[Đồ án] Ứng dụng phương pháp chụp ảnh phóng xạ nhằm xác định độ an mòn các ống công nghệ của nhà máy công nghiệp

Thông tin tài liệu

Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Để có được những kiến thức, hiểu biết trong suốt những năm học tập ở trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, cũng như thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Các thầy cô giảng viên Viện kỹ thuật Hạt nhân và Vật lý Môi trường, Viện Vật lý Kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa Hà nội đã tận tình dạy bảo và truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm học tập và làm việc. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ks. V ũ Tiến Hà –Giám đốc trung tâm Đánh giá không phá huỷ và Ths. Vũ Tiến Phong đã không tiếc thời gian, công sức trực tiếp hướng dẫn trong suốt thời gian em làm đồ án tại trung tâm. Em cũng xin chân thành cảm ơn các anh chị ở Trung tâm đánh giá không phá huỷ đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn động viên và bên em trong cuộc sống cũng như trong học tập. Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, tháng 6/2011 Nguyễn Văn Thanh-K51-ĐHBKHN Trang 1 Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC Trang DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ 5 PHẦN 1: MỞ ĐẦU 7 PHẦN 2: NỘI DUNG 9 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP 9 1.1: Cơ sở vật lý 10 1.1.1: Tương tac bức xạ môi trường 10 1.1.1.1: Tính chất cơ bả của bức xạ tia X và tia Gamma 10 1.1.1.2; Hấp thụ quang điện 12 1.1.1.3: Tán xạ compton 14 Nguyễn Văn Thanh-K51-ĐHBKHN Trang 2 Đồ án tốt nghiệp 1.1.1.4: Hiệu ứng tạo cặp 15 1.1.2: Phân loại nguồn 16 1.1.2.1: Máy phát tia X 16 1.1.2.2: Nguồn phát tia gamma 18 1.2: Ăn mòn 21 1.2.1: Khái niệm 21 1.2.2: Tầm quan trong về mặt kinh tế của kiểm soát ăn mòn kim loại 23 1.2.3: Các dạng ăn mòn 23 1.2.4: Các biện pháp chống ăn mòn kim loại 25 1.3: Kỹ thuật chụp phóng xạ để xác định ăn mòn 26 Nguyễn Văn Thanh-K51-ĐHBKHN Trang 3 Đồ án tốt nghiệp 1.3.1: Chụp ảnh phóng xạ truyền thống 26 1.3.1.1: Định nghĩa 26 1.3.1.2: Nguyên lý của chụp ảnh phóng xạ 26 1.3.1.3: Phim trong chụp ảnh phóng xạ truyền thống 28 1.3.2: Kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ số 30 1.3.2.1: Phim trong chụp ảnh phóng xạ số (Tấm IP) 30 1.3.2.2: Máy đọc ảnh kỹ thuật số CR-35 32 1.3.3: Kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ số xác định chiều dày kim loại và ăn mòn vật liệu 33 1.3.3.1: Kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ tạo bóng 33 1.3.3.2: Kỹ thuật xác định sự thay đổi vùng chiều dày thông qua thay đổi vùng độ đen(giá trị sám trong ảnh số)- kỹ thuật chụp ảnh hai thành hai ảnh Nguyễn Văn Thanh-K51-ĐHBKHN Trang 4 Đồ án tốt nghiệp chồng nhau(SDWDI) 35 1.3 4 Liều chiếu và an toàn trong chụp ảnh phóng xạ 37 1.3.4.1: Định nghĩa liều chiếu 37 1.3.4.2: Các phương pháp xác định liều chiếu………………………………… …37 1.3.4.3. Phương pháp giản đồ chiếu 38 1.3.4 .4 An toàn bức xạ 40 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 43 2.1: Thiết kế và chế tạo mẫu đối chứng 43 2.2: Các thiết bị bố trí