1. Qualidade de Imagens em Radiografia Industrial Sistemas de Radioscopia Prof. Dr. Walmor Cardoso Godoi Universidade Tecnolgica Federal do Paran Departamento de Fsica DAFIS E-mail: walmorgodoi@utfpr.edu.br http://www.walmorgodoi.com/utfpr

2. Agenda IntroduoOs ENDs, Radiografia Industrial e suas Aplicaes Objetivos Apresentar a proposta para odesenvolvimento de metodologia para qualificao de equipamentos de radioscopia Materiais e mtodos Alguns resultados Concluses 3. Ensaios No Destrutivos Ensaios No-Destrutivos (END) permitem avaliar, tanto no local de instalao quanto em laboratrio, um componente, sem modificar suas caractersticas fsicas, mecnicas e dimensionais e sem comprometer o uso do componente no futuro. Exemplos: Ultrassom, Radiografia Industrial, Infravermelho, Lquidos Penetrantes Apostila Radiologia Industrial - Abendi 4. Radiografia Industrial Radiografia e a Tomografia Computadorizada Industriais Instalaes Abertas e Fechadas Locais: Aeroportos, Portos, Indstrias e Laboratrios. Legislao: CNEN Comisso Nacional de Energia NuclearNorma Instalao Radiativa - NN 6.04 REQUISITOS DE SEGURANA E PROTEO RADIOLGICA PARA SERVIOS DE RADIOGRAFIA INDUSTRIAL Resoluo CNEN 145/13 Publicao DOU em 25.03.2013 Link: http://www.cnen.gov.br/seguranca/normas/pdf/Nrm 604.pdf 5. Radiografia IndustrialPorto de Vila Velha ES um Tecnlogo e quatro Tcnicos em Radiologia na operao do equipamento 6. DAS INSTALAES FSICAS E FONTES DE RADIAO Art. 3 da NN 6.04 - As fontes de radiografia industrial caracterizam-se como: I - gamagrafia industrial: fontes seladas emissoras de radiao gama incorporadas a irradiadores; e II - raios-x industrial: equipamentos de raios-x portteis e os fixos que operam no interior de cabines blindadas. 7. DAS RESPONSABILIDADES DAS RESPONSABILIDADES Art. 4 Uma instalao de radiografia industrial deve possuir: I - Supervisores de Proteo Radiolgica (SPR) em Radiografia Industrial; e II - Operadores de Radiografia Industrial. 2 Os SPR devero ser certificados pela CNEN, conforme Resoluo CNEN 111/11 Certificao da Qualificao de Supervisores de Proteo Radiolgica; e 3 Os Operadores de Radiografia Industrial devero obter registro conforme resoluo especfica sobre registro de operadores de radiografia industrial em proteo radiolgica. 8. Aplicaes Anlise de trincas e defeitos em peas Metlicas, PolimricasAnlise de compostos Anlise de soldas eletrnicas em placas Anlise de amostras de concreto de estruturas de barragens 9. Radiografias em Placas Eletrnicas para Verificao de Solda 10. PrincpioFilme ou detector digitalFonte: Apostila ABENDI 11. Aquisio de 180 projees (.his ) usando um DR (16 bits, 4096 x 4096 pixels, 200 um/pixel)Fonte raios X 225 kVp, 10 mA 12. Concreto retirado de barragem 13. RadioscopiaTable - sample holder 14. Industrial CT systemDC Motor 15. Anlise de Bolhas em Isolador Polimrico de redes de energia eltrica por radiografia 16. Anlise de Bolhas em Isolador Polimrico de redes de energia eltrica por tomografia 3D 17. Necessidade de qualificar os equipamentos Equipamentos radiogrficos industriais so diversificados, assim como seu uso. Equipamentos antigos no Brasil Normas baseiam-se nas imagens obtidas de componentes especficos. Necessidade de metodologia para qualificar os equipamentos de radiografia industriais operando em cabines. 