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1 - Principe du contrôle radiographique ou gammagraphique Le contrôle radiograp

1 - Principe du contrôle radiographique ou gammagraphique Le contrôle radiographique par rayonnements ionisants (X ou d ) permet de détecter des défauts de compacité internes souvent très fins (fissures, soufflures, inclusions, manque de liaison, manque de fusion) dans les parois des matériaux métalliques. Ce contrôle est réalisé à l'aide d'un tube générateur à rayons X ou d'une source radioactive gamma g qui émettent des rayonnements ionisants, de films radiographiques ou d'une caméra pour l'acquisition numérique de l'image transmise placés sur la face inverse au rayonnement. Les rayons électromagnétiques de faible longueur d'onde sont partiellement absorbés par les hétérogénéités du milieu en traversant la paroi du matériau irradié. Le faisceau impressionne le film radiosensible en fonction des rayonnements transmis à travers la pièce contrôlée pour donner naissance à l'image radiographique. La présence d'un défaut se traduit par une variation de l'absorption du rayonnement émis et donc à une variation de la densité optique du film au droit de l'image du défaut. 2 - Les sources de rayonnements Les sources de rayonnements ionisants sont choisies en fonction de la nature des matériaux à contrôler, de l'épaisseur traversée, de la qualité d'image demandée et des conditions techniques de réalisation. 2 - 1 - Le tube à rayons X : Le tube radiogène ou tube de Coolidge est un tube en verre dans lequel règne un vide poussé. Il est alimenté en courant électrique et émet des électrons par échauffement d'un filament incandescent de tungstène de la cathode (potentiel négatif). Ce faisceau d'électrons est attiré par la différence de potentiel (plusieurs milliers de volts) vers la cible de l'anode ou anti-cathode (potentiel positif). L'impact des électrons sur la cible ou foyer électronique ou foyer thermique génère 99% de chaleur et 1% de rayons X. L'émission du rayonnement X résulte de la brusque décélération des électrons sur la cible métallique.  La qualité du rayonnement est déterminée par la tension d'accélération en kV.  La quantité de rayonnement est définie par l'intensité du courant en mA. Plus le rayonnement est pénétrant (faible longueur d'onde), moins le contraste est élevé. Les alimentations électriques des générateurs à rayons X sont de plusieurs types :  Auto-redressé sous tension alternative (la plus courante)  Circuit VILLARD  Circuit GRAETZ  Circuit GREINACHER  Circuit à une diode Les différents types d'irradiation des tubes à rayons X :  Irradiation directionnelle  Irradiation panoramique orthogonale  Irradiation panoramique non orthogonale  Irradiation panoramique à anode longue 2 - 2 - La source radioactive à rayonnement gamma d : Les rayons gamma g sont émis lors de la désintégration spontanée d'une particule qui compose le noyau atomique du radio-élément (radioactivité).  La qualité du rayonnement est déterminée par la nature du radio-élément  La quantité de rayonnement est définie par l'activité du radio-élément L'activité d'une source est exprimée en curie (Ci) ou en becquerel (Bq).  1 Tbq (10 12 Bq) = 27 Ci  1 Ci = 37 Gbq (37 x 10 9 Bq)  L'activité d'un radio-élément décroît dans le temps. Chaque radio-élément a sa période de décroissance ou demi-vie. A chaque période de décroissance, l'activité de la source est divisée de moitié. Les différents types de radio-éléments d : Radioélément Période Constante spécifique du radionucléide R/h-1à 1 m par Ci nA.kg-1à 1m par Gbq mGy.h-1à 1m par Tbq Iridium 192 192 Ir 74 jours 0,5 R/h-1 0,97 nA.kg-1 135 mGy/h-1 Cobalt 60 60 Co 5,27 ans 1,31 R/h-1 2,54 nA.kg-1 353,7 mGy/h-1 Césium 137 137 Cs 30 ans 0,35 R/h-1 0,68 nA.kg-1 94,5 mGy/h-1 Thulium 170170 Tm 127 jours 0,0025 R/h-1 0,0048 nA.kg-1 0,675 mGy/h-1 Le radio-élément est placé dans une capsule scellée placée sur un porte source et dans un conteneur appelé projecteur de gammagraphie ou gammagraphe. L'utilisation de ce type de matériel est très réglementé, exige des compétences en radioprotection et la détention de source radiographique est strictement surveillée par la CIREA. 