الأشعة السينية وضمان الجودة
تستخدم الأشعة السينية في فحص المنتجات المصنعة من مواد
مختلفة؛ وذلك للكشف عن العيوب الداخلية: كالشروخ، والشقوق، ومواضع عدم الاتصال،
وغيرها من العيوب التي لا تظهر أثرا على أسطح المنتجات، وخاصة إذا كانت دقيقة،
وتصنع بكميات ضخمة، مثل: المكونات الإلكترونية الدقيقة.
·
اختبار دقة كاميرا التصوير
بالأشعة السينية
قبل البدء باستخدام وحدة التصوير الصناعي بالأشعة
السينية، يجب التأكد من قوة التحليل المكاني للكاميرا المستخدمة، وذلك بفحص عينة
سلك مزدوج معار من قبل «الجمعية الأمريكية لاختبارات والمواد، كما يتضح من اسمه (2002EN462 - 5
/ASTM E).
·
اختبار لحام المعادن بالأشعة
السينية
النقطة الرئيسية لتأمين الجودة في أكثر عمليات الإنتاج
الصناعي تكمن في نوع اللحام عند خطوط أو نقاط الاتصال. والجودة الكافية ليست سهلة
المنال بالطرق التقليدية غالبا ، بل يمكن إتمامها بسرعة ودقة يعتمد عليها باستعمال
تقنية التصوير بالأشعة السينية، حيث يمكن تحديد مناطق الشقوق، والمسام، وعيوب
التركيب، ولحام غير كاف، وما شابه ذلك.
وتكون مناطق اللحام في هياكل الطائرات والسفن العملاقة
طويلة إلى حد ما؛ ولذلك تستخدم أفلاما خاصة في عملية التصوير بالأشعة السينية.
وهذه الأفلام على شكل لفات مغلفة تسمح للمصور الإشعاعي أن يقطع الفيلم عند الطول
المطلوب. وتقدم هذه الأفلام ميزة اقتصادية عظيمة، حيث تسمح بفحص منطقة كبيرة أثناء
عملية تصوير واحدة، فعلى سبيل المثال: يلف الفيلم حول جسم الطائرة من الخارج، مع
اتخاذ كافة إجراءات تأمينه من التلف، في حين يوضع مصدر الإشعاع ويركب على محور
بالداخل مصمم بطريقة تضمن تحريك مصدر الأشعة بكل سهولة في مواجهة مواضع اللحام
المطلوب فحصها.
·
فحص الأنابيب وخطوطها
ينبغي أن تختبر الأنابيب ليس أثناء الإنتاج فحسب، ولكن
أيضا بعد التركيب، وأثناء انتظام العمل؛ لضمان الأمن والسلامة في الصناعات
الكيماوية، وصناعة البترول والبتروكيماويات،
وكذلك في محطات الطاقة النووية. ويعد التصوير الرقمي
بالأشعة السينية في أغلب الأحيان من أرخص الطرق، وربما يكون هذا النوع من التصوير
الوحيد القابل للتطبيق في هذه الاختبارات غير الهدامة، وخاصة عندما تكون الأنابيب
مغطاة أو معزولة عن البيئة الخارجية. كما يتيح قياس سمك جدران الأنابيب التأكد من
وجود شقوق وفجوات، أو زيادة في المسامات، أو تأكل في الجدران مما قد يشكل عواقب
كارثية في أي لحظة.
·
فحص أقراص القطع والتجليخ
يعد تأمين المنتج ضرورة ملحة؛ لضمان سلامة تشغيل
المعدات، وخاصة التي تستخدمها العمالة مباشرة، مثل: أقراص القطع أو التجليخ. وقد
يبدو القرص خاليا من العيوب بالفحص البصري؛ ولكن صور الأشعة السينية تظهر إظهارا
واضحا عيبا خطيرا على هيئة ضعف في دعامة الليف الزجاجي، ومن ثم قد يؤدي إلى كسر
القرص القاطع أثناء التشغيل في أي لحظة؛ مما قد يسبب خطرا شديدا على العامل .
·
تأمين الجودة وفحص الإطارات
تخضع الإطارات المعايير الأمان العالية؛ لضمان سلامة
المركبات والمسافرين، ولتحقيق ذلك تختبر جودتها أثناء وبعد عملية الإنتاج بفحصها
عبر صور الأشعة السينية (انظر: الشكل رقم 3-5). ويمثل فحص الصور الرقمية بالأشعة
السينية أحد مفردات منظومة متكاملة في عملية الإنتاج، بسبب سرعتها ودقتها.
ولقد طورت آلة تصوير (كاميرا ) على شكل حرف U
خصيصا لفحص الإطارات؛ للتعرف على موقع الهيكل والحزام وحالة الأسلاك واتجاهها،
ووجود فجوات هوائية؛ أو مواد غير مرغوب فيها ضمن الشريط المطاطي. كما يعالج الصناع
أنواعا معينة من اللدائن بالأشعة السينية؛ لتقويتها، حيث تحدث الأشعة تغييرا
كيميائيا على إثر التفاعل مع هذه اللدائن.
·
اختبار الدوائر الكهربية
تتطلب صناعة السيارات ضمان الجودة العالية في كل
المراحل؛ ولذا يستخدم التصوير الرقمي بالأشعة السينية في البحث والتطوير والإنتاج.
ومن أمثلة ذلك: اختبار التأكد من
التجميع الصحيح، واكتمال مكونات مفتاح السيارة، إذ تفحص
في هذه الحالة صورة المفتاح بالأشعة السينية؛ للتحري عن مدى وجود تمزق في السلك،
وأماكن الاتصال المعيبة، والمكونات المفقودة، وعيوب التجميع، والتمزق في أجزاء
الزنبرك، وكذلك عيوب لحام المفاصل.
