การตรวจสอบด้วยวิธี RT (Radiographic Testing)

สวัสดีครับเพื่อนๆ วันนี้เราจะมาพูดกันถึงอีกหนึ่งวิธีการตรวจสอบความไม่ต่อเนื่องของชิ้นงาน ที่เรียกร้องกันเข้ามามากพอสมควรเลยนะครับ นั่นก็คือ Radiographic testing หรือที่เราเรียกกันอย่างชินปากว่า RT นั่นเองครับ วันนี้เพจนายช่างมาแชร์จะมาเจาะลึก ถึงรายละเอียดและหลักการของการทำ RT กันครับ

ประวัติศาสตร์ของรังสี

จุดเริ่มต้นของการใช้งานรังสีจริงๆแล้วเกิดขึ้นจาก 2 แหล่งครับ โดยเริ่มแรกเกิดจากที่นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันที่ชื่อ วิลเฮลม คอนแรด เรินต์เกน (Wilhelm Conrad Röntgen) ค้นพบรังสี X-Rays ได้ในปี ค.ศ. 1895 และแหล่งที่สองคือการค้นพบแร่ธาตุที่ปล่อยกัมมันตภาพรังสีออกมา

โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวโปแลนด์ที่ชื่อ มารี คูรี่ (Marie Curie) โดยคูรี่ได้ค้นพบแร่ Radium (Ra) และจาก 2 จุดเริ่มต้นที่ยิ่งใหญ่นี้ ทำให้นักวิทยาศาสตร์ทั่วทั้งโลกได้ตระหนักและรู้จักถึงกัมมันตภาพรังสีมากยิ่งขึ้น และได้นำรังสีเหล่านี้มาสร้างประโยชน์ใช้งานกันต่างๆนาๆ ทั้งในด้านการแพทย์ ด้านอุตสาหกรรมครับ ซึ่งหนึ่งในนั้นก็คือการตรวจสอบความไม่ต่อเนื่องของแนวเชื่อมนั่นเองครับ

การทำ RT คืออะไร?

การทดสอบโดยใช้รังสี หรือที่เราเรียกกันสั้นๆว่า การทำ RT (Radiographic Testing) คือการใช้คุณสมบัติเฉพาะของรังสีที่เป็นพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีอำนาจทะลุทะลวงวัสดุที่มีความหนาและความหนาแน่นที่แตกต่างกันออกไป (ในส่วนนี้อาจจะเรียกว่าวัสดุแต่ละชนิดมีคุณสมบัติการดูดซึมรังสีแตกต่างกันออกไป) ฉายทะลุชิ้นงานที่เราต้องการจะตรวจสอบลงไปยังแผ่นฟิล์มถ่ายภาพที่ไวต่อรังสี

ภาพที่ได้จากการทดสอบด้วยรังสี จะให้ภาพในลักษณะขาว-ดำ หรือที่เรียกว่า Monochrome Negative โดยในบริเวณที่มีความหนาน้อยกว่าบริเวณอื่น (รังสีทะลุผ่านได้มากกว่า) ภาพจะออกมาเป็นสีดำเข้ม ในทางกลับกันหากชิ้นงานอยู่ในสภาพปกติและมีความหนาเท่ากันตลอดทั้งชิ้นงาน (รังสีทะลุผ่านได้น้อยกว่า) ภาพจะออกเป็นสีขาวกว่าบริเวณอื่น

ในการแปลผลของภาพการทดสอบด้วยรังสี จะต้องนำฟิล์มไปส่องกับตู้ไฟแสงสว่างที่ใช้สำหรับดูภาพถ่ายรังสีโดยเฉพาะที่มีค่าความสว่างของแสงไฟตามมาตรฐานกำหนด ภาพถ่ายรังสีจะแสดงภาพจุดบกพร่องภายในชิ้นงานอย่างชัดเจน ซึ่งจะสามารถบอกความกว้างหรือความโตของจุดบกพร่องได้แต่จะไม่สามารถระบุความลึกได้

ประเภทของรังสีที่ใช้งานอุตสาหกรรม

ประเภทของรังสีที่มีอยู่ในโลกจะมีอยู่ด้วยกันทั้งหมด 5 ชนิด ได้แก่ รังสีแอลฟ่า, รังสีบีต้า, รังสีเอ๊กซ์, รังสีแกมม่าและรังสีนิวตรอน แต่ที่ใช้งานกันในโรงงานอุตสาหกรรมจะมีอยู่ด้วยกัน 2 ประเภทเท่านั้นนะครับ โดยมีรายละเอียดดังนี้

