ES2934875T3 - Conjunto y procedimiento de inspección radiográfica - Google Patents
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Abstract
El conjunto de inspección radiográfica (1) comprende: - una fuente (3) que genera radiación ionizante; - una matriz de detectores digitales (5) que comprende una pluralidad de detectores de conteo de fotones (7), estando dispuesto cada detector de conteo de fotones (7) para detectar fotones, evaluando una energía del fotón detectado, comparando dicha energía con al menos un primer umbral de energía (E1), e incrementando un primer contador de fotones cuando la energía evaluada es superior al primer umbral de energía (E1), el detector de conteo de fotones (7) poder detectar fotones de cualquier energía en un rango [1 keV; 20000 keV];- un mando (15), dispuesto para seleccionar el primer umbral de energía (E1) en cualquier nivel del rango [100 keV; 1200 keV];- un dispositivo de cálculo (17), dispuesto para constituir una primera imagen a partir de los valores de los primeros contadores de fotones y almacenar la primera imagen. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Conjunto y procedimiento de inspección radiográfica
[0001] La presente invención se refiere a la inspección radiográfica de piezas gruesas, en particular piezas de un reactor nuclear.
[0002] Algunas piezas de una central nuclear, tales como los bucles de refrigeración primarios, se someten periódicamente a inspecciones radiográficas. El objetivo de dichas inspecciones es detectar defectos, por ejemplo, en las soldaduras que conectan tuberías entre sí.
[0003] Dichas inspecciones radiográficas se llevan a cabo típicamente usando una fuente que genera radiación ionizante y una película radiográfica.
[0004] El documento US2017/123077 divulga un sistema de inspección radiográfica que incluye una matriz de detectores digitales que comprende una pluralidad de detectores de conteo de fotones y que usa un umbral de energía de 1 MeV para eliminar la contribución del ruido de fondo, tal como la radiación dispersa.
[0005] Dicho procedimiento tiene numerosos inconvenientes.
[0006] El tiempo de exposición requerido para la película radiográfica es muy largo.
[0007] La calidad de la imagen se ve afectada por la radiación dispersa y por los puntos calientes ubicados alrededor de la pieza a inspeccionar. Un punto caliente es un punto que emite un alto nivel de radiación ionizante, debido a un depósito de contaminación o debido a la activación de una pieza de un equipo. En una central nuclear, los puntos calientes debido al Co60 son los más frecuentes.
[0008] Los operarios que manipulan el equipo usado para la inspección radiográfica pueden recibir una dosis significativa de radiación.
[0009] No es posible comprobar si la fuente y la película radiográfica están colocadas correctamente antes de que finalice la exposición.
[0010] En este contexto, el objetivo de la invención es proponer un conjunto y procedimiento de inspección radiográfica que no tengan los inconvenientes anteriores.
[0011] Según un primer aspecto, la invención se refiere a un conjunto de inspección radiográfica, que comprende:
- una fuente que genera radiación ionizante;
- una matriz de detectores digitales que comprende una pluralidad de detectores de conteo de fotones, donde cada detector de conteo de fotones está dispuesto para detectar fotones individuales, evaluar la energía del fotón detectado, comparar dicha energía con al menos un primer umbral de energía e incrementar un primer contador de fotones cuando la energía evaluada es mayor que el primer umbral de energía, donde el detector de conteo de fotones puede detectar fotones de cualquier energía en un intervalo [1 keV; 20000 keV];
- un control, dispuesto para seleccionar el primer umbral de energía en cualquier nivel en el intervalo [100 keV; 1200 keV];
- un dispositivo de cálculo, dispuesto para constituir una primera imagen usando los valores de los primeros contadores de fotones y almacenar la primera imagen.
[0012] Debido al uso de una matriz de detectores digitales (DDA) que comprende una pluralidad de detectores de conteo de fotones, el tiempo de exposición es muy rápido. Se divide por un factor superior a 10 con respecto a una película radiográfica. El tiempo total de exposición, necesario, por ejemplo, para inspeccionar una soldadura completa, puede dividirse por más de 2, dependiendo del número de DDA usado.
[0013] La dosis de radiación recibida por los operarios que manipulan el conjunto radiográfico se reduce significativamente en consecuencia.
