การตรวจสอบโดยใช้ภาพถ่ายรังสี ( Radiographic Testing )

การตรวจสอบโดยใช้ภาพถ่ายรังสีการตรวจสอบโดยใช้ภาพถ่ายรังสี (Radiographic Testing)

ต้นกำเนิดรังสี รังสีเอกซ์หรือรังสีแกมม่า ชิ้นงาน ความไม่ต่อเนื่อง ฟิล์ม ภาพถ่ายรังสี รูปที่1 แสดงหลักการเบื้องต้นของการถ่ายภาพรังสี

ตารางที่ 1.1 แสดงข้อได้เปรียบและเสียเปรียบของการตรวจสอบโดยใช้ภาพถ่ายรังสี

รังสีเอกซ์และรังสีแกมม่ารังสีเอกซ์และรังสีแกมม่า รังสีทั้งสองชนิดนี้ไม่มีความแตกต่างทางกายภาพ ดังนั้นจึงไม่สามารถแยกชนิดได้หากไม่ทราบแหล่งที่มาของรังสี ความแตกต่างอยู่ตรงที่แหล่งกำเนิดรังสี รังสีเอกซ์ ( X – Ray ) เป็นรังสีที่สร้างขึ้นโดยใช้พลังงานไฟฟ้า ส่วนรังสีแกมม่า (-Ray) เป็นรังสีที่ได้จากการสลายตัวตามธรรมชาติของสารกัมมันตรังสี

รูปที่ 2 แสดงหลอดรังสีเอกซ์ 1. คาโทด 2. อาโนด 3. ไส้หลอด 4. Focusing Cup 5. เป้าหมาย (Target)

ความเข้ม (Density) D =Log I0 / It โดยที่ D = ความเข้มของฟิล์ม I0 = ความเข้มของแสงที่ตกกระทบฟิล์ม It = ความเข้มของแสงที่ส่องผ่านฟิล์ม หมายเหตุ : ค่าที่ยอมรับได้ของความเข้มอาจอยู่ในช่วง 1.8 – 3.0 หรือ จาก 1.5 - 3.5 ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ มาตรฐานที่อ้างอิงถึง

เอกซ์โพเชอร์ (Exposure) รูปที่ 3 แสดงเอกซ์โพเชอร์ชาร์ทของฟิล์ม Agfa D4, ชิ้นงาน อลูมิเนียมความเข้ม 2.0 SFD 70 cm Dev.G121, 29C, 8 min ไม่ใช้ฉากตะกั่ว

ตัวอย่างที่ 1ต้องการถ่ายภาพรังสีของอลูมิเนียมที่มีความหนา 1 นิ้วจงเลือกค่าเอกซ์โพเชอร์และกิโลโวลท์ เพื่อให้ได้ความเข้มของฟิล์มเท่ากับ 2.0 สมมุติเลือกใช้ค่ากิโลโวลท์เท่ากับ 130 Kv จากกราฟเอกซ์โพเชอร์ได้ค่าเอกซ์โพเชอร์ 5 mA.Min เมื่อเลือกค่ามิลลิแอมป์4mA ดังนั้นต้องใช้เวลาเท่ากับ5 / 4 = 1.25Min

เส้นโค้งลักษณะเฉพาะ (CharacteristicCurve) รูปที่ 4 แสดงเส้นโค้งลักษะเฉพาะ

ตัวอย่างที่ 2 ในการถ่ายภาพรังสีครั้งหนึ่งใช้ค่าเอกซ์โพเชอร์ 70 mA.Min พบว่าได้ความเข้มของฟิล์ม เท่ากับ 3.5 ให้ทำการคำนวณปรับค่าเอกซ์โพเชอร์ใหม่เพื่อให้ได้ความเข้มของ ฟิล์มเป็น 2.0 จากรูปที่ 4 ที่ความเข้มของฟิล์ม 3.5 Log Relative Exposure เท่ากับ 2.50 ที่ความเข้มของฟิล์ม 2.0 Log Relative Exposure เท่ากับ 2.26 ความแตกต่างของค่า Log Relative Exposure เท่ากับ 0.24 ค่าเอกซ์โพเชอร์ใหม่เท่ากับ 70 / 100.24 เท่ากับ 40 mA.Min