1. รังสี X-ray

รังสี X-ray เป็นรังสีที่เกิดจากเครื่องกำเนิดรังสีชนิดที่ใช้กระแสไฟฟ้าเป็นตัวสร้างสนามรังสีออกมา โดยรังสีที่ออกมาจากเครื่องกำเนิดนี้จะเรียกว่า “รังสีเอ๊กซ์” โดยเครื่องมือชนิดนี้จะไม่คงความเป็นสารกัมมันตภาพรังสี หากอุปกรณ์ได้ถูกตัดไฟฟ้าที่จ่ายให้กับอุปกรณ์ครับ โดยรังสี X-ray จะสามารถใช้ตรวจสอบกับชิ้นงานที่มีความหนาประมาณไม่เกิน 50 มิลลิเมตรครับ

2. รังสี Gamma

รังสี Gamma หรือรังสีแกมม่า เป็นรังสีที่มีอำนาจทะลุทะลวงสูง ซึ่งมีต้นกำเนิดจากวัสดุกัมมันตรังสีที่พบได้ตามธรรมชาติ แต่ถูกนำมาสกัดให้มีความเข้มข้นหรือความแรงของรังสีแตกต่างกันออกไปตามประเภทการใช้งาน ซึ่งค่าความแรงของรังสีมีหน่วยเป็น คูรี่ (Curie : Ci) โดยต้นกำเนิดรังสีที่ใช้งานกันในอุตสาหกรรมคือ Ir-192 หรือ ธาตุ Iridium (อิริเดียม) รังสีแกมม่านี้จะสามารถใช้ตรวจสอบชิ้นงานที่มีความหนาได้ถึงประมาณ 120 มิลลิเมตรครับ

ข้อดี-ข้อจำกัดของของวิธีการตรวจสอบด้วย RT

ข้อดีและข้อกำจัดของการทดสอบด้วย RT เมื่อเปรียบเทียบกับ NDT วิธีอื่นๆมีดังนี้

ข้อดี

• สามารถตรวจพบจุดบกพร่องได้ทั้งที่อยู่ที่บนผิวและอยู่ใต้ผิวชิ้นงาน
• สามารถใช้ตรวจสอบกับอุปกรณ์ที่ประกอบรวมเข้ากันแล้วได้ (Assembled parts)
• การเตรียมผิวชิ้นงานก่อนตรวจสอบน้อยหรือไม่ต้องเตรียมผิวเลย
• สามารถตรวจสอบอุปกรณ์ที่หุ้มฉนวนอยู่ได้
• สามารถแปลผลจากฟิล์มได้โดยตรง ซึ่งง่ายกว่าการแปลผลจากค่าสัญญาณจากวิธีการตรวจ NDT อื่นๆ
• สามารถตรวจสอบได้กับวัสดุเกือบทุกชนิด
• ได้ผลการตรวจสอบเป็นฟิล์มที่สามารถเก็บ, ตรวจสอบผลและสอบทวนย้อนหลังได้

ข้อจำกัด

• รังสีเป็นอันตรายกับผู้ปฏิบัติงานหรือบุคคลข้างเคียง หากไม่ได้ดำเนินการป้องกันที่เหมาะสม
• ต้องสามารถเข้าถึงชิ้นงานที่จะตรวจสอบทั้ง 2 ด้าน (ด้านหนึ่ง-แหล่งกำเนิดรังสี, อีกด้านหนึ่ง-ติดฟิล์ม)
• ไม่สามารถตรวจสอบชิ้นงานที่มีความหนามากๆได้ (ต้องใช้แหล่งกำเนิดรังสีที่แรงขึ้น, อันตรายก็มากขึ้นตาม)
• การแปลผลการตรวจสอบต้องใช้ผู้ที่ความรู้ความสามารถ
• ทิศทางและการวางตัวของจุดบกพร่องอาจส่งผลกับผลการตรวจสอบได้ (มีจุดบกพร่องเกิดซ้อนกันที่ระดับต่างกัน)
• ไม่สามารถระบุความลึกของจุดบกพร่องที่ตรวจพบได้ จะต้องใช้ NDT อื่นๆมาเป็นตัวช่วย
• ต้นทุนและค่าดูแลรักษาของเครื่องมือสูง รวมถึงต้องมีค่าใช้ของฟิล์มที่ใช้งานทุกครั้งที่มีการทดสอบ

รูปแบบของการตรวจสอบความไม่ต่อเนื่องของชิ้นงานด้วยวิธี RT

การตรวจสอบความไม่ต่อเนื่องของชิ้นงานด้วยวิธี RT จะมีอยู่ด้วยกันหลายรูปแบบ โดยจะขึ้นอยู่กับขนาดของจุดที่จะตรวจสอบ การเข้าถึงชิ้นงาน ซึ่งจะแตกต่างกันออกไป ทั้งนี้ทั้งนั้น ผู้ที่จะทำการทดสอบต้องเลือกวิธีที่เหมาะสมที่สุดเพื่อให้ผลของการตรวจสอบออกมาแม่นยำที่สุดครับ