[0014] El primer umbral de energía se puede usar para eliminar la radiación dispersa de la primera imagen. El contraste mejora drásticamente.
[0015] Ya no es necesario desarrollar la película radiográfica.
[0016] La primera imagen se puede mostrar en tiempo real, de modo que los operarios puedan juzgar si la fuente y/o la DDA están colocados correctamente.
[0017] La primera imagen se puede compartir fácilmente con los operarios/analistas que no están ubicados en la instalación donde se implementa la operación de inspección.
[0018] Es más fácil almacenar imágenes numéricas que películas radiográficas.
[0019] Según la presente invención, el conjunto de inspección radiográfica se caracteriza además porque: - cada detector de conteo de fotones está dispuesto para comparar la energía del fotón detectado con un segundo umbral de energía, e incrementar un segundo contador de fotones cuando la energía evaluada es mayor que el segundo umbral de energía, en donde el control está dispuesto para seleccionar el segundo umbral de energía en cualquier nivel en el intervalo [100 keV; 1300 keV] y es más alto que el primer umbral de energía, y en donde el dispositivo de cálculo está dispuesto para constituir una segunda imagen usando los valores de los segundos contadores de fotones y almacenar la segunda imagen; y en donde el dispositivo de cálculo está dispuesto para calcular una tercera imagen restando a la primera imagen la segunda imagen.
[0020] En realizaciones preferidas de la invención, el conjunto de inspección radiográfica puede presentar las siguientes características:
- la fuente que genera la radiación ionizante genera fotones que tienen una energía superior a 130 keV;
- el conjunto comprende un dispositivo de sujeción y movimiento, dispuesto para sostener la matriz de detectores digitales y para mover la matriz de detectores digitales entre varias posiciones de inspección con respecto a una pieza a inspeccionar.
[0021] Según un segundo aspecto, la invención se refiere a un procedimiento de inspección radiográfica de una pieza, que comprende las siguientes etapas:
- generar radiación ionizante en un primer lado de la pieza;
- seleccionar un primer umbral de energía en cualquier nivel en el intervalo [100 keV; 1200 keV];
- contar fotones usando una matriz de detectores digitales dispuesta en un segundo lado de la pieza opuesto al primer lado, comprendiendo la matriz de detectores digitales una pluralidad de detectores de conteo de fotones donde cada detector de conteo de fotones detecta fotones individuales, evaluar la energía de cada fotón detectado, comparar dicha energía con al menos el primer umbral de energía e incrementar un primer contador de fotones cuando la energía evaluada es mayor que el primer umbral de energía, pudiendo el detector de conteo de fotones detectar fotones de cualquier energía en un intervalo [1 keV; 20000 keV];
- constituir una primera imagen usando los valores de los primeros contadores de fotones y almacenar la primera imagen.
[0022] Según la presente invención, el procedimiento comprende, además:
- una etapa de seleccionar un segundo umbral de energía en cualquier nivel en el intervalo [100 keV; 1300 keV], donde el segundo umbral de energía se elige para que sea más alto que el primer umbral de energía, en donde cada detector de conteo de fotones compara la energía del fotón detectado con dicho segundo umbral de energía e incrementa un segundo contador de fotones cuando la energía evaluada es más alta que el segundo umbral de energía y en donde el procedimiento comprende una etapa de constituir una segunda imagen usando los valores de los segundos contadores de fotones y almacenar la segunda imagen; y
- una etapa de calcular una tercera imagen restando a la primera imagen la segunda imagen;
[0023] En realizaciones preferidas de la invención, el procedimiento de inspección radiográfica puede presentar las siguientes características:
- el segundo umbral de energía está comprendido entre 620 keV y 1 MeV con el fin de eliminar, en parte, de la tercera imagen al menos los fotones emitidos por el Co60;
- el procedimiento comprende una etapa de identificar defectos en la pieza usando la tercera imagen;
- la radiación ionizante generada son fotones con una energía superior a 130 keV.
