ghi nhận ảnh chất lượng cao, công nghệ này có thể sử dụng để: xác định khuyết tật bên trong vật liệu; các vật thể bất thường trong một hệ thống; kiểm tra mối hàn; và kiểm tra ăn mòn dưới lớp bảo ôn.

Bốn kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ kỹ thuật số phổ biến nhất được sử dụng hiện nay là:

• Chụp ảnh phóng xạ CR (computed radiography);
• Chụp ảnh phóng xạ DR (direct radiography);
• Chụp ảnh phóng xạ thời gian thực RTR (real-time radiography);
• và Chụp ảnh phóng xạ cắt lớp vi tính CT (computed tomography).

1. Kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ CR (Computed Radiography)

CR sử dụng tấm ghi nhận ảnh phốt-pho thay thế phim trong các kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ truyền thống. Kỹ thuật này nhanh hơn khá nhiều so với chụp ảnh sử dụng phim nhưng chậm hơn kỹ thuật chụp ảnh DR. CR yêu cầu một vài bổ sung nếu so với DR. Đầu tiên CR chụp ảnh gián tiếp cấu kiện thông qua một tấm phốt-pho. Sau đó, chuyển đổi ảnh thành tín hiệu kỹ thuật số có thể quan sát được trên màn hình máy tính.

CR cho chất lượng ảnh trung bình. Tuy nhiên, chất lượng hình ảnh có thể được cải thiện khi sử dụng các công cụ phần mềm. Tinh chỉnh độ tương phản, độ sáng, hiệu ứng của ảnh mà không thay đổi tính toàn vẹn của ảnh. Cần tránh lạm dụng các công cụ này dẫn đến việc các khuyết tật nhỏ có thể bị ẩn đi khi sử dụng chúng.

2) Kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ DR (Direct Radiography)

DR cũng là một dạng của chụp ảnh phóng xạ kỹ thuật số và rất giống với CR. Sự khác biệt quan trọng chính là cách thức ghi nhận ảnh. Trong kỹ thuật DR, một đầu dò dạng panel phẳng được sử dụng để ghi nhận ảnh trực tiếp và hiển thị hình ảnh trên màn hình máy tính. Mặc đù kỹ thuật này sinh ra ảnh nhanh và chất lượng cao hơn. Nhưng DR có giá thành cao hơn nhiều so với CR.

3) Kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ thời gian thực (Real-Time Radiography-RTR)

RTR là một phương pháp chụp ảnh phóng xạ kỹ thuật số thực hiện trong thời gian thực. RTR hoạt động thông qua việc phát bức xạ xuyên qua đối tượng. Những tia bức xạ này sau đó tương tác với màn phốt-pho chuyên dụng hoặc đầu dò panel phẳng chứa các cảm biến vi điện tử. Bức xạ tương tác với tấm panel tạo ra ảnh kỹ thuật số để giải đoán thời gian thực.

Các vùng sáng hơn trên ảnh là kết quả của việc nhiều bức xạ tương tác với màn hơn. Điều này tương ứng với các vùng có chiều dày mỏng hơn hay mật độ ít hơn. Ngược lại, vùng tối hơn là kết quả của việc bức xạ ít tương tác với màn hơn hay tại đó cấu kiện có chiều dày mỏng hơn.

Ngoài việc có thể đưa ra hình ảnh nhanh hơn và phân tích chúng trong thời gian thực. RTR có một vài ưu điểm như: Không cần không gian lưu giữ vật lý, dễ dàng lưu giữ; Tốc độ chuyển tải hơn rất nhiều so với phim thường.

Mặt khác RTR cũng có các nhược điểm như: Độ nhạy tương phản và độ phân giải ảnh thấp hơn RT truyền thống. Hình ảnh tạo bởi RTR thường có độ rọi sáng không đồng đều, độ phân giải bị giới hạn, thiếu độ nét và nhiễu. Các yếu tố này đều tác động mạnh đến chất lượng ảnh.

4) Kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ CT (Computed Tomography)

Chụp ảnh phóng xạ cắt lớp vi tính (CT) là một kỹ thuật cần hàng trăm đến hàng nghìn (tùy thuộc vào kích thước của cấu kiện) phép quét phóng xạ 2D và chồng chúng lên nhau để tạo ra một ảnh chụp phóng xạ 3D.