لا يمكن رصد الأجزاء المتحركة ونقاط الاتصال في قاطع
الكهرباء الآلي (الأوتوماتيكي) بعد اكتمال المنتج إلا باختباره عملیا، أو بالتصوير
الإشعاعي. ويمكن تطبيق أساليب الفحص نفسها مع مصباح توفير الطاقة. وتتميز طريقة التصوير
الرقمي بالأشعة السينية بإمكانية تطبيقها أثناء المراحل المختلفة للإنتاج، ومن ثم تقلل
الخسائر المادية المترتبة على استكمال تلك المراحل على الرغم من حدوث خلل في
إحداها، بحيث لا يتمكن من اكتشافه في الوقت المناسب.
·
اختبار شرائح الدوائر
الإلكترونية
تضمن تكنولوجيا الصور الرقمية بالأشعة السينية المرتبطة
ببرامج التقييم الذاتي، الجودة الآلية عند التجميع الأوتوماتيكي للوحات الدوائر
الإلكترونية الخاصة بشرائح البطاقات النقدية ، والدوائر الإلكترونية المطبوعة،
سواء أكانت بسيطة ، أم متعددة الطبقات. تتميز
الأفلام المستخدمة بالحساسية والجودة العالية؛ لأن التوصيلات الداخلية رفيعة جدا
وتقاس بالميكرومتر. ويستخدم الفحص في البحث عن فواصل اللحام المعيبة، ومواضع القطع
في مسارات التوصيل، وعدم اكتمال تركيب المكونات اكتمالأ صحيحا على اللوحة.
·
مستجدات التصوير بالأشعة
السينية
الصور التقليدية للأشعة السينية تخزن على الأفلام
الفوتوغرافية ولا تظهر تلك الصور إلا بعد المعالجة الكيميائية؛ لتظهير وتثبيت
الصورة، كما تم الإشارة لذلك في الفصل السابق. وفي ثمانينيات القرن العشرين، تم
اكتشاف ألواح التصوير بالأشعة السينية ، مما أدى إلى عهد جديد من التصوير بالأشعة
السينية الرقمية. وتعتمد ألواح التصوير هذه على عنصر الأيوروبيوم europium
المطعم بمادة الفوسفور، لتخزين الصورة ، حيث تتمرن صورة الأشعة السينية كتركيز
فراغي متفاوت لأزواج محصورة من الإلكترونات – الفجوات trapped electron
- hole pairs. وقرأ نقاط الصورة عادة بواسطة شعاع ليزر مرگ المسح
لوح التصوير، ومن ثم يحدث تحفيز ضوئي وتلألؤمستحث (Photostimulated
Luminescence PSL ) يتناسبان مع كمية الأشعة السينية التي
سقطت على أجزاء اللوح. وقد أدى هذا التلألؤ المستحث إلى المضخم الضوئي".
تتمتع ألواح التصوير بمجموعة من المزايا على الفيلم
التقليدي، مثل: مدى ديناميكي واسع، وزيادة في التباين والحساسية، وإعادة الاستخدام
والتصوير الرقمي. استخدامات ألواح التصوير ليست محصورة فقط في التطبيقات الطبية
وخدمات طب الأسنان ولكن أيضا في التطبيقات العلمية من خلال الأجهزة العلمية وعند
إجراء الاختبارات غير المدمرة للمادة، بالإضافة إلى أجهزة فحص الأمتعة وحاويات
البضائع وأجهزة مراقبة جودة المنتجات.
يعود السبب في الانتشار الواسع لاستخدام ألواح التصوير
إلى أنها أجهزة بسيطة لا تؤثر على خصائص المواد المفحوصة على النقيض من الأجهزة
المستخدمة في التكنولوجيات المنافسة الحالية، مثل: تلك المعتمدة على السيلينيوم
غير المتبلور أو أجهزة Medipix ،
ومع ذلك فإن نظام القراءة المرتبط بألواح التصوير غالية الثمن نسبيا نظرا لأنها
تتضمن عمليات مسح کهروميكانيكية دقيقة
ومعقدة وحساسة، وهذا أيضا يجعل النظام أقل ملاءمة للتطبيقات الميدانية مقارنة بتقنية
الفيلم البسيط. لذلك فإن المحاولات مستمرة من خلال الأبحاث العلمية لتطوير طرق أسهل
وأقل تكلفة لقراءة ألواح التصوير الفوسفورية وجعل الصور أكثر وضوحا.
·
قياس الأبعاد الدقيقة
بالأشعة السينية
تستخدم الألواح المعدنية في طيف واسع من الصناعات.
وتتنوع الألواح حسب المقاسات الهندسية، والمعادن التي تصنع منها. وتحدد نوع
الاستخدام المطلوب مكونات مادة اللوح المعدني، وسمكه، فمثلا : تستخدم ألواح الحديد
أو الصاج المجلفن دقيقة السمك في صناعات الهياكل الخارجية للثلاجات، والسيارات،
وما شابه ذلك. وأما الألواح ذات السمك الكبير فتستخدم في صناعة هياكل سفن الشحن
العملاقة.
ويختبر سمك الألواح ومدى تجانس مادتها بواسطة الأشعة
السينية قبل الدخول في مرحلة الاستخدام المباشر، وذلك لضمان جودتها. وتسقط الأشعة
السينية سقوطا عموديا على اللوح أثناء سحبه عبر ماكينات تحديد السمك المحدد مسبقا
حسب الطلب. وتستقبل الأشعة النافذة من الجانب الآخر بواسطة عداد مناسب ( مثل