[0024] Otras características y ventajas de la invención se harán evidentes al leer la descripción detallada proporcionada a continuación, meramente a modo de ejemplo y de manera no limitativa, con referencia a las siguientes figuras:
- La figura 1 es un boceto del conjunto de inspección radiográfica de la invención, usado para inspeccionar una soldadura de tubería;
- La figura 2 es un boceto que muestra las posiciones respectivas de la fuente que genera radiación ionizante y de la DDA;
- La figura 3 es un boceto que explica el principio de conversión directa, en el que se basa la DDA;
- La figura 4 es un diagrama que muestra el número de fotones transmitidos y de fotones dispersos detectados por un PCD de la DDA en la situación de la figura 2, simulados por cálculo; y
- La figura 5 es un diagrama que muestra un perfil extraído de la imagen producida por la DDA en la situación de la figura 2, en caso de que el primer umbral de energía E1 se establezca en 0 keV (curva 1), 310 keV (curva 2) y 460 keV (curva 3), donde la abscisa es la referencia de los píxeles a lo largo del perfil, y la ordenada es el conteo del PCD correspondiente a dicho píxel.
[0025] El conjunto de inspección radiográfica 1 representado en la figura 1 es un sistema de formación de imágenes destinado a inspeccionar varias piezas, que tienen un espesor mayor que 40 mm, de una central nuclear. Está adaptado, en particular, para inspeccionar las soldaduras de los bucles de refrigerante primarios, las soldaduras homogéneas del recipiente de presión del reactor, todo tipo de soldaduras con un espesor superior a 40 mm o las denominadas soldaduras bimateriales que aseguran dos piezas hechas de diferentes materiales (acero ferrítico/acero austenítico).
[0026] También se puede implementar para inspeccionar piezas con un espesor comprendido entre 40 y 400 mm, preferentemente entre 60 y 250 mm, y que pertenecen a instalaciones industriales que no son centrales nucleares, especialmente las soldaduras gruesas de dichas piezas.
[0027] El propósito de la inspección es detectar defectos en la pieza. Dichos defectos son, por ejemplo, grietas, hendiduras, falta de fusión, falta de penetración, burbujas de aire, inclusiones, áreas con un espesor reducido de material, etc.
[0028] El conjunto de inspección radiográfica 1 comprende:
- una fuente 3 que genera radiación ionizante;
- una matriz de detectores digitales (DDA) 5 que comprende una pluralidad de detectores de conteo de fotones (PCD) 7.
[0029] La fuente 3 emite típicamente fotones que tienen una energía superior a 130 keV.
[0030] La fuente 3 es, típicamente, una fuente de rayos y.
[0031] Por ejemplo, la fuente 3 es una fuente de selenio 75, iridio 192, cobalto 60 o una fuente pulsada, tal como un acelerador lineal o un betatrón.
[0032] Tal como indica la norma ASTM E2736, una matriz de detectores digitales (DDA) es un dispositivo electrónico que convierte la radiación ionizante o penetrante en una matriz discreta de señales analógicas que posteriormente se digitalizan y transfieren a un ordenador para su visualización como una imagen digital correspondiente al patrón de energía de radiación impartido sobre la región de entrada del dispositivo.
[0033] La DDA 5 es una matriz unidimensional o bidimensional. En otras palabras, incluye una sola línea o varias líneas paralelas de PCD 7.
[0034] El número de líneas está comprendido típicamente entre 256 y 2048.
[0035] El número de PCD 7 por línea está comprendido típicamente entre 256 y 2048.
[0036] La DDA 5 produce imágenes de la pieza a inspeccionar, donde cada PCD 7 define un píxel de la imagen.
[0037] La DDA 5 es un detector de detección directa. El principio de funcionamiento de dicho detector se ilustra en la figura 3.
[0038] Los detectores de detección directa comprenden una capa semiconductora de monocristalitos 11. La capa 11 convierte fotones incidentes 9 en pares electrón-orificio, que se pueden detectar directamente en un circuito de lectura de campo eléctrico intenso 13.
[0039] Como no hay una dispersión considerable de luz o electrones en el propio proceso de detección, el espesor de los monocristales y, por lo tanto, la eficacia de detección cuántica, se puede mejorar sin pérdida de nitidez de imagen.
[0040] La capa semiconductora de monocristalitos 11 es, por ejemplo, una capa de CdTe.
