Rentgenowska technika inspekcyjna nie należy do najnowszych odkryć ludzkości. Do niedawna kojarzona była jedynie z medycyną, gdzie nie wykorzystywano całkowicie jej potencjału. Najnowocześniejsze technologie i materiały pozwoliły na zastosowanie tego rodzaju badań w przemyśle, aby móc zobaczyć to, co było dotychczas niewidoczne, ukryte, przy zachowaniu całkowitego bezpieczeństwa użytkowników. Najważniejszą cechą pomiarów jest nieniszczący charakter badań przy pomocy przemysłowego rentgena. Kontrola porowatości, detekcja pęknięć, skurczów czy niejednorodności materiału to jedynie niektóre z możliwych do wykonania badań, bez konieczności niszczenia cennych próbek, przyspieszając tym samym proces i obniżając koszty. Podstawową zasadę działania rentgena przemysłowego przedstawia schemat poglądowy na rysunku 1. Rys. 1. Budowa i zasada działania rentgena przemysłowego Jak widać, jego budowa nie różni się w diametralny sposób od tego stosowanego w medycynie. Sercem urządzenia jest lampa, generująca stożkową wiązkę promieniowania X. Jej kształt pozwala na projekcję badanego elementu na płaski detektor. W tym miejscu widać innowację związaną z akwizycją danych zamiast na tradycyjnej błonie rentgenowskiej, cień prześwietlonego obiektu utrwalany jest przez cyfrowy detektor. Pozwala on na akwizycję danych w czasie rzeczywistym, przyspieszając tym samym inspekcję i podnosząc jednocześnie jakość uzyskiwanego obrazu. Projektowanie rentgena na potrzeby przemysłu skupiło się nie tylko na otrzymywaniu jak najlepszych zdjęć. Wyzwaniem okazało się zapewnienie operatorowi całkowitego bezpieczeństwa. Promieniowanie wykorzystywane w medycynie cechuje się bardzo niską mocą, więc krótkotrwała ekspozycja pacjenta nie wpływa na jego zdrowie. Przemysł wymagał zaprojektowania lamp o znacznie wyższych parametrach, co w bezpośrednim kontakcie mogłoby okazać się zabójcze dla człowieka. Jeszcze do niedawna, praktyka wykorzystywania techniki rentgenowskiej wymagała
wybudowania specjalnego, kosztownego schronu, stałego nadzoru państwowych instytucji, wielu pozwoleń i szkoleń. W dobie XXI wieku, producenci zrobili ogromny krok naprzód, produkując całkowicie szczelne dla promieniowania kabiny rentgenowskie. Jednym z wiodących producentów tego typu urządzeń jest niemiecka firma GE Sensing & Inspection Technologies GmbH należąca do koncernu General Electric. Dzięki wieloletniemu doświadczeniu, firma może się pochwalić szeroką gamą kabin rentgenowskich, przodując jednocześnie pod względem jakości uzyskiwanych danych. Lampy i detektory stabilizowane temperaturowo są produkowane bezpośrednio przez niemieckiego producenta, podobnie jak wysoce precyzyjne elementy mechaniczne. Zdolność rentgena do prześwietlania, określana jest przede wszystkim przez napięcie, jakim zasilana jest jego lampa. W odpowiedzi na wyspecjalizowane zapotrzebowania klientów, firma GE posiada szeroki wachlarz konfiguracji kabiny rentgenowskiej Seifert x cube. Jedna z takich maszyn Seifert x cube Compact 320 widoczna jest na Rys. 2. Rys. 2. Wszechstronny system rentgenowski Seifert x cube Compact 320