trong thực nghiệm 43 2.2.1: Máy phát tia X 43 2.2.2: Máy quét ảnh Scan Nguyễn Văn Thanh-K51-ĐHBKHN Trang 5 Đồ án tốt nghiệp 45 2.2.3: Phần mềm xử lý ảnh Isee 45 2.3: Bố trí hình học 49 2.4: Thực hành 50 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 51 3.1: Xác đinh đường kính lỗ 53 3.2: Suy giảm bề dày của các bậc 54 3.3: Độ ăn mòn các lỗ 55 Nguyễn Văn Thanh-K51-ĐHBKHN Trang 6 Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ A. HÌNH VẼ Hình 1.1 : Phương pháp chụp ảnh phóng xạ 9 Hình 1.2 :Định luật tỷ lệ nghịch bình phương 10 Hình 1.3 :Định luật hấp thụ 11 Hình 1.4 :Hiệu ứng hấp thụ quang điện 12 Hình 1.5 :Hiệu ứng tán xạ compton 14 Hình 1.6 :Sự tạo cặp 15 Hình 1.7 :Sơ đồ phát tia X 16 Nguyễn Văn Thanh-K51-ĐHBKHN Trang 7 Đồ án tốt nghiệp Hình 1.8 :Biểu đồ dạng phổ bức xạ tia X 18 Hình 1.9 :Giản đồ bước sóng, tần số của các loại sóng điện từ 19 Hình 1.10:Biểu đồ dạng phổ các nguồn gamma 20 Hình 1.11: Một số hình ảnh về ăn mòn 22 Hình 1.12: Nguyên lý kiểm tra khuyết tật bằng phương pháp chụp ảnh phóng xạ 27 Hình 1.13:Cấu tạo phim chụp ảnh bức xạ 28 Hình 1.14:Quá trình tạo ảnh ẩn trên tấm IP 30 Hình 1.15:Quá trình đọc ảnh 32 Hình 1.16: Sơ đồ cấu tạo máy đọc ảnh kỹ thuật số CR-35 32 Hình 1.17: Nguyên lý chụp ảnh phóng xạ tạo bóng 33 Hình 1.18: 34 Hình 1.19: Nguyên lý của kỹ thuật so sánh độ đen (mức xám) trên phim 35 Hình 1.20: Xác định chiều dày bằng phần mềm Isee 36 Hình 1.21:Đường đặc trưng đối với một loại phim nhất định 38 Hình 1.22:Giản đồ chiếu cho máy phát tia X, SMART-300 dùng cho chụp vật liệu thép ở các giá trị cao áp khác nhau 39 Hình 2.1: Bản vẽ thiết kế mẫu đối chứng 44 Hình 2.2: Máy quét ảnh Scan CR-35 45 Hình 2.3: Giao diện phần mềm Isee 45 Hình 2.4: Tối ưu hóa quan sát và tối ưu hóa giá trị 46 Hình 2.5: Filter lowpass 47 Nguyễn Văn Thanh-K51-ĐHBKHN Trang 8 Đồ án tốt nghiệp Hình 2.6: Chuẩn thang đo 47 Hình 2.7: Xác định đường kính, vùng và chiều dài khuyết tật bằng Isee V1.10 48 Hình 2.8: Xác định đường kính ống, chiều dỳ thành bằng Isee V1.10. 48 Hình 2.9: Xác định độ ăn mòn của thành ống trên mẫu đối chứng 49 Hình 2.10: Kiểm tra đường ống bằng chụp ảnh xuyên qua hai thành ống 49 Hình 2.11: Quét ảnh 50 Hình 2.12: Xử lý ảnh 50 Hình 3.1: Xác định đường kính lỗ 52 Hình 3.2: Kết quả đo mẫu thực tế 54 PHẦN 1: MỞ ĐẦU Đất nước ta đang phát triển đô thị hóa, công nghiệp hóa và hiện đại hóa. Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân là một lĩnh vực đã hình thành từ lâu, nó đã và đang phát triển rất mạnh trên toàn thế giới, mang lại nhiều lợi ích về kinh tế và có những đóng góp quan trọng vào đời sống xã hội. Ở nước ta hiện nay, năng lượng và ứng dụng kỹ thuật hạt nhân đang là vấn đề được quan tâm và đầu tư đặc biệt. Một trong những ứng dụng quan trọng của kỹ thuật hạt nhân là kiểm tra không phá hủy (Non-Destructive Testing- NDT). Kiểm tra không phá hủy gồm nhiều Nguyễn Văn Thanh-K51-ĐHBKHN Trang 9 Đồ án tốt nghiệp phương pháp, mỗi phương pháp có những vai trò và khả năng khác nhau, chụp ảnh phóng xạ là một trong những phương pháp chủ lực của NDT. Vấn đề ăn mòn kim loại có liên quan hầu