[0041] El circuito de lectura 13 es, por ejemplo, un circuito CMOS.
[0042] Los espesores comunes de los detectores de conteo de fotones basados en CdTe varían entre 1 mm y
5 mm.
[0043] Circuitos de lectura rápida, tal como el circuito CMOS, tienen un tiempo muerto de aproximadamente 50 -100 ns. Esto permite el conteo de fotones individuales en condiciones de exposición típicas. Cada fotón deposita una determinada carga proporcional a su energía dentro de la capa semiconductora de monocristalitos 11. Eso significa que, además de la detección de los fotones incidentes, se genera información adicional sobre su energía. Por lo tanto, cada píxel físico del circuito CMOS puede actuar como un PCD 7 y gestionar información sobre la energía del fotón.
[0044] Por lo tanto, cada detector de conteo de fotones 7 está dispuesto para:
- detectar fotones individuales,
- evaluar la energía del fotón detectado,
- comparar dicha energía con al menos un primer umbral de energía E1, e
- incrementar un primer contador de fotones cuando la energía evaluada es superior al primer umbral de energía E1.
[0045] Dichas operaciones se llevan a cabo mediante el circuito de lectura 13.
[0046] El detector de conteo de fotones 7 es capaz de detectar fotones de cualquier energía en un intervalo [1 keV; 20000 keV].
[0047] El conjunto de inspección radiográfica 1 comprende un control 15, dispuesto para seleccionar el primer umbral de energía E1 en cualquier nivel en el intervalo [100 keV; 1200 keV].
[0048] El control 15 es, por ejemplo, un ordenador que controla el circuito de lectura 13.
[0049] El conjunto de inspección radiográfica 1 comprende además un dispositivo de cálculo 17, dispuesto para constituir una primera imagen usando los valores de los primeros contadores de fotones y almacenar la primera imagen.
[0050] El dispositivo de cálculo 17 es, por ejemplo, un ordenador, típicamente el ordenador 15 que controla el circuito de lectura 13.
[0051] Esta primera imagen tiene típicamente el mismo tamaño que la DDA 5. En otras palabras, la primera imagen tiene un número de píxeles igual al número de PCD 7 de la DDA 5. Tiene el mismo número de líneas que la DDA. En cada línea, el número de píxeles es igual al número de PCD 7 en una línea de la DDA.
[0052] Cada PCD 7 corresponde a un píxel de la primera imagen. Para constituir la primera imagen, el dispositivo de cálculo 17 lee el valor del primer contador de fotones asociado a cada PCD 7. Define el color del píxel correspondiente al PCD en función de dicho valor.
[0053] En una primera realización, la primera imagen está en blanco y negro. El dispositivo de cálculo 17 asocia una intensidad de blanco al valor del primer contador de fotones. Si el valor es 0, el color es negro. Si el valor no es 0, el color es blanco, con un brillo proporcional a dicho valor.
[0054] En una segunda realización, la primera imagen está a color. El dispositivo de cálculo 17 asocia un color al valor del primer contador de fotones. Por ejemplo, define coordenadas en un sistema de coordenadas RGB (rojo, verde, azul) en función de dicho valor. Las coordenadas se calculan usando tablas o ecuaciones predefinidas.
[0055] Si es necesario, el dispositivo de cálculo 17 procede con ajustes de la primera imagen para aumentar el contraste, el brillo, etc.
[0056] Según la presente invención, cada detector de conteo de fotones 7 está dispuesto para comparar la energía del fotón detectado con un segundo umbral de energía E2, e incrementar un segundo contador de fotones cuando la energía evaluada es mayor que el segundo umbral de energía E2.
[0057] Dichas operaciones se llevan a cabo mediante el circuito de lectura 13.
[0058] El control 15 está dispuesto para seleccionar el segundo umbral de energía E2 en cualquier nivel en el intervalo [100 keV; 1300 keV].
[0059] El segundo umbral de energía E2 se elige para que sea más alto que el primer umbral de energía (E1). Por ejemplo, el segundo umbral de energía E2 es al menos 5 keV más alto que el primer umbral de energía (E1).
[0060] El dispositivo de cálculo 17 está dispuesto para constituir una segunda imagen usando los valores de los segundos contadores de fotones y almacenar la segunda imagen.
