appareillage rx

7/24/2019 Appareillage Rx

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Document stagiaire :

Radiomtallographe

1 CENTRE DE SOUDURE ET DEXPERTISE


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Introduction la Radiographie

La radiographie industrielle est un essai de contrle non destructif qui permet de mettre

en vidence des htrognits physiques (criques, retassures, inclusions, etc.) ou

chimiques (sgrgations majeures dlments de numros atomiques trs diffrents)

par a!sorption diffrentielle de rayons " et # qui impressionnent une mulsion

photographique. La lecture des diffrences de noircissement au ngatoscope permet de

dtecter et identifier les dfauts.

1- Principe :

Le principe du contrle radiographique est de plac lo!jet $ contrl entre une source

de rayonnement (" ou %amma) et une mulsion photographique (&ilms

'adiographique).

Le noircissement du film (aprs dveloppement) dpend de la quantit de

rayonnement reu par le film.

Schma de principe

Domaines dapplications : prouvette dhomologation (cas de soudage)

*u+ cours dla!oration du produit (contrle intermdiaire).

roduit !rut (moulage et contrle avant usinage).

-aintenance (pice ayant fonctionne).



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*prs rparation.

2- Les sources de raonnements

Les sources de rayonnements ionisants sont choisies en fonction de la nature des

matriau+ $ contrler, de lpaisseur traverse, de la qualit dimage demande et des

conditions techniques de ralisation, on utilise gnralement les rayons " ou les rayons

%amma en radiographie industrielle.

!- "ppareillage #R"$%&' ():

Les rayons " sont produits $ partir dun appareillage spcial appel groupe radiogne

et comprenant un tu!e radiogne, les gaines protectrices, un gnrateur lectrique

constitu de transformateurs haute et !asse tensions relis $ un poste de commande.

Les groupes radiognes se diffrent par leur haute tension ma+imale, on distingue les

appareils auto redresss et les appareils $ tension constante.

n radiographie industrielle, la gamme des tensions utilises varie entre /01 $ 23401

(0150ilovolt).

&%*" : $ 234 01 lpaisseur ma+imale radiographie en acier ordinaire

est de /44 mm.

+- *u,e radiogne



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+-1 Description

Les tu!es $ rayon " utiliss en radiologie industrielle, se composent dune enveloppe

en verre ou cramique scelle et sous vide, et de deu+ lectrodes, une cathode de

charge ngative gnrant les lectrons et une anode de charge positive (tu!e !ipolaire)

ou de charge nulle (tu!e unipolaire) comportant la ci!le.

+-2 La cathode

La cathode comporte deu+ parties distinctes 6

+-2-1 Le filament 6 &il de tungstne (temprature de fusion denviron 724489) de 4,3

mm $ 4,7 mm de diamtre, !o!in en hlice (tu!es directionnels) ou en spirale (tu!e

panoramiques).

:n transformateur !asse tension alimente le filament dans lequel circule un courantrgla!le.

+-2-2 La cupule de concentration 6 9est la pice qui entoure le filament et permet

gr;ce $ sa forme la cration de lignes de forces qui dirigent et concentrent le faisceau

dlectrons vers la ci!le.

+-! Lanode

lectrode constitue de deu+ parties 6

+-!-1 La ci!le ou anticathode 6 9est dans cette pice que se forment les rayons "aprs freinage des lectrons du faisceau. Les photons " sont mis dans toutes les

directions $ partir de la l e+iste diffrentes formes de ci!les.

9i!les coniques ou planes pour les tu!es panoramiques.

9i!les inclines de /? $ 3? 8 pour les tu!es directionnels.

Panorami.ue orthogonale Panorami.ue non orthogonale



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Directionnelle

+-!-2 Le refroidisseur 6 artie massive en cuivre acheminant la chaleur dissipe dans

la ci!le vers le+trieur du tu!e.