Việc bố trí cấu hình chụp CT trong công nghiệp được thực hiện thông qua 2 cách:

• Cách thứ nhất, cấu kiện được giữ cố định trong khi nguồn phóng xạ và đầu dò quay xung quan cấu kiện được kiểm tra. Cách này thường được sử dụng khi đối tượng kiểm tra có kích thước lớn.
• Cách thứ hai, đầu dò và nguồn phóng xạ được giữ cố định trong khi cấu kiện kiểm tra được quay 360 độ. Cách thứ hai này hữu ích khi cấu kiện kiểm tra có kích thước nhỏ và hình dạng phức tạp.

CT là kỹ thuật hiện đại, đắt tiền và yêu cầu tài nguyên dữ liệu lưu giữ lớn. Nhưng mang lại hình ảnh với độ chính xác cao, có tính lặp lại, có thể tái sử dụng và giảm thiểu sai sót từ phía kỹ thuật viên.

Xem thêm các bài viết về Kiểm tra Chụp ảnh phóng xạ: Tại đây

Công ty CP Dịch vụ Công nghệ và Đào tạo Phúc Minh Anh (PMA)

Hotline: 0889718988 – 0973145129

Email:  phucminhanh68@gmail.com; info@phucminhanh.com.vn

Bài viết Giới thiệu về Kiểm tra Chụp ảnh phóng xạ đã xuất hiện đầu tiên vào ngày Công ty Phúc Minh Anh (PMA).

RT là một trong số nhiều phương pháp Kiểm tra không phá hủy (NDT). RT có một vai trò trọng yếu (gần như không thể thay thế) trong kiểm soát chất lượng công nghiệp. Thật hiếm có phương pháp nào như RT, ngay từ những ngày khởi đầu với những khám phá vật lý vĩ đại, lại có thể áp dụng ngay vào cuộc sống trong những ứng dụng cụ thể, thiết thực và hiệu quả.

Gần 110 năm trôi qua, phương pháp chụp ảnh phóng xạ đã có những bước tiến lớn về kỹ thuật và ứng dụng thực tiễn. Trong quá trình chụp ảnh phóng xạ, giai đoạn sau cùng được “mong chờ nhất” là giải đoán ảnh. Với phương pháp RT, việc giải đoán ảnh chụp, dù được thực hiện trong những điều kiện thuận lợi hơn. Nhưng hàm chứa nhiều nội dung và yêu cầu kỹ thuật khá “khắc nghiệt”. Đòi hỏi người thực hiện không chỉ sự tập trung và cẩn trọng cao độ, mà còn là những hiểu biết, kinh nghiệm sâu sắc.

1. Chất lượng ảnh trong giải đoán ảnh chụp phóng xạ

Trước khi ảnh chụp phóng xạ được sử dụng để đánh giá chất lượng. Bản thân ảnh chụp này phải đạt những chỉ tiêu chất lượng nhất định. Bao gồm những nội dung chủ yếu như được liệt kê dưới đây.

Vết lỗi phim – Film Artefact/Artifact

Đây là những dấu vết, chỉ thị có nguồn gốc từ quá trình xử lý phim. Việc cầm – mang (handling) không phù hợp. Hoặc từ chính các khuyết tật nội tại trong lớp nhũ tương nhạy quang của phim. Hoặc do của màn (tăng quang). Những lỗi điển hình thuộc loại này là không giới hạn. Bao gồm: tình trạng mờ (fog); vết hóa chất; vết bẩn; vệt nước; vết xước; các chỉ thị do phóng điện tĩnh,…

Các quy phạm, tiêu chuẩn và quy trình áp dụng đều yêu cầu những lỗi loại này không được xuất hiện trên vùng quan tâm của ảnh. Do mức độ che lấp hoặc có thể gây nhầm lẫn cho việc giải đoán, đánh giá.

Thực tiễn áp dụng cũng yêu cầu, chỉ được thực hiện công việc giải đoán, đánh giá khi ảnh chụp đã ở trạng thái khô. Một số kỹ thuật viên có thói quen xấu là đọc và đánh giá ảnh ngay khi nó đang ở trạng thái ướt. Đây thực sự là một thói quen không phù hợp. Chứa rủi ro cao, có thể bỏ sót chỉ thị và đánh giá sai lệch bất liên tục.