[0061] La segunda imagen está constituida como la primera imagen.
[0062] Según la presente invención, se usan dos niveles de discriminación energética. Cada PCD 7 tiene asociado dos contadores.
[0063] El conjunto de inspección radiográfica 1 comprende un dispositivo de sujeción y movimiento 19, dispuesto para sostener la matriz de detectores digitales 7 y para mover la matriz de detectores digitales 7 entre varias posiciones de inspección con respecto a una pieza 21 que se va a inspeccionar.
[0064] Se lleva a cabo una inspección en cada posición de inspección.
[0065] En el ejemplo representado en la figura 1, la pieza 21 es una tubería, con una soldadura 23 que conecta dos segmentos de tubería 25, 27 entre sí. El segmento de tubería 25 está hecho de acero inoxidable y el segmento de tubería 27 está hecho de acero ferrítico.
[0066] El dispositivo de sujeción y movimiento 19 comprende un riel 29 dispuesto alrededor de la soldadura 23 y un deslizador 31 dispuesto para deslizarse a lo largo del riel 29. La DDA 5 está fijada al deslizador 31.
[0067] Por lo tanto, la DDA 7 se puede mover sucesivamente a varias posiciones de inspección a lo largo de la soldadura 23. Las posiciones de inspección están separadas entre sí. Se eligen de modo que las imágenes generadas en las posiciones de inspección, juntas, cubran completamente la soldadura 23.
[0068] El dispositivo de cálculo 17 es tal que la primera y/o segunda imágenes se puedan visualizar en un dispositivo de visualización. Además, el dispositivo de cálculo 17 es tal que la primera y/o segunda imágenes se pueden procesar para generar otras imágenes, que se pueden visualizar en el dispositivo de visualización.
[0069] Según la presente invención, una tercera imagen se calcula restando a la primera imagen la segunda imagen, como se describe a continuación.
[0070] La primera imagen y/o la segunda imagen y/o la tercera imagen están adaptadas para detectar defectos en la pieza. Los defectos aparecen típicamente como áreas de las imágenes con una forma y/o color diferentes, que pueden detectarse visualmente por un operario cuando las imágenes se muestran en el dispositivo de visualización.
[0071] La invención también se refiere a un procedimiento de inspección radiográfica de una pieza, que se describirá a continuación.
[0072] El procedimiento está adaptado, en particular, para implementarse usando el conjunto de inspección radiográfica descrito anteriormente. Por el contrario, el conjunto de inspección radiográfica descrito anteriormente está adaptado, en particular, para implementar el procedimiento de inspección radiográfica.
[0073] Como se indicó anteriormente, el procedimiento de inspección radiográfica está adaptado para inspeccionar varias piezas gruesas de una central nuclear u otra instalación industrial. El propósito de la inspección es detectar defectos en la pieza.
[0074] El procedimiento de inspección radiográfica comprende las etapas siguientes:
- generar radiación ionizante en un primer lado de la pieza;
- seleccionar un primer umbral E1 de energía en cualquier nivel en el intervalo [100 keV; 1200 keV];
- contar fotones usando una matriz de detectores digitales 5 dispuesta en un segundo lado de la pieza opuesto al primer lado, comprendiendo la matriz de detectores digitales 5 una pluralidad de detectores de conteo de fotones 7, donde cada detector de conteo de fotones 7 detecta fotones individuales, evaluar la energía de cada fotón detectado, comparar dicha energía con al menos el primer umbral de energía E1 e incrementar un primer contador de fotones cuando la energía evaluada es mayor que el primer umbral de energía E1, pudiendo el detector de conteo de fotones 7 detectar fotones de cualquier energía en un intervalo [1 keV; 20000 keV];
- constituir una primera imagen usando los valores de los primeros contadores de fotones y almacenar la primera imagen.
[0075] Según la presente invención, el procedimiento de inspección radiográfica comprende además una etapa de seleccionar un segundo umbral de energía E2 en cualquier nivel en el intervalo [100 keV; 1300 keV], donde el segundo umbral de energía E2 se elige para que sea más alto que el primer umbral de energía E1.