+-+ Lisolant

>l est courant disoler lectriquement les tu!es et les transformateurs en les montant

noys dans de lhuile minrale ou du ga< sous pression (@e+afluorure de soufre A&B)

+-/ 0entre du tu,e 3iltration inhrente

La 3entre du tu,eest llment qui spare lintrieur de le+trieur dun appareil, elle

est en ,rlliumpour les tu!es $ !asse nergie (tension infrieures $ /44 01), et en

plasti.ue #araldite)ou mtalli.uespour les tu!es qui travail $ des nergies plus

leves.

La 3iltration inhrente attnuation de lintensit du rayonnement " par les o!stacles(parois en verre, isolant, fenCtre, etc..) se trouvant $ lintrieur mCme dun appareil,

la 3iltration inhrenteest e+prime en paisseur quivalente aluminium ou cuivre.

+-4 Protection

our viter leraonnement de 3uiteou pour le maintenir en dessous des limites

ma+imales admissi!les, on entoure le tu!e radiogne dune gaine en plom,qui limite

par la mCme occasion le faisceau utile 6

ar un trou circulaire (tu!es directionnels) ar une ceinture en alliage daluminium (tu!es panoramiques)

/- 'stme de re3roidissement du tu,e

Le dgagement de chaleur qui accompagne lmission de rayons " est considra!le.9est le pro!lme de refroidissement des tu!es qui limite pratiquement leur puissance.9e refroidissement doit donc Ctre ralis avec soin.lusieurs systmes sont utiliss 6



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/-1 Re3roidissement lair ou au ga5

=ans ce type de refroidissement, la chaleur est vacue du tu!e cathodique par une

rallonge en cuivre de lanode. :n ventilateur assure le refroidissement de cette rallonge

en crant un courant dair ou de ga< (par e+emple, lhe+afluorure de soufre A&B, !on

isolant lectrique).

/-2 Re3roidissement au moen de li.uides

:ne circulation de liquide au voisinage immdiat de lanode assure lvacuation de lachaleur. Lorsque lanode est $ la terre, ce liquide est de leau dont la chaleur spcifiqueest leve. *vec des tu!es !ipolaires, on utilise de lhuile qui a lavantage dun grandpouvoir isolant.:ne circulation de liquide donne un meilleur refroidissement quun courant ga


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4- Les circuits lectri.ues

Les alimentations lectriques des gnrateurs $ rayons " sont de plusieurs types

4-1 6ircuit auto - redresseur

4-2 6ircuit une soupape #7notron)

4-! Redressement dou,le alternance

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4-+ 6ircuit 8illard

4-/ 6ircuit 9reinacher

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- Le 3aisceau de raons (

Dn peut classer les tu!e $ rayons " en plusieurs catgories suivant leur gomtrie, on

distingue 6

-1 les tu,es mission directionnelle

Le faisceau est gnralement mis dans un cne de rvolution dont langle au sommet

ne dpasse pas 248. =ans certains tu!es, on ralise des angles douverture suprieurs

$ 248.

0aisceau directionnelle

-2 les tu,es mission panorami.ues

Le faisceau est mis sur 7B48 autour de la+e du tu!e. Louverture de la section

longitudinale du faisceau ne dpasse pas 74 $ 7?8.

=ans le type panoramique o!lique, la+e du faisceau fait un angle denviron /?8 avec le

plan de lanticathode.

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Panorami.ue orthogonale Panorami.ue o,li.ue

-! les tu,es anode longue

our ces types de tu!es, lanticathode est situe $ le+trmit dun tu!e troitprolongeant le tu!e principale et comportant gnralement un dispositif supplmentaire

de guidage des lectrons.

armi les tu!es $ anode longue, on distingue 6

Les tu!es $ faisceau hmisphrique

Les tu!es $ faisceau annulaire

Les tu!es $ faisceau conique latral

Panorami.ue anode longue

;- Lanticathode et le 3oer

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La surface de lanticathode !om!arde par le faisceau dlectrons sappelle le 3oer

thermi.ue.