ตารางที่ 1.4 แสดงตัวประกอบปรับค่าสำหรับวัสดุชนิดต่างๆ เมื่อเทียบกับเหล็ก

ตัวอย่างที่ 3ต้องการถ่ายภาพรังสีของชิ้นงานอลูมิเนียมหนา 100 มม. โดยใช้รังสีเอกซ์ 150 Kv ให้คำนวณความหนาเทียบเท่ากับเหล็กเพื่อให้กราฟเอกซ์โพเชอร์ร่วมกับเหล็ก จากตารางที่ 1.4 ได้ค่าตัวประกอบปรับค่าเท่ากับ 0.12 ดังนั้นความหนาเทียบเท่ากับเหล็กเท่ากับ 100  0.12 =12.0 mm.

ความไม่คมชัดเรขาคณิต (GeomatricUnsharpness) Ug = ( F  t ) / d โดยที่Ug = ความไม่คมชัดเรขาคณิต F = ขนาดของต้นกำเนิดรังสี t = ระยะจากผิวบนชิ้นงานถึงฟิล์ม d = ระยะจากต้นกำเนิดรังสีถึงผิวบน ของชิ้นงาน

รูปที่ 5 แสดงการเกิดความไม่คมชัดเรขาคณิต

ตารางที่ 1.5 แสดงค่าจำกัดของความไม่คมชัดเรขาคณิต

ความไวในการตรวจสอบ ( Sensitivity ) ความไวในการตรวจสอบหมายถึง ขนาดของความไม่ต่อเนื่องที่เล็กที่สุดเท่าที่สามารถตรวจพบได้ สำหรับการตรวจสอบโดยใช้ภาพถ่ายรังสีมักกำหนดให้เท่ากับ 2 % ของความหนาของชิ้นงาน ตัวอย่างเช่นภาพถ่ายรังสีของชิ้นงานที่มีความหนา 50 มม. และกำหนดให้มีความหนา 1 มม. ขึ้นไปได้ การถ่ายภาพรังสีสามารถทำให้มีความไวในการตรวจสอบต่ำกว่า 2 % ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความต้องการของการตรวจสอบ

ตัววัดคุณภาพของภาพถ่ายรังสีตัววัดคุณภาพของภาพถ่ายรังสี ตัววัดคุณภาพของภาพถ่ายรังสี (Image Quality Indicator, IQI) เป็นอุปกรณ์ที่ทำให้สามารถยืนยันขนาดของความไม่ต่อเนื่องที่เล็กที่สุดที่สามารถตรวจพบได้ โดยเปรียบเสมือนการสร้างความไม่ต่อเนื่องจำลองขึ้นบน ชิ้นงาน ตัววัดคุณภาพของภาพถ่ายรังสีที่นิยมใช้คือ 1. ตัววัดคุณภาพตามมาตรฐาน ASTM / ASME 2. ตัววัดคุณภาพของภาพตามมาตรฐาน DIN

รูปที่ 6 แสดงตัววัดคุณภาพของภาพถ่ายรังสีตามมาตรฐาน ASTM / ASME

รูปที่ 7 แสดงตัววัดคุณภาพของภาพถ่ายรังสีตามมาตรฐาน DIN

% S = ( W / T )  100 โดยที่ % S = ความไวในการตรวจสอบ W = เส้นผ่าศูนย์กลางของลวด T = ความหนาของชิ้นงาน

ตารางที่ 1.6 แสดงขนาดเส้นลวดของตัววัดคุณภาพของ ภาพถ่ายรังสีตามมาตรฐาน DIN

ฟิล์มสำหรับการถ่ายภาพรังสีฟิล์มสำหรับการถ่ายภาพรังสี ฟิล์มสำหรับการถ่ายภาพรังสีมีส่วนประกอบ 3 ส่วนดังแสดงในรูปที่ 8 คือ 1. พลาสติคใสที่มีความยืดหยุ่นดี 2. สารไวแสง 3. สารเคลือบป้องกันการขีดข่วน