[0076] Por ejemplo, el segundo umbral de energía E2 es al menos 5 keV más alto que el primer umbral de energía (E1).
[0077] En la etapa de conteo, cada detector de conteo de fotones 7 compara la energía del fotón detectado con dicho segundo umbral de energía E2 e incrementa un segundo contador de fotones cuando la energía evaluada es mayor que el segundo umbral de energía E2.
[0078] El procedimiento, en este caso, comprende una etapa de constituir una segunda imagen usando los valores de los segundos contadores de fotones y almacenar la segunda imagen.
[0079] Según la presente invención, el procedimiento comprende una etapa de calcular una tercera imagen restando a la primera imagen la segunda imagen.
[0080] Esto permite aislar en la tercera imagen solo los rayos útiles, formados por fotones cuya energía está comprendida en el intervalo E1 - E2.
[0081] El procedimiento comprende una etapa de identificar defectos en la pieza usando la primera imagen y/o la tercera imagen.
[0082] Según la presente invención, se usan dos niveles de discriminación energética. Cada PCD 7 tiene asociado dos contadores de fotones.
[0083] La radiación ionizante generada son preferentemente fotones que tienen una energía superior a 130 keV.
[0084] La radiación ionizante se genera típicamente por una fuente 3 de un tipo descrito anteriormente.
[0085] La disposición de la fuente 3 y de la DDA 5 es típicamente como se muestra en el ejemplo representado en las figuras 1 y 2.
[0086] La fuente 3 se inserta dentro de la tubería 21, hasta una posición en la que la fuente 3 se encuentra en el plano de la soldadura 23.
[0087] La fuente 3 está el lado interno de la tubería 21.
[0088] La DDA 7 está ubicada en el lado externo de la tubería 21.
[0089] Típicamente está dispuesta contra o muy cerca de la superficie externa 33 de la tubería 21 y, más específicamente, contra o muy cerca de la superficie externa de la soldadura 23.
[0090] La DDA 5 y los PCD 7 son como se describió anteriormente.
[0091] Las etapas de contar los fotones que tienen una energía mayor que el primer umbral de energía E1 y de contar los fotones que tienen una energía mayor que el segundo umbral de energía E2 se llevan a cabo simultáneamente. Cuando el PCD 7 detecta un fotón, ninguno del primero y segundo contadores de fotones se incrementa, o solo se incrementa el primer contador de fotones, o tanto el primer como el segundo contador de fotones se incrementan simultáneamente.
[0092] La primera imagen y/o la segunda imagen se constituyen como se describió anteriormente.
[0093] La tercera imagen se constituye restando a la primera imagen la segunda imagen.
[0094] De forma más precisa, la tercera imagen se constituye al considerar para cada píxel un tercer valor, igual al valor del primer contador de fotones menos el valor del segundo contador de fotones. El color del píxel se elige en función de dicho tercer valor, de la manera descrita anteriormente.
[0095] Los primeros umbrales de energía E1 y/o el segundo umbral de energía E2 se seleccionan en función del nivel o niveles de energía de la radiación ionizante generada por la fuente 3.
[0096] Típicamente, el primer nivel de energía E1 se selecciona con el fin de reducir en las imágenes el fondo debido a fotones dispersos.
[0097] Los eventos de dispersión comprenden la dispersión de Compton, la fluorescencia, la radiación de frenado, múltiples eventos, etc. El efecto global es un mayor número de eventos de dispersión detectados, cuyo espectro se extiende hacia las bajas energías.
[0098] Una ventaja significativa de la invención se refiere a la posibilidad de reducir la contaminación de imágenes de la radiación ambiental, usando el primer umbral de energía E1 y el segundo umbral de energía E2.
[0099] Por ejemplo, uno de los radionúclidos que se originan durante el funcionamiento de la central nuclear es yodo 131, que emite rayos gamma de 364 keV. La selección de un primer umbral de energía E1 superior a 364 keV, por ejemplo, igual a 460 keV, permite eliminar de la primera imagen y de la tercera imagen la contaminación de la posible presencia de este radionúclido en el entorno de inspección.