Maszyna z kabiną w wersji Compact (maksymalne wymiary próbki Ø600mm x 900mm) posiada aż 3 modele lamp do wyboru: 160kV, 225kV lub 320kV. Co w przypadku potrzeby prześwietlania większych obiektów? Niemiecki producent postanowił nie ograniczać swoich klientów, wprowadzając do oferty maszyny w wersji XL (Ø800mm x 1500mm) z lampami 160kV i 225kV. Od współczesnych technik pomiarowych, w szczególności tych stosowanych w zakładach produkcyjnych, wymaga się jak najkrótszego czasu otrzymywania wyników. Sprawdzanie dostarczanych materiałów, stabilności procesu czy gotowych wyrobów nieuchronnie zajmuje cenny czas. Producenci maszyn pomiarowych nieustannie pracują nad tym, aby ich maszyny były jak najszybsze przy zachowaniu najwyższych parametrów. Firma GE przy projektowaniu kabiny Seifert x cube położyła nacisk na oszczędność czasu podczas inspekcji. Z tego powodu zarówno detektor jak i lampa zostały umieszczone na ramieniu w kształcie litery C (rys. 3) co umożliwiło znacznie przyspieszyć ruch tych komponentów. Dodatkowym atutem jest zwiększenie układu inspekcyjnego o kolejny stopień swobody, gdyż ramię oprócz ruchu pionowego, wychylne jest także o kąt ±45, ułatwiając lokalizowanie defektów badanego obiektu. Niezwykła szybkość zamykania drzwi kabiny, dopełnia funkcjonalność niemieckiej maszyny. Rys. 3. Ramię w kształcie litery C, wychylne ±45 Uzyskiwanie przejrzystych obrazów jest najtrudniejszym zadaniem jakie stoi przed operatorem. Niejednokrotnie nawet doświadczony pracownik, może mieć problem z prawidłową interpretacją otrzymanych wyników. Maszyna Seifert x cube posiada unikalną w skali światowej filtrację obrazu o nazwie Flash!Filter. Dzięki zaawansowanej technologii, odcienie szarości są dostosowywane dla ludzkiego oka. Umożliwia to ujrzenie szczegółów, które przy
konwencjonalnym zdjęciu rentgenowskim są niewidoczne, pozwalając w szybki i precyzyjny sposób dokonać inspekcji. Efekt zastosowania filtracji Flash!Filter widoczny jest na poniższych rysunkach 4 i 5. Rys. 4. Zdjęcie konwencjonalne Rys. 5. Zdjęcie z wykorzystaniem Flash!Filter Obiekty prześwietlane za pomocą przemysłowych rentgenów mogą osiągać masę nawet 300kg. Manipulowanie tak ciężkim elementem, w celu umieszczenia go wewnątrz maszyny z pewnością byłoby niezwykle ryzykowne. W celu rozwiązania tego problemu, firma GE opracowała specjalny manipulator. Oprócz ruchu badanym obiektem wewnątrz maszyny, umożliwia on wysunięcie go poza obrys kabiny. Dzięki takiemu rozwiązaniu, w celu załadunku/rozładunku, można wykorzystać suwnicę czy podnośnik, ułatwiając i przyspieszając pracę, zwiększając jednocześnie bezpieczeństwo. Przedstawiona maszyna wykonuje zdjęcia rentgenowskie, które wykorzystać można nie tylko na potrzeby inspekcji 2D. Seifert x cube posiada możliwość wykonywania tomografii komputerowej (CT), dzięki której możliwe stają się analizy objętościowe czy precyzyjne pomiary. We współpracy z oprogramowaniem Volume Graphics, możliwe są do wykonania analizy danych CT: pomiary współrzędnościowe, porównanie z modelem CAD, analiza defektów, analiza grubości ścianek, analiza materiałów kompozytowych.
Rys. 6. Przykładowa analiza porowatości odlewu aluminiowego Rentgenowska technika inspekcyjna zajmuje coraz ważniejsze miejsce w procesie zapewnienia jakości. Badanie geometrii zewnętrznej przestało wystarczać w kontroli rosnących wymagań wyrobów, a niszczenie próbek wydłużało czas i zwiększało koszty. Dzięki swoim unikalnym właściwościom, promienie rentgenowskie mogą pomóc w szybkiej i dokładnej inspekcji. Umieszczając je ponadto w kabinie rentgenowskiej, zapewniamy bezpieczeństwo operatorowi skracając jednocześnie cenny czas.