18. Radiografia Digital Industrial Detectores Digitais Tubos Intensificadores de imagensradioscopia Image Plates (CRs) radiografia e gamagrafiaDetectores diretos (Flat Panels - DRs) a-Si, Ge radiografia, gamagrafia e aceleradores lineares 19. Objetivos da pesquisa Desenvolver metodologia para qualificao de equipamentos de radiografia industrial digital (fluoroscopia industrial). 20. ParmetrosDescrioAquisio kVp, mA, tempo de exposio, tamanho focal do gerador, campo de viso (FOV, 4, 6e 9), calibrao e utilizao de phantoms, IQIs, treinamento, funo de transferncia de modulao do detector, resoluo espacial, contraste, resoluo de profundidade e tamanho do pixel.Parmetros de Qualidade Visualizao Tipo monitor, tamanho do monitor, tamanhodopixel,formato,luminosidade, contraste, magnificao e distoro. Critrio no uso de filtros digitais Processamento Digital de Imagens (PDI) Base de Dados Armazenamento, identificao, transmisso e compresso de dados. Formato da imagem (DICONDE?) 21. Resoluo e Contraste Resoluo: pode ser definida como a variao de contraste entre os materiais. Contraste: grau de diferenciao das variaes de densidades nas estruturas do objeto variao de tons de cinza na imagem depende da energia e intensidade de ftons Resoluo de alto e baixo contraste 22. Resoluo e Contraste O contraste numa imagem radiogrfica digital pode-se ser calculado de acordo com a equaoC (%)L2 Lm axL1L1 100 % Lm inL2 23. Rudo Em filmes radiogrficos rudos so variaes abruptas de densidades. Nos sistemas digitais define-se rudo quando h variaes aleatrias dos tons de cinza ao redor do valor real do pixel. Para um ROI (Region of Interest) podemos calcular utilizando o desvio padro:rudo SD1 n 1i2nL L i1ROI 24. Princpios Radiogrficos Geomtricos A magnificao, a distoro e a penumbra geomtrica fazem parte dos ensaios radiogrficos A distoro da imagem no pode ser totalmente eliminada em virtude dos formatos das peas, do foco a ser utilizado e dos ngulos que se dispem para a realizao do ensaio radiogrfico 25. Materiais e Mtodos Dois sistemas de aquisio radiogrficodigital industriais digitais foram utilizados na pesquisa Confeco de phantoms em peas de alumnio (material de interesse!) Uso de um IQI da Philips para alto contraste Aquisio e variao dos parmetros nos dois equipamentos Medidas dos parmetros com ImageJ (desenvolver software!) 26. Materiais e Mtodos Sistema Radioscpico Cabine Modelo CST 160, marca Gilardoni Gerador de raios X 160 kV, 500 W e corrente at 7,0 mA Intensificador de imagens acoplado a uma cmera de vdeo, armazenamento de imagens em formato BMP, com 8 bits. Focos de aquisio de 4, 6 e 9 DFO de 13 cm Distncia do intensificador ao tubo de raios X de 1 m Aquisies com tenso do tubo variando de 30 a 65 kV, com a corrente constante durante as aquisies de 2,5 mA. 27. Materiais e Mtodos Sistema digital direto Gerador raios X - foco 0,01 0,01 mm Faixa de tenso de 20 a 70 kV, corrente de trabalho de 0 a 0,1 mA Detector digital Flat Panel, modelo CT7942 do fabricante Hamamatsu, pixel a-Si de 50 m, dimenso de 12 x 11 cm Aquisio de