[0100] También existe la posibilidad de seleccionar el segundo umbral de energía E2 con el fin de reducir la contaminación de imágenes debido a los radionúclidos que emiten rayos gamma de alta energía, tal como el cobalto 60 o el cesio 137. El cobalto 60 emite rayos gamma con energías de 1,17 y 1,33 MeV. El Cs137 emite rayos gamma con energías de 662 keV.
[0101] La selección del segundo umbral de energía E2 entre 620 keV y 1 MeV permite eliminar, en parte, de la tercera imagen al menos los fotones emitidos por el Co60. Cuando el segundo umbral de energía E2 se elige por debajo de 660 keV, los fotones emitidos por el Co60 y el Cs137 se eliminan en parte.
[0102] La selección de E1 a 460 keV y de E2 a 650 keV aísla una imagen útil compuesta por fotones cuya energía está comprendida en el intervalo 460 keV - 650 keV.
[0103] Cabe señalar que el E2 es mayor que 612,5 keV, la mayor energía (útil) del espectro del iridio 192. En consecuencia, la presencia del segundo umbral de energía no perturbará la calidad de imagen.
[0104] Las figuras 4 y 5 muestran cómo se pueden seleccionar los primeros umbrales de energía E1 para el ejemplo de implementación ilustrado en las figuras 1 y 2.
[0105] La figura 4 es un gráfico que muestra el número de fotones transmitidos (picos representados mediante líneas continuas) y de fotones dispersos (curva representada mediante una línea interrumpida) detectados por un PCD 7 de la DDA 5 en la situación de la figura 2. La energía de los fotones en keV está en abscisas.
[0106] La figura 5 es un diagrama que muestra un perfil extraído de la imagen producida por la DDA de la figura 2, en caso de que el primer umbral de energía se establezca en 0 keV (curva 1), Eth1 = 310 keV (curva 2) y Eth2 = 460 keV (curva 3). La abscisa corresponde a la referencia de los píxeles a lo largo del perfil, y la ordenada es el conteo del PCD 7 correspondiente a dicho píxel.
[0107] Las figuras 4 y 5 se obtuvieron mediante simulación.
[0108] La fuente 3 es una fuente de Ir192.
[0109] El cálculo se realizó suponiendo que dos defectos 35 están ubicados en la superficie interna de la tubería 21, en la superficie de contacto entre la soldadura 23 y los segmentos de tubería 25, 27. El tamaño de cada defecto 35 es de 20 mm x 6 mm x 0,1 mm.
[0110] El espesor de la pared de la tubería es de aproximadamente 84 mm y el diámetro externo de la tubería es de aproximadamente 948 mm.
[0111] La pendiente de la superficie de contacto entre la soldadura y los segmentos de tubería 25, 27 es de 13°.
[0112] Los eventos de dispersión no se eliminan de la imagen cuando el primer umbral de energía es 0. Una parte de los eventos de dispersión se elimina eligiendo el primer umbral de energía en Eth1 = 310 keV, como se muestra en la figura 4. La mayor parte de los eventos de dispersión se elimina eligiendo el primer umbral de energía en Eth2 = 460 keV, como se muestra en la figura 4.
[0113] La reducción de los eventos de dispersión produce imágenes que tienen un contraste más nítido, como aparece en la figura 5.
[0114] Los dos defectos 25 aparecen en la figura 5 como dos picos pequeños, ubicados alrededor del píxel número 50 y el píxel número 200. Los dos detalles ampliados a la derecha de la figura 5 muestran claramente que la altura del pico es mayor cuando el primer umbral de energía es Eth1 = 310 keV, e incluso mayor cuando el primer umbral de energía es Eth2 = 460 keV.
[0115] Los defectos son detectados visualmente por los operarios en la primera imagen y/o en la tercera imagen.
[0116] Los defectos aparecen típicamente como áreas de las imágenes con una forma y/o color diferentes, que pueden detectarse visualmente por un operario cuando las imágenes se muestran en el dispositivo de visualización.