Dấu hiệu nhận biết – Identification

Ảnh chụp cần thể hiện được một cách lâu bền các thông tin về công việc như: dự án; nhà chế tạo; đối tượng; vị trí và thời gian thực hiện… liên quan đến quá trình kiểm tra. Điều này thường được thực hiện bằng cách gắn các ký hiệu hay biểu tượng làm bằng các vật liệu có mật độ cao. Ví dụ chì, lên đối tượng kiểm tra trong suốt quá trình chiếu chụp.

Yêu cầu có tính phố biến là hình ảnh các ký hiệu này không được xuất hiện trong vùng cần quan tâm của ảnh chụp.

Mật độ – Density

Là đại lượng mô tả mức độ đen của ảnh chụp. Nó liên quan trực tiếp đến các “nội dung thông tin” mà bức ảnh đem lại. Mật độ cần có giá trị phù hợp để ảnh chụp hiển thị thông tin một cách tối ưu. Các giá trị mật độ quá thấp hoặc quá cao đều ảnh hưởng tiêu cực đến việc giải đoán. Hoặc hình ảnh bất liên tục quan tâm chưa được thể hiện rõ. Hoặc chúng bị che lấp một phần đến hoàn toàn. Mật độ được đo  bằng các công cụ như: máy đo độ đen (densitometer); phim bậc so sánh (wedge film)…

Các tiêu chuẩn phổ biến đều yêu cầu mật độ ảnh chụp phải có giá trị nằm trong một dải nhất định. Ví dụ: từ 2.0 đến 4.0.

Chỉ thị chất lượng hình ảnh – IQI

Mục tiêu xuyên suốt của kiểm tra không phá hủy trong công nghiệp, bao gồm chụp ảnh phóng xạ, là phát hiện và đánh giá sự tồn tại, mức độ nghiệm trọng của bất liên tục, khiếm khuyết trong đối tượng được kiểm tra. Do vậy, mối quan tâm và yêu cầu hàng đầu đối với bất kỳ một phương pháp hay kỹ thuật. Đó là khả năng phát hiện bất liên tục nếu có, được gọi với một thuật ngữ chuyên môn là độ nhạy, của phương pháp hay kỹ thuật đó.

Trong kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ, một cách tiếp cận mang xu hướng định lượng hóa khả năng này. Là sử dụng một công cụ đặc biệt, có tên là chỉ thị chất lượng hình ảnh, IQI. Công cụ này được đặt lên đối tương kiểm tra trong suốt thời gian chiếu chụp. Hình ảnh các chi tiết của nó trên ảnh chụp được dùng để đánh giá độ nhạy. Và chính xác hơn là một kỹ thuật chụp có phù hợp hay không.

Các tiêu chuẩn áp dụng thường quy định chi tiết hỉnh ảnh nào (ví dụ: dây; hoặc lỗ) phải được nhìn thấy trên ảnh chụp.

2. Cơ sở vật chất kỹ thuật giải đoán ảnh chụp phóng xạ

Một điều cần lưu ý là khả năng nhận biết (nhìn thấy) chỉ thị tối ưu trên ảnh chụp còn phụ thuộc vào hàng loạt các điều kiện liên quan đến cơ sở vật chất kỹ thuật phục vụ cho việc đọc ảnh, như: mức độ ánh sáng nền xung quanh; cường độ ánh sáng của đèn đọc phim tương ứng với độ đen; thiết bị đo độ đen; công cụ thước đo kích thước chỉ thị;…

Đèn đọc phim – film viewer/negatoscope

Đèn đọc phim cần cung cấp một mức độ sáng phù hợp tương ứng với mật độ ảnh chụp. Một số tiêu chuẩn (AS3998) đề xuất các mức tương ứng như sau:

Cường độ sáng của đèn có thể được đo bằng thiết bị đo cường độ sáng (Lightmeter). Một yêu cầu quan trọng là các thiết bị đèn đọc phải có chức năng điều chỉnh mức độ sáng tùy theo giá trị mật độ ảnh thực tế, đồng thời, cần có các công cụ điều chỉnh phạm vi vùng chiếu sáng tương ứng với kích thước ảnh đọc, tránh để ánh sáng phát ra từ đèn chiếu trực tiếp vào mắt người giải đoán.

