Radyografik Muayenede Hata Derinliği Tespiti: Parallax (Tüp Kaydırma) Yöntemi

[kaliteciler]

Radyografik muayene (RT), malzemelerin içyapısındaki süreksizlikleri tespit etmek için güçlü bir yöntem olsa da, standart iki boyutlu (2B) bir radyograf genellikle hatanın malzeme yüzeyinden ne kadar derinde olduğu hakkında doğrudan bilgi vermez. Hatanın kesin konumu (özellikle derinliği), parçanın kabul edilebilirliği veya tamir edilebilirliği açısından kritik olabilir. Parallax Yöntemi (Tüp Kaydırma veya Kaynak Kaydırma Yöntemi olarak da bilinir), bu derinlik bilgisini tahmin etmek için kullanılan pratik bir tekniktir. Yöntem, temel olarak geometrik optikteki paralaks etkisine ve benzer üçgenlerin prensiplerine dayanır; bu nedenle "üçgen metodu" gibi bir ifadeyle ilişkilendirilmiş olabilir.

1. Temel Prensip

Parallax yöntemi, X-ışını tüpünün (veya gama ışını kaynağının) pozisyonunu bilinen bir miktar kaydırarak aynı parça üzerinde iki ayrı pozlama yapılmasına dayanır.

1. İlk pozlamada, radyasyon kaynağı belirli bir konumdayken parçanın radyografisi alınır.
2. İkinci pozlamada, radyasyon kaynağı parçaya ve filme paralel bir doğrultuda, bilinen bir mesafe (S) kadar kaydırılır ve ikinci bir radyografi alınır (bu genellikle aynı film üzerine veya ayrı bir filme yapılabilir).

Parça içindeki bir hata, yüzeydeki referans işaretlerine göre film üzerinde farklı miktarlarda kayacaktır. Hata yüzeye ne kadar yakınsa, kaynak kaymasına bağlı olarak film üzerindeki görüntü kayması o kadar az olur. Hata filme (parçanın arka yüzeyine) ne kadar yakınsa, görüntü kayması o kadar fazla olur. Bu görüntü kayması (M) ölçülerek ve bilinen geometrik parametreler (kaynak kaydırma miktarı S, kaynak-film mesafesi D) kullanılarak, hatanın yüzeyden veya filmden olan derinliği (h veya d_of) benzer üçgenler prensibiyle hesaplanabilir.

2. Uygulama Adımları

Parallax yönteminin uygulanması aşağıdaki adımları içerir:

1. Hazırlık ve Kurulum:
   
   • Muayene edilecek parça uygun şekilde konumlandırılır.
   • Gerekirse, parçanın kaynak tarafındaki yüzeyine ve/veya film tarafındaki yüzeyine radyopak referans işaretleyiciler (örneğin, küçük kurşun harfler veya teller) yerleştirilir. Bu işaretleyiciler, görüntü kaymasının doğru bir şekilde ölçülmesine yardımcı olur.
   • Kaynak-film mesafesi (D) dikkatlice ölçülür ve kaydedilir.
2. İlk Pozlama:
   
   • Radyasyon kaynağı (X-ışını tüpü) başlangıç pozisyonuna (P1) ayarlanır.
   • Film (veya dijital dedektör) parçanın arkasına yerleştirilir.
   • Uygun pozlama parametreleri (kV, mA, süre) kullanılarak ilk radyografik pozlama yapılır.
3. Kaynak Kaydırma (Tüp Kaydırma):
   
   • Radyasyon kaynağı, ilk pozisyona paralel olarak, bilinen ve hassas bir şekilde ölçülen bir mesafe (S) kadar yana kaydırılır (P2). Kaydırma miktarı, genellikle beklenen hata derinliği ve parça kalınlığına göre seçilir.
4. İkinci Pozlama:
   
   • Aynı film üzerine (eğer film yeterince büyükse ve üst üste binmeyi önleyecek şekilde maskeleme yapıldıysa) veya yeni bir film kullanılarak ikinci radyografik pozlama yapılır. İkinci film kullanılıyorsa, parçaya ve referans işaretleyicilere göre hassas bir şekilde konumlandırılması önemlidir. Dijital radyografide bu işlem daha kolay yönetilebilir.
5. Görüntü Analizi ve Ölçüm:
   
   • Elde edilen radyografiler (veya tek film üzerindeki iki görüntü) incelenir.
   • Hata görüntüsünün, yüzey referans işaretleyicilerine göre ne kadar kaydığı (M) dikkatlice ölçülür. Eğer yüzey işaretleyicileri kullanılmıyorsa, hatanın parçanın kenarlarına göre kayması da değerlendirilebilir, ancak bu daha az hassas olabilir.
6. Derinlik Hesaplaması:
   
   • Ölçülen değerler kullanılarak hatanın derinliği hesaplanır.

3. Hesaplama ve Geometrik Prensip

Hesaplama, benzer üçgenler prensibine dayanır. Aşağıda tipik bir formül ve ilgili parametreler verilmiştir:

[Bir şema çizimi burada çok faydalı olurdu. Şema, iki kaynak pozisyonunu (P1, P2), aralarındaki S mesafesini, kaynak-film mesafesini (D), parçayı, parça içindeki hatayı, hatanın film üzerindeki iki pozisyonunu (I1, I2) ve aralarındaki M mesafesini göstermelidir.]