imagens em PNG de 12 bits, para aquisio radiogrfica Distncia do tubo ao detector de 60 cm, 28. Materiais e Mtodos Phantoms 29. Materiais e Mtodos Composio por anlise qumica da liga de alumnio utilizado na confeco dos phantoms. Ensaio de espectrometria por Energia Dispersiva de Raios X (EDS).Si Fe Cu Mn Mg Cr Ni Zn Ti Pb Sn Al % % % % % % % % % % % % 8,7 0,9 3,5 0,2 0,1 0,0 0,1 1,0 0,0 0,1 0,0 85,2Fb % 1,5 30. Resultados Sistema Radioscpico Contraste 31. Resultados Sistema Radioscpico Contraste 32. Sistema RadioscpicoResultados Contraste 33. Resultados ContrasteRegioSistema RadioscpicoC (%)L2 Lm axL1 100 % Lm inFOCO 6A/B B/C C/D D/E E/FContraste em 55 kV 3,57% 3,45% 9,46% 14,13% 11,45%Contraste em 60 kV 4,64% 5,19% 10,47% 15,18% 11,38%F/G G/HFOCO 4Contraste em 50 kV 7,64% 0,49% 6,44% 10,59% 10,92% 25,31% 36,37%22,33% 32,64%22,11% 31,44%Regio A/B B/C C/D D/E E/F F/G G/H40 kV 0,68% 0,52% 0,45% 0,71% 0,42% 8,33% 44,53%50 kV 7,19% 0,72% 6,76% 9,17% 10,27% 23,27% 36,44%60 kV 3,96% 1,48% 4,09% 10,11% 17,02% 11,74% 21,30%Regio A/BFOCO 940 kV 12,37%50 kV 3,65%55 kV 7,75%B/C C/D D/E1,42% 2,25% 4,36%1,55% 5,72% 8,05%0,44% 7,15% 15,97%E/F7,55%10,85%11,77%F/G17,32%21,61%23,23%G/H40,18%32,70%8,52% 34. Sistema digital diretoResultados Contraste Parmetros de aquisio: 70 kV, 0,01 mA e 5s de exposio do detectorRegiesContraste a70 kV (%) A/B0,94B/C5,99C/D12,48D/E16,58E/F12,99F/G2,03G/H26,28 35. Resultados Sistema Radioscpico RudoFoco 4, 60 kV, 2.5 mA 36. Resultados Sistema Radioscpico Rudo FOCOsoftware ImageJ rudoSD1 n 1i42nL L i16Imagem bmp 8 bits 0 at 255 tons 9kVS.D EXTREMIDADESS.D CENTRO40 50 60 65 70 45 50 55 60 65 70 40 45 50 55 601,033 1,825 2,887 3,692 3,895 1,381 1,712 2,23 3,175 3,363 3,892 1,801 1,989 3,157 4,288 5,9550,675 1,267 2,606 3,844 5,064 1,023 1,326 1,837 2,485 3,793 4,519 0,937 1,166 1,842 2,998 4,541 37. ResultadosSistema digital direto RudoROI 1242,8152190,414370 kV, 0,1 mA e 7s Imagem PNG 12 bits 0 4095 tonsSD210,291 38. Sistema RadioscpicoResultados Distoro geomtrica69 39. Sistema digital diretoResultados Distoro geomtricaNo h deformidade geomtrica 40. Sistema digital diretoResultados Resoluo de alto contraste 41. ResultadosSistema digital direto Resoluo de alto contraste - IQI 42. Sistema radioscpico e digital diretoResultados Resoluo de alto contraste1,5 mm a 3,5 mm 43. Concluses Equipamentos abordados so diferentes, mas podem ser submetidos ao mesmo mtodo para qualificao. Anlises das imagens dos phantoms mostraram resultados equivalentes para o sistema de radioscopia e sistema digital direto, com vantagens ao sistema com intensificador de imagens em alguns parmetros medidos. Metodologia proposta pode ser eficiente na qualificao dos equipamentos e servir de guia para legislar sobre tais equipamentos (como sugesto para rgos como a Abendi). A metodologia proposta vivel e permite apoio na qualificao do equipamento radiogrfico industrial para a inspeo de um dado componente, tal como os manufaturados de alumnio. 44. Obrigado! Prof. Dr. Walmor Cardoso Godoi Universidade Tecnolgica Federal do Paran UTFPR Departamento de Fsica - DAFIS Curitiba - PR e-mail: walmorgodoi@utfpr.edu.br url: http://www.walmorgodoi.com/utfpr