Ánh sáng nền – Background lighting:

Ánh sáng nền thông thường cần mức độ thấp, ở dạng khuếch tán, tránh tạo ra các tia phản chiếu rọi vào mắt người đọc. Nói chung, cường độ ánh sáng nền xung quanh nên thấp hơn một chút so với cường độ ánh sáng của đèn sau khi truyền qua ảnh chụp. Cường độ ánh sáng nền quá cao sẽ làm giảm tạo ra nhiều ánh phản chiếu, giảm độ tương phản….gây khó khăn cho việc nhận biết và phát hiện chỉ thị trên ảnh chụp. Ngược lại, nếu cường độ quá thấp, gây độ tương phản (khác biệt) quá cao, dễ gây mệt mỏi cho mắt người giải đoán, cũng như gây khó khăn cho việc ghi chép thông tin hoặc làm các công việc khác trong quá trình gải đoán…

Máy đo độ đen và phim bậc so sánh

Đây là những công cụ dùng để xác định thông số chủ yếu của ảnh chụp đó là mật độ. Để đảm bảo kết quả đo là chính xác, tin cậy, máy và phim bậc cần được chuẩn, kiểm tra định kỳ theo một tần suất xác định. Quá trình đánh giá tuân theo các tiêu chí do quy phạm và tiêu chuẩn áp dụng quy định.

Công cụ hoặc thước đo kích thước chỉ thị

Phần lớn các quy phạm, tiêu chuẩn áp dụng đều đưa ra các tiêu chí đánh giá liên quan đến kích thước chỉ thị đo được trên ảnh chụp. Mặt khác, các chỉ thị có thể xuất hiện dưới các hình dạng phức tạp. Do vậy, việc có các công cụ hay thước đo kích thước chỉ thị một cách sát thực và thuận tiện là yêu cầu cần thiết để việc đánh giá có độ tin cậy cao. 

Các tiện ích khác

Nếu vị trí đọc và giải đoán ảnh được thực hiện trong một môi trường yên tĩnh, vệ sinh và thoáng mát cùng các điều kiện tiện nghi khác, độ tin cậy và chính xác của kết quả giải đoán, đánh giá là điều có thể trông đợi và “cảm nhận” được một cách rõ rệt.

3. Thị lực của người thực hiện giải đoán ảnh chụp phóng xạ

Rõ ràng, khả năng nhìn và nhận thấy các chi tiết, dấu hiệu hay chỉ thị xuất hiện trên ảnh chụp, là điều kiện cơ bản để đảm bảo khả năng phát hiện bất liên tục và  phụ thuộc trực tiếp vào thị lực của người thực hiện giải đoán. Các tiêu chuẩn và hệ thống liên quan đến việc chứng nhận trình độ của nhân lực NDT đều yêu cầu kiểm tra khả năng nhìn thấy, tại khoảng cách gần, ví dụ cách xa 300 mm, các chi tiết nhỏ và khả năng phân biệt sự khác biệt màu sắc hay mức độ xám tối.

Việc thực hiện có thể trong điều kiện cho phép người nhìn sử dụng kính điều chỉnh, ví dụ cận thị hay viễn thị, và thông thường, với tần suất là hàng năm.

Trước khi tiến hành công việc, giống như yêu cầu với các kỹ thuật huỳnh quang (MT và PT), kỹ thuật viên cần dành một khoảng thời gian nhất định để mắt quen với điều kiện ánh sáng thấp  tại vị trí đọc ảnh so với môi trường bên ngoài.Trong quá trình đọc và giải đoán ảnh, để giảm sự mỏi mệt và mất khả năng tập trung nhìn của mắt, có tài liệu đề xuất một phương thức thực hành, là thời gian đọc một ảnh chụp không nên kéo dài quá 5 phút.

4. Hiểu biết về kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ công nghiệp

Người thực hiện giải đoán có thể không nhất thiết phải có kỹ năng thực hiện thành thục mọi công việc liên quan đến chiếu chụp hay xử lý phim,… nhưng việc hiểu  được các thông số, yếu tố và điều kiện cơ bản của kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ công nghiệp là một yêu cầu có tính quyết định.