Formül (Hatanın filmden uzaklığının hesaplanması):

d_of = (M * D) / (S + M)

Veya bazı durumlarda, eğer kaynak-nesne mesafesi (SOD) biliniyorsa ve M küçükse, yaklaşık bir formül:

d_of ≈ (M * SOD) / S

Burada:

• d_of = Hatanın filmden olan mesafesi (mm)
• M = Hata görüntüsünün film üzerindeki kayma miktarı (mm)
• D = Kaynak-film mesafesi (SFD veya FFD) (mm)
• S = Kaynağın (tüpün) kaydırılma miktarı (mm)

Hatanın parçanın kaynak tarafındaki yüzeyinden derinliğini (h) bulmak için:

Eğer t parçanın toplam kalınlığı ise:
h = t - d_of

Önemli Not: Formüller ve tanımlamalar kaynağa göre küçük farklılıklar gösterebilir. Kullanılan formülün, ölçülen parametrelerle ve şemadaki geometrik ilişkiyle tutarlı olması esastır.

Geometrik Prensip:
Kaynak kaydırıldığında, hatanın film üzerindeki görüntüsü de kayar. Bu kayma miktarı, hatanın kaynağa ve filme olan göreceli mesafelerine bağlıdır. Benzer üçgenler (kaynak pozisyonları ve hata ile filmdeki hata görüntüleri arasında oluşan üçgenler) arasındaki oranlar kullanılarak yukarıdaki formüller türetilir.

4. Yöntemin Avantajları

• Nicel Derinlik Tahmini: Hatanın malzeme içindeki derinliği hakkında sayısal bir tahmin sunar.
• Uygulama Kolaylığı (Prensipte): Temel prensibi anlamak ve uygulamak nispeten kolaydır, ancak hassas ölçümler gerektirir.
• Tahribatsız: Diğer NDT yöntemleri gibi malzemeye zarar vermez.
• Mevcut Ekipmanla Kullanım: Standart radyografi ekipmanıyla uygulanabilir (hassas kaynak kaydırma mekanizması faydalı olabilir).

5. Yöntemin Dezavantajları ve Sınırlamaları

• İki Pozlama Gerekliliği: Zaman ve film (veya dijital depolama) maliyetini artırır.
• Hassasiyet: Sonucun doğruluğu, kaynak kaydırma mesafesinin (S), kaynak-film mesafesinin (D) ve özellikle hata görüntüsü kayma miktarının (M) hassas ölçümüne bağlıdır. M genellikle küçük bir değerdir ve ölçüm hataları sonuca önemli ölçüde yansıyabilir.
• Hatanın Net Görüntüsü: Hatanın her iki radyografta da net bir şekilde tanımlanabilir olması gerekir. Belirsiz veya yaygın hatalarda uygulamak zordur.
• Karmaşık Geometriler: Karmaşık şekilli parçalarda veya çoklu hataların olduğu durumlarda yorumlama zorlaşabilir.
• Personel Deneyimi: Yöntemin doğru uygulanması ve sonuçların doğru yorumlanması deneyimli personel gerektirir.
• Erişim: Parçanın her iki tarafına da (kaynak ve film/dedektör için) erişim genellikle gereklidir.
• Optimal Kaydırma Miktarı: S değeri çok küçükse M de çok küçük olur ve ölçüm hatası artar. S çok büyükse, hatanın film üzerindeki ikinci görüntüsü ilk görüntüyle fazla çakışabilir veya film dışına çıkabilir, ayrıca geometrik bulanıklık artabilir.

6. Dikkat Edilmesi Gerekenler

• Hassas Ölçümler: S, D ve özellikle M ölçümlerinin olabildiğince hassas yapılması kritik öneme sahiptir.
• Kaynak Kaydırma Doğrultusu: Kaynağın kaydırılma doğrultusunun filme paralel ve hatanın beklenen uzanımına dik olması, M değerinin maksimize edilmesine yardımcı olabilir.
• Film/Parça Stabilitesi: İki pozlama arasında parçanın ve filmin/dedektörün kesinlikle hareket etmemesi gerekir.
• Referans İşaretleyiciler: Yüzey işaretleyicileri, M değerinin doğru ölçülmesine büyük katkı sağlar.
• Görüntü Kalitesi: Her iki radyografide de hatanın net ve tanımlanabilir olması gerekir.
• Kalibrasyon: Kullanılan ölçüm aletlerinin (kumpas, cetvel vb.) kalibre edilmiş olması önemlidir.

7. Sonuç

Parallax (Tüp Kaydırma) Yöntemi, standart 2B radyografinin sınırlamalarını aşarak, bir hatanın malzeme içindeki derinliği hakkında değerli bilgiler sunan pratik bir tekniktir. Doğru uygulandığında ve dikkatli ölçümler yapıldığında, özellikle kaynaklı birleştirmeler ve döküm parçalardaki kritik hataların değerlendirilmesinde önemli bir araç olabilir. "Üçgen metodu" olarak anılmasının nedeni, temelindeki benzer üçgenler geometrisidir. Ancak, yöntemin hassasiyeti ve uygulanabilirliği, bahsedilen faktörlere ve operatörün deneyimine bağlıdır. Gelişmiş teknikler olan stereoskopik radyografi veya bilgisayarlı tomografi (BT), derinlik tespiti için daha kesin sonuçlar sunsa da, parallax yöntemi basitliği ve mevcut ekipmanla uygulanabilirliği nedeniyle hala geçerliliğini korumaktadır.