Claims (7)
1. Conjunto de inspección radiográfica (1), que comprende:
- una fuente (3) que genera radiación ionizante;
- una matriz de detectores digitales (5) que comprende una pluralidad de detectores de conteo de fotones (7), donde cada detector de conteo de fotones (7) está dispuesto para detectar fotones individuales, evaluar la energía del fotón detectado, comparar dicha energía con al menos un primer umbral de energía (E1) e incrementar un primer contador de fotones cuando la energía evaluada es mayor que el primer umbral de energía (E1), donde el detector de conteo de fotones (7) puede detectar fotones de cualquier energía en un intervalo [1 keV; 20000 keV]; - un control (15), dispuesto para seleccionar el primer umbral de energía (E1) en cualquier nivel en el intervalo [100 keV; 1200 keV];
- un dispositivo de cálculo (17), dispuesto para constituir una primera imagen usando los valores de los primeros contadores de fotones y almacenar la primera imagen;
en donde cada detector de conteo de fotones (7) está dispuesto para comparar la energía del fotón detectado con un segundo umbral de energía (E2), e incrementar un segundo contador de fotones cuando la energía evaluada es mayor que el segundo umbral de energía (E2);
- el control (15) está dispuesto para seleccionar el segundo umbral de energía (E2) en cualquier nivel en el intervalo [100 keV; 1300 keV] y superior al primer umbral de energía (E1);
- el dispositivo de cálculo (17) está dispuesto para constituir una segunda imagen usando los valores de los segundos contadores de fotones y almacenar la segunda imagen y; en donde el dispositivo de cálculo (17) está dispuesto para calcular una tercera imagen restando a la primera imagen la segunda imagen.
2. El conjunto de inspección radiográfica según la reivindicación 1, en donde la fuente (3) que genera radiación ionizante genera fotones que tienen una energía superior a 130 keV.
3. El conjunto de inspección radiográfica según la reivindicación 1 o 2, en donde el conjunto comprende un dispositivo de sujeción y movimiento (19), dispuesto para sostener la matriz de detectores digitales (7) y para mover la matriz de detectores digitales (7) entre varias posiciones de inspección con respecto a una pieza que se va a inspeccionar.
4. Procedimiento de inspección radiográfica de una pieza, que comprende las siguientes etapas:
- generar radiación ionizante en un primer lado de la pieza;
- seleccionar un primer umbral de energía (E1) en cualquier nivel en el intervalo [100 keV; 1200 keV];
- contar fotones usando una matriz de detectores digitales (5) dispuesta en un segundo lado de la pieza opuesto al primer lado, comprendiendo la matriz de detectores digitales (5) una pluralidad de detectores de conteo de fotones (7), donde cada detector de conteo de fotones (7) detecta fotones individuales, evaluar la energía de cada fotón detectado, comparar dicha energía con al menos el primer umbral de energía (E1) e incrementar un primer contador de fotones cuando la energía evaluada es mayor que el primer umbral de energía (E1), pudiendo el detector de conteo de fotones detectar fotones de cualquier energía en un intervalo [1 keV; 20000 keV];
- constituir una primera imagen usando los valores de los primeros contadores de fotones y almacenar la primera imagen;
en donde el procedimiento comprende una etapa de seleccionar un segundo umbral de energía (E2) en cualquier nivel en el intervalo [100 keV; 1300 keV], donde el segundo umbral de energía (E2) se elige para que sea más alto que el primer umbral de energía (E1), en donde cada detector de conteo de fotones (7) compara la energía del fotón detectado con dicho segundo umbral de energía (E2) e incrementa un segundo contador de fotones cuando la energía evaluada es más alta que el segundo umbral de energía (E2) y en donde el procedimiento comprende una etapa de constituir una segunda imagen usando los valores de los segundos contadores de fotones y almacenar la segunda imagen; y
en donde el procedimiento comprende una etapa de calcular una tercera imagen restando a la primera imagen la segunda imagen.
5. El procedimiento de inspección radiográfica según la reivindicación 4, en donde el segundo umbral de energía (E2) está comprendido entre 620 keV y 1 MeV, con el fin de eliminar, en parte, de la tercera imagen al menos los fotones emitidos por el Co60.
6. El procedimiento de inspección radiográfica según la reivindicación 4 o 5, en donde el procedimiento comprende una etapa de identificar defectos (25) en la pieza usando la tercera imagen.
7. El procedimiento de inspección radiográfica según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en donde la radiación ionizante generada son fotones que tienen una energía superior a 130 keV.
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