3 2 1 2 3 รูปที่ 8 แสดงส่วนประกอบของฟิล์ม 1. พลาสติคใส 2. สารเคลือบไวแสง 3. สารเคลือบป้องกันการขีดข่วน

ตารางที่ 1.7 แสดงการแบ่งประเภทของฟิล์มตาม ASTM

คอนทราสและแลททิจูด (ContrastandLatitude) คอนทราสหมายถึงความแตกต่างระหว่างความเข้มของภาพถ่ายรังสีในสองบริเวณที่อยู่ชิดกัน เช่นบริเวณความไม่ต่อเนื่องและบริเวณปกติ ดังนั้นหากภาพถ่ายรังสีมีคอนทราสดีมีผลมาจาก 1. การใช้รังสีพลังงานต่ำ 2. เลือกใช้ฟิล์มที่มีคอนทราสดี 3. ใช้ฉากกรองรังสี 4. ใช้ฉากตะกั่วประกบฟิล์ม 5. ลดการเกิดรังสีกระเจิง

รูปที่ 9 แสดงความหมายของคอนทราสและแลททิจูด

ความปลอดภัย หลักการเบื้องต้นของความปลอดภัยในการปฎิบัติงานคือ ต้องควบคุมปริมาณรังสีที่จะสัมผัส ผู้ปฎิบัติงานให้น้อยที่สุดหรืออย่างมากที่สุดต้องไม่เกินค่ามาตรฐานสำหรับความปลอดภัยซึ่งสามารถควบคุมได้โดย 1. ควบคุมเวลาที่รับรังสีให้น้อยที่สุด 2. ควบคุมระยะจากแหล่งรังสีให้มากที่สุด 3. ใช้ฉากบังรังสี

REM โดยมาตรฐานของความปลอดภัยผู้ปฎิบัติงานกับรังสีสามารถรับรังสีได้ไม่เกิน 5 REM ต่อการทำงาน 1 ปี และไม่เกิน 3 REM ต่อการทำงาน 13 สัปดาห์ต่อเนื่องกัน ส่วนผู้ที่ไม่ได้เกี่ยวข้องกับรังสีอนุญาตให้รับรังสีได้เพียง 1/ 10 ของค่านี้เท่านั้น

ตารางที่ 1.8 แสดงผลของการรับรังสีต่อมนุษย์ (ต่อครั้งทั้งร่างกาย)

รูปที่ 10 แสดงผลการรับรังสี 22000 REM ที่มือ (เป็นเวลา 5 ปีหลังจากการรับรังสี)

อุปกรณ์ตรวจการรับรังสี (Direct Reading Dosimeters, DRD) เนื่องจากรังสีที่ใช้ในการถ่ายภาพรังสีเป็นอันตรายต่อสุขภาพหากได้รับรังสีนั้นมากเกิน มาตรฐาน ดังนั้นผู้ปฎิบัติการต้องมีอุปกรณ์ที่สามารถตรวจรับรังสีได้ ซึ่งมีอยู่หลายชนิดยกตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ตรวจการรับรังสีส่วนบุคคล ดังแสดงในรูปที่ 11

รูปที่ 11 อุปกรณ์ตรวจการรับรังสี

มิเตอร์สำรวจ (Survey Meter) อุปกรณ์การตรวจรับรังสีไม่สามารถตรวจได้ว่าบริเวณใดมีความเข้มของรังสีเป็นปริมาณเท่าใด ดังนั้นจึงต้องมีอุปกรณ์อีกชนิดหนึ่งที่สามารถตรวจวัดปริมาณความเข้มของรังสี เรียกว่ามิเตอร์สำรวจ ดังแสดงในรูปที่ 12

รูปที่ 12 แสดงมิเตอร์สำรวจ

การตรวจสอบโดยใช้ภาพถ่ายรังสี ( Radiographic Testing )