hết đến các ngành kinh tế. Người ta tính được rằng giá tiền chi phí cho lĩnh vực ăn mòn chiếm khoảng 4% tổng thu nhập quốc dân đối với những nước có nền công nghiệp phát triển. Chi phí này tính cho các khoản sau: • Những mất mát trực tiếp: tiền chi phí cho việc thay thế các vật liệu đã bị ăn mòn và những thiết bị xuống cấp do ăn mòn gây ra. • Những tổn thất gián tiếp: chi phí cho việc sửa chữa số lượng sản phẩm giảm chất lượng trong quá trình sản xuất hoặc bị mất mát do hiện tượng ăn mòn kim loại gây ra. • Chi phi cho các biện pháp để phòng ngừa, các biện pháp để bảo vệ chống ăn mòn kim loại. Thông thường chi phí trực tiếp ít hơn rất nhiều so với chi phí gián tiếp. vì vậy việc nghiên cứu bảo dưỡng và bảo vệ chống ăn mòn, kéo dài thời gian sử dụng các thiết bị , máy móc, các cấu kiện, cầu cảng, tàu biển, các công trình ven biển … Thường xuyên là vấn đề rất có ý nghĩa về mặt khoa học kỹ thuật cũng như về mặt kinh tế. Chụp ảnh phóng xạ là một phương pháp để kiểm tra ăn mòn kim loại rất tốt. Ngoài ra sử dụng máy tính hỗ trợ trong chụp ảnh phóng xạ làm tăng khả năng phát hiện ăn mòn cao. Đây chính là hướng nghiên cứu trong đồ án “ Ứng dụng phương pháp chụp ảnh phóng xạ nhằm xác định mức độ ăn mòn các ống công nghệ của nhà máy công nghiệp ”. Đồ án gồm những nội dung chính sau: Phần 1: Mở đầu Phần 2: Nội dung Chương I: Cơ sở của phương pháp Nguyễn Văn Thanh-K51-ĐHBKHN Trang 10 [...]... loại Nâng cao độ bền chống ăn mòn kim loại bằng các lớp sơn phủ Bảo vệ chống ăn mòn kim loại bằng phương pháp điện hoá 1.3 Kỹ thuật chụp phóng xạ để xác định ăn mòn 1.3.1 Chụp ảnh phóng xạ truyền thống 1.3.1.1 Đ ịnh ngh ĩa [1] Chụp ảnh phóng xạ là quá trình hướng các tia phóng xạ tới vật cần kiểm tra, xuyên qua nó và tạo ảnh trên phim Sau khi xử lý phim sẽ chứa hình ảnh vật kiểm với các vùng “tối,... nhập quốc dân đối với những nước có nền công nghiệp phát triển Trong đó có phần chi phí cho các biện pháp để phòng ngừa, các biện pháp để bảo vệ chống Việc kiểm soát ăn mòn kim loại trong các hệ thống ống công nghệ của các nhà máy công nghiệp cho phép các nhà máy nhanh chóng có giải pháp phòng ngừa nhằm hạn chế tối đa các rủi ro trong vận hành, nâng cao hiệu quả sử dụng, nâng cao hiệu suất vận hành tức... những tia mới tìm được này Roentgen đã chụp được một số bức ảnh bóng của các vật khác nhau Những bức ảnh này đã đánh dấu sự ra đời của phương pháp chụp ảnh phóng xạ Khoảng một năm sau thì phương pháp chụp ảnh bức xạ được áp dụng kiểm tra các khuyết tật mối hàn Nguyễn Văn Thanh-K51-ĐHBKHN Trang 18 Đồ án tốt nghiệp Hình 1.7 Sơ đồ ống phát tia X Tia X là bức xạ điện từ giống ánh sáng nhưng có bước sóng nhỏ... Plate translation: Sub-scan direction Output Signal PMT ADC Amplifier To Image Processor Hình 1.16: Sơ đồ cấu tạo máy đọc ảnh kỹ thuật số CR-35 Nguyễn Văn Thanh-K51-ĐHBKHN Trang 35 Đồ án tốt nghiệp 1.3.3 Kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ số xác định chiều dày kim loại và ăn mòn vật liệu [5,8] Có hai phương pháp xác định chiều dày kim loại: - Xác định bằng chụp ảnh phóng xạ tạo bóng - Xác định bằng sự thay đổi... không