1. การถ่ายผ่านผนังเดียวทดสอบผนังเดียว (Single wall single image)

วิธีจะเป็นไปได้ค่อนข้างยากในทางปฏิบัติเพราะเนื่องจากต้องสามารถเข้าถึงภายในชิ้นงานที่เราจะต้องทำการทดสอบได้

2. การถ่ายภาพผ่านผนังคู่ทดสอบผนังเดียว (Double wall single image)

เป็นวิธีที่ “นิยมที่สุด” ในการตรวจสอบความไม่ต่อเนื่องของแนวเชื่อม เพราะไม่มีความจำเป็นที่ต้องเข้าไปติดติ้งอุปกรณ์ในการตรวจสอบจากภายในชิ้นงานครับ

3. การถ่ายผ่านผนังคู่ทดสอบผนังคู่ (Double wall double image)

เป็นวิธีที่สามารถใช้ตรวจสอบแนวเชื่อมหรือดูสภาพผิวภายในของชิ้นงาน

ขั้นตอนการทำ RT

ขั้นตอนในการทำ RT นั้นค่อนข้างตรงไปตรงมาและใช้เวลาไม่นานต่อ 1 จุดที่เราต้องการจะทดสอบ โดยขั้นตอนการทำ RT ส่วนมากจะเป็นขั้นตอนของการเตรียมงาน การคำนวนหาค่าปริมาณรังสีที่เหมาะ, ระยะปลอดภัยในการทำงาน, ระยะในการติดตั้งแหล่งกำเนิดรังสี โดยจะมีขั้นตอนการดำเนินการหลักๆดังนี้ครับ

1. กำหนดชนิดของแหล่งกำเนิดรังสีที่จะนำมาใช้งาน
2. กำหนดระยะปลอดภัยในการทำงานเพื่อกั้นอาณาบริเวณให้ผู้ที่ไม่เกี่ยวข้อง เข้ามาในบริเวณที่ทำการทดสอบ
3. หาค่าความหนาทั่วไปของชิ้นงานเพื่อคำนวนหาปริมาณรังสีที่เหมาะสมในการทดสอบจาก Exposure chart
4. คำนวนระยะหวังผลของลำคลื่นรังสีและวางอุปกรณัวัดคุณภาพรังสี (IQI) ไว้บนชิ้นงานในระยะหวังผล
5. ติดฟิล์มที่ชิ้นงานที่จะทำการทดสอบ โดยให้แนบกับชิ้นงานมากที่สุดเท่าที่จะทำได้
6. คำนวนหาค่าความคมชัดของภาพถ่ายรังสี เพื่อกำหนดระยะห่างระหว่างแหล่งกำเนิดรังสีและฟิล์ม (ค่า SFD)
7. ถ่ายภาพรังสี
8. นำฟิล์มที่ได้จากการถ่ายภาพรังสีไปเข้ากระบวนการล้างฟิล์มในห้องมืด
9. อ่านค่าและแปลผลการตรวจสอบโดยใช้ Film viewer

จบไปแล้วนะครับสำหรับเรื่อง RT ในวันนี้ ต้องบอกว่าเรื่อง RT นี้มีเนื้อหาค่อนข้างเยอะเลยทีเดียว โดยในหัวข้อวันนี้จะเป็นการพูดในแง่ของการตรวจสอบความไม่ต่อเนื่องของชิ้นงานเป็นหลักนะครับ ซึ่งในปัจจุบันนี้ไเทคโนโลยีในด้านการตรวจสอบด้วย RT ได้ก้าวหน้าไปไกลมากแล้วนะครับ ซึ่งทางเพจของเรายังไม่ได้กล่าวถึง ไว้โอกาสหน้าจะมาพูดถึง Direct Radiography System (DRT), Computed Radiography System (CRT) หรืออาจจะรวมไปถึงความปลอดภัยในการทำงานกับรังสีด้วยนะครับ ไว้ติดตามกันได้ใหม่ในบทความหน้าครับ

แล้วพบกับสาระดีๆทางด้าน งานช่าง งานวิศวกรรม และงานอุตสาหกรรม แบบนี้ได้ในเพจนายช่างมาแชร์นะครับ

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Blockdit :  https://www.blockdit.com/naichangmashare
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g

#นายช่างมาแชร์ #RT #RadiographicTesting #NDT #Inspector #Engineering