La puissance reue par unit de surface de foyer thermique sappelle charge 3ocale

(e+prime en FattsGmm3)

Le faisceau de rayons " qui sort du tu!e est gnralement perpendiculaire au faisceau

dlectrons qui frappe lanticathode. =ans un tu!e directionnel, lanticathode est incline

par rapport $ la direction des lectrons dun angle de B4 $ H48. La projection du foyer

thermique sur un plan perpendiculaire $ la+e du faisceau de rayons " est appele

3oer opti.ue.

olt mtre qui indique la valeur de la haute tension- un milliampremtrequi donne le d!it lectronique du tu!e- une minuterie qui permet de rgler le temps de+position- une prise de c?,le dalimentation

-une prise de c?,le de liaison poste de commande I transformateur

- une prise de c?,le de liaison des dispositifs de dtection et !alisage



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- des >oants lumineu@- des sstmes de scurit (empCchant 6 e+cs de d!it, surtension, etc.)

Le pupitre est plac en gnral dans une ca!ine protge par un revCtement de plom!ou par des parois paisses en !ton vi!r. Loprateur surveille les oprations $ traversune fenCtre o!ture par du verre en plom!.

A@emples dinstallation 6 Ja!leau rsumant la caractristique de construction etdutilisation de quelques installations courantes

Ju!e

'efroidissement >solant

&oyer

optique

(mm)

'ythme de travail

: ma+ (01) > ma+ (m*)

/44 B Kain dhuile @uile /,2+/, 2/?mn pose

?mn darrCt

/24 ? Kain dhuile @uile /,?+/, ?3mn pose

3mn darrCt

344 7 Kain dhuile @uile 3+3 ?4

344 /4

>njection

huileMrefr huile

par changeur

@uile 7,3+7, 3

?4 sans refr. eau,

illimit avec refr.

eau

744 7 9irculationforce de ganjection huile

Mrefr .eau%a< 7,B

?4(3mnM3mn)

sans refr. eau,

>llimit avec refr.

eau

244 7 >njection

huileMrefr.eau

%a< /,?+/, ? ?4(?mnM?mn)

sans refr. eau

illimite avec refr.eau

244 /4 >njection

huileMrefr.eau

%a< 2+2 ?4(?mnM?mn)

sans refr. eau

illimite avec refr.

eau



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1B- In3luence de la nature de lanticathode et de lalimentation dutu,e

La quantit de photons mis par un tu!e dpend !eaucoup du numro atomique N du

mtal qui constitue lanticathode 6 les lments lourds ont un rendement !ien meilleurque les lments lgers. Lanticathode des tu!es radio gne utiliss en radiologie

industrielle et gnralement en tungstne.

In3luence de haute tension C

1ariation de la longueur donde

des rayons " en fonction de latension du tu!e

In3luence du courant lectroni.ue i

1ariation du rayonnement en

fonction de lintensit applique $

la cathode,

pour une tension constante

La .ualitdu rayonnement est dtermine par la tension dacclration en 01.

La .uantitde rayonnement est dfinie par lintensit du courant en m*.



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(1) (2)

(3)

(5)

11- thode du stnop :

9est une mthode qui est dfinie pour dterminer les dimensions du foyer optique

Description de la mthode :

:n film enferm dans une cassette sans cran renforateur, est plac $ une distance

denviron / mtre du foyer. :ne plaque de plom!, perce en son centre dun trou de

diamtre aussi petit que possi!le (infrieur $ 4.?mm) est interpose entre le foyer et le

film. La distance entre le foyer et la plaque est choisie !eaucoup plus petite que la

distance entre la plaque et le film, par e+emple dans le rapport de / $ 2 (34cm et

O4cm). La plaque et le film doivent Ctre perpendiculaires $ la+e du cne de

rayonnement et le trou !ien centr par rapport $ cet a+e. *prs une e+position de

courte dure mais qui permet de donner une image !ien visi!le de la forme et

ventuellement des dfauts du foyer sur le film, on mesure cette image qui est

normalement agrandie de quatre fois par rapport au+ dimensions relles du foyer.

(*ucune correction nest ncessaire si le diamtre du trou est infrieur $ 4.?mm et si les

dimensions du foyer sont suprieures ou gales $ 2mm).

(/) 6 foyer

(3) 6 flu+ dlectrons


(2)


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(7) 6 plaque de plom! perce dun trou (stnop)

(2) 6 film

(?) 6 image du foyer


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