có khuyết tật Như vậy, độ nhạy của ảnh chụp phóng xạ dựa vào nguyên lý che “tối, sáng” của bức xạ trên phim sau khi đi qua vật liệu Sự khác nhau của các vùng tối sáng được dịch ra các thông tin liên quan đến cấu trúc bên trong của vật liệu 1.3.1.3 Phim trong chụp ảnh phóng xạ truyền thống a) Cấu tạo phim Hình 1.13 cấu tạo phim chụp ảnh bức xạ Cấu tạo phim chụp bức xạ: 1 – Lớp nền (175÷200 μm)... lại Trong quá trình hiện ảnh, ảnh “tiềm tàng“ trở thành nhìn thấy được Công cụ được sử dụng để ghi nhận ảnh theo cơ chế nêu trên trong chụp ảnh phóng xạ công nghiệp là phim tia X Nguyễn Văn Thanh-K51-ĐHBKHN Trang 32 Đồ án tốt nghiệp 1.3.2 Kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ số [5,8] 1.3.2.1 Phim trong chụp ảnh phóng xạ số( Tấm IP) a) Cấu tạo Tấm IP được phủ 1 lớp hóa chất là hỗn hợp của 3 loại bari fluorohalides... electron quang điện gây ion hóa phim (làm đen phim) trong chụp ảnh phóng xạ Do vậy hiệu ứng quang điện được sử dụng để tạo ảnh trên phim trong chụp ảnh phóng xạ 1.1.1.3 Tán xạ compton Khi năng lượng của photon được tăng lên vượt khỏi vạch K (cạnh hấp thụ K : 115KeV) thì quá trình hấp thụ chủ yếu thay đổi từ hiệu ứng hấp thụ quang điện sang hiệu ứng tán xạ compton Hình 1.5 Hiệu ứng tán xạ compton Tán xạ compton... chiếu xạ hấp thụ 87.7 erg/g Hoạt độ phóng xạ riêng của nguồn thường được đo theo đơn vị là số Curie trong một gam Đây là đơn vị quan trọng trong chụp ảnh phóng xạ Một nguồn phóng xạ có hoạt độ riêng càng cao nghĩa là có thể tạo ra một nguồn có cường độ cho trước theo một kích thước vật lý nhỏ, điều này đóng vai trò quan trọng với quan điểm về độ xác định của ảnh chụp bức xạ Với cùng một nguồn được chế... pin hoạt động thụ động do sự chênh lệch về độ thoáng khômg khí • Ăn mòn lỗ hay còn gọi là ăn mòn điểm(pitting corrosion) Ăn mòn lỗ là một dạng ăn mòn cục bộ tạo ra các lỗ có kích thước nhỏ ,độ sâu của lỗ có thể lớn hơn đường kính của nó Dạng ăn mòn này xảy ra trên các kim loại,hợp kim có màng thụ động(Al,Ni,Ti,Zn,thép không gỉ) 1.2.4 Các biện pháp chống ăn mòn kim loại [2] Các biện pháp chống ăn mòn kim... tốt nghiệp Chương II: Phương pháp thực nghiệm Chương III: Kết quả và thảo luận Phần 3: Kết luận PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP Là phương pháp kiểm tra không phá hủy mẫu sử dụng bức xạ ion hóa có độ xuyên sâu cao (tia X, gamma, nơtron) để tạo hình ảnh thấy được trên phim phóng xạ nhằm xác định các khuyết tật bên trong của nhiều loại vật liệu và có cấu hình khác nhau Một phim chụp ảnh . Đây chính là hướng nghiên cứu trong đồ án “ Ứng dụng phương pháp chụp ảnh phóng xạ nhằm xác định mức độ ăn mòn các ống công nghệ của nhà máy công nghiệp ”. Đồ án gồm những nội dung chính sau: Phần. soát ăn mòn kim loại 23 1.2.3: Các dạng ăn mòn 23 1.2.4: Các biện pháp chống ăn mòn kim loại 25 1.3: Kỹ thuật chụp phóng xạ để xác định ăn mòn 26 Nguyễn Văn Thanh-K51-ĐHBKHN Trang 3 Đồ án. đã chụp được một số bức ảnh bóng của các vật khác nhau. Những bức ảnh này đã đánh dấu sự ra đời của phương pháp chụp ảnh phóng xạ. Khoảng một năm sau thì phương pháp chụp ảnh bức xạ được áp dụng