Với kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ sử dụng phim thông thường, các thông số, điều kiện cơ bản đó bao gồm:

• bản chất hình ảnh trên ảnh chụp
• độ không chính xác hình học, còn gọi là độ nhòe
• độ nhạy: các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhạy và đánh giá độ nhạy qua IQI
• các kỹ thuật bố trí hình học: SW, DW, Panoramic
• các giai đoạn và yêu cầu của quá trình xử lý phim (thủ công và tự động)

5. Hiểu biết về đối tượng được kiểm tra

Có một sự tương đồng thú vị giữa yêu cầu của binh pháp trong quân sự và công việc giải đoán ảnh chụp là “biết người-biết ta”! Kết quả giải đoán và đánh giá sẽ có độ tin cậy càng cao nếu người giải đoán có được những hiểu biết cơ bản về đối tượng được kiểm tra. Nhưng có điều khác biệt, kết quả của một trận đánh quân sự thường là thứ có thể cảm nhận và đánh giá trực tiếp, rõ ràng được.

Trong khi đó, bản chất của quá trình kiểm tra không phá hủy (NDT) nói chung và phương pháp chụp ảnh phóng xạ nói riêng, là có tính GIÁN TIẾP. Trong nhiều tình huống, có những chỉ thị xuất hiện, người giải đoán không thể dựa chỉ hoàn toàn vào các hiểu biết kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ mà còn cần đến các hiểu biết, dù là ở mức độ cơ bản, về đối tượng được kiểm tra, để có những thông tin quý hỗ trợ cho việc đánh giá bất liên tục một cách tin cậy, chính xác.

Những hiểu biết này, ví dụ trong giải đoán ảnh chụp mối hàn, bao gồm:

• Quá trình hàn và vật liệu sử dụng
• Thiết kế, cấu hình mối hàn
• Quá trình xử lý (nhiệt…)
• Các loại bất liên tục, nguyên nhân và điều kiện gây ra, hình ảnh chỉ thị (điển hình, có tính phương pháp luận) tương ứng.

6. Tiêu chuẩn đánh giá

Các quy phạm, tiêu chuẩn, quy trình áp dụng và tài liệu kỹ thuật liên quan (Specification) của công việc hay dự án công nghiệp thường chỉ định rõ các tiêu chí đánh giá chấp nhận hoặc không chấp nhận (Acceptance Criteria) khi áp dụng các phương pháp kiểm tra không phá hủy.  

Phần lớn các tiêu chí đánh giá đều dựa trên các thông tin do chỉ thị cung cấp: kích thước, vị trí, loại hình (tròn, đường…), số lượng, mật độ, vv…

Việc sẵn có các tiêu chuẩn này và hiểu rõ được các nội dung của nó là một yêu cầu cơ bản đối với người thực hiện giải đoán ảnh chụp phóng xạ, đảm bảo sự đúng mức và nhất quán cho kết quả đánh giá liên quan. Thực tiễn triển khai cho thấy, rất nên có sẵn các tiêu chuẩn đánh giá này dưới các hình thức, như bảng số liệu, hình vẽ sơ đồ vv… tại nơi thực hiện công việc giải đoán, đánh giá.

7. Kinh nghiệm giải đoán ảnh chụp phóng xạ

Kinh nghiệm tác nghiệp trong kiểm tra không phá hủy là một trong các yêu cầu chủ yếu, thường được định lượng hóa thành thời gian tối thiểu tính bằng giờ hoặc tháng trong các chương trình chứng nhận phổ biến về nhân lực kiểm tra không phá hủy.

Hơn nữa, một đặc trưng của phương pháp chụp ảnh phóng xạ, quá trình giải đoán và đánh giá mang đặc điểm định tính hơn là định lượng như các phương pháp khác, ví dụ như kiểm tra siêu âm.

Do vậy, yêu cầu về yếu tố kinh nghiệm của người thực hiện giải đoán lại càng đòi hỏi cao. Các công cụ hỗ trợ người giải đoán như các bộ sưu tập ảnh mẫu chỉ thị từ các khuyết tật điển hình hiện có sẵn dưới dạng thương phẩm.

Liên hệ triển khai Đào tạo và Dịch vụ Chụp ảnh phóng xạ và NDT:

CÔNG TY CP DỊCH VỤ CÔNG NGHỆ VÀ ĐÀO TẠO PHÚC MINH ANH (PMA)

Hotline: 0889718988 – 0973145129

Email:  phucminhanh68@gmail.com; info@phucminhanh.com.vn

Bài viết Giải Đoán Ảnh Chụp Phóng Xạ đã xuất hiện đầu tiên vào ngày Công ty Phúc Minh Anh (PMA).