3 - Les films radiographiques 3 - 1 - Structure d'un film : Les films radiographiques sont constitués d'émulsions photosensibles, contenant des halogénures d'argent (sels d'argent), coulées sur les deux faces d'un support plastique et protégées par une pellicule de gélatine de protection durcissante. Lors de l'exposition aux rayonnements ionisants, les sels d'argent sont ionisés (Ag +). Le développement des films dans le révélateur transforme les ions d'argent Ag + en argent métallique noir. L'opération de fixage consiste à libérer tous les cristaux AgBr non ionisés. La granulation du film définit sa sensibilité et sa rapidité d'exposition. Plus le grain est fin, plus le film est sensible à la détection des défauts et plus le temps de pose est long. Classification des films et coefficient de sensibilité Type EN 584.1 CODAP 95 ISO 5579 ASTM DIN 54117 BS 2600 K CX C6 4 GIII 3 G4 FG-HC 0.65 D8 C6 4-5 GIII 2 G4 FG-HC 0.65 AA400 C5 4 GIII 2 G4 FG-HC 1.00 D7 C6 4-5 GIII 2 G3 FG-HC 1.00 T200 C4 3 GII 1 G2 UFG-HC 1.90 D5 C4 3 GII 1 G2 UFG-HC 1.90 MX125 C3 3 GI 1 G2 UFG-HC 3.10 D4 C3 3 GI 1 G2 UFG-HC 3.10 M C2 2 GI 1 G2 UFG-HC 4.40 D3 C2 2 GI 1 G2 UFG-HC 4.40 3 - 2 - Développement manuel d'un film radiographique : Le développement du film est réalisé dans une chambre noire équipée d'un éclairage par lampe inactinique. Le développement est réalisé manuellement ou à l'aide d'une machine automatique ( > 100 films / jour ) CONDITIONS DE TRAITEMENT MANUEL D'UN FILM OPERATION TEMPS TEMPERATURE OBSERVATIONS Révélateur 5 minutes 20° Celsius Si > 20° C : + 30 s par degré Bain d'arrêt 30 secondes 20° Celsius bain d'eau à 3% d'acide acétique Fixateur 10 minutes 20° Celsius Lavage 20/30 minutes 15° Celsius Eau courante filtrée Agent mouillant 1 minute 20° Celsius Agepon, teepol à 10% Séchage 45 minutes 40° Celsius Films égouttés avant séchage  Révélateur : Agiter toutes les 30 secondes. La régénération des bains est faite à raison de 0,2 m2 de film par 10 litres de produit.  Bain d'arrêt : Agiter les cadres pour stopper la révélation.  Fixateur : Agiter les cadres dans le fixateur. Égoutter les cadres à la sortie.  Lavage : Eau courante filtrée à moins de 20° Celsius  Agent mouillant : Rinçage dans une solution aqueuse avec10% d'agent mouillant  Séchage : A l'air libre ou dans une armoire séchante ou sécheuse à rouleaux 3 - 3 - La densité optique d'un film : La densité optique d'un film radiographique correspond au degré de noircissement du film. La densité optique est égale au rapport logarithmique de la lumière incidente par la lumière transmise. Plus le film est dense et noir et moins la lumière incidente est transmise. Une densité optique de 3 correspond à un film qui transmet 1/1000 de la lumière incidente du négatoscope. La densité optique d'un film est comprise couramment entre 1,7 (relativement blanc et transparent) et 4,0 (relativement noir et opaque). 4 - La constitution d'une cassette de film radiographique 4 - 1 - La cassette simple film : La cassette est constituée d'une feuille de papier renforcée ou de plastique opaque à la lumière blanche. Dans cette cassette, il est placé un film radiographique et deux écrans renforçateurs métalliques (un antérieur et un postérieur). 4 - 2 - La cassette double films : La cassette est constituée d'une feuille de papier renforcée ou de plastique opaque à la lumière blanche. Dans cette cassette, il est placé deux films radiographiques (de rapidité identique ou différente) et trois écrans renforçateurs métalliques (un antérieur, un intermédiaire et un postérieur). 5 - Les rayonnements parasites Les rayonnements diffusés et rétro-diffusés doivent être éliminés par un système de filtration et/ou de blocage. Un filtre est placé entre la pièce et la pochette de film pour filtrer le rayonnement diffusé par la pièce. Un écran de blocage en plomb est placé à l'arrière de la pochette de film pour arrêter le rayonnement rétro-diffusé. 6 - Le flou géométrique : Le flou géométrique est une zone d'ombre créée autour de l'image radiographique du défaut. Pour atténuer ce flou, il faut augmenter les distances entre la source de rayonnement et la pièce à radiographier ou choisir des dimensions de foyer ou de source les plus faibles possible. Le flou géométrique est imposé à une valeur maximale de 0,2 mm en rayons X et de 0,3 mm en rayons d (Iridium 192.) Cliquez ici pour réaliser un calcul en ligne de flou géométrique Cliquez ici pour réaliser un calcul en ligne de distance focale 7 - La projection elliptique : Le contrôle radiographique de soudures circulaires de tubes de diamètre extérieur compris entre 30 mm et 100 mm est réalisé par un tir en ellipse ou projection elliptique. La source est décalée d'une distance DES par rapport à l'axe de la soudure. Deux expositions décalées à 90° sont réalisées pour le contrôle complet de la soudure. Le temps de pose est déterminé sur les deux épaisseurs du uploads/Industriel/ n2-controle-radiographique-ou-gammagraphique.pdf