Ngày đăng: 18/05/2014, 19:22

Xem thêm: [Đồ án] Ứng dụng phương pháp chụp ảnh phóng xạ nhằm xác định độ an mòn các ống công nghệ của nhà máy công nghiệp, [Đồ án] Ứng dụng phương pháp chụp ảnh phóng xạ nhằm xác định độ an mòn các ống công nghệ của nhà máy công nghiệp, CHƯƠNG 1: CƠ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP, 3 Kỹ thuật chụp phóng xạ để xác định ăn mòn, b) Nguyên lý ghi nhận tia X trên phim

[Đồ án] Ứng dụng phương pháp chụp ảnh phóng xạ nhằm xác định độ an mòn các ống công nghệ của nhà máy công nghiệp

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Mục lục

LỜI CẢM ƠN

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP

1.1. Cơ sở vật lý

1.1.1. Tương tác bức xạ với vật chất [1,7]

1.1.1.1 Tính chất cơ bản của bức xạ tia X và tia gamma

1.1.1.2 Hấp thụ quang điện

1.1.1.3 Tán xạ compton

1.1.1.4. Hiệu ứng tạo cặp

1.1.2.2 Nguồn phát tia gamma

1.2 Ăn mòn [2]

1.3 Kỹ thuật chụp phóng xạ để xác định ăn mòn

1.3.1. Chụp ảnh phóng xạ truyền thống

1.3.1.1 Đ ịnh ngh ĩa [1]

1.3.1.2 Nguyên lý của chụp ảnh phóng xạ [1]

1.3.1.3 Phim trong chụp ảnh phóng xạ truyền thống

a) Cấu tạo phim

b) Nguyên lý ghi nhận tia X trên phim

1.3.2. Kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ số [5,8]

1.3.2.1. Phim trong chụp ảnh phóng xạ số( Tấm IP)

a) Cấu tạo

1.3.2.2. M áy đọc ảnh kỹ thuật số CR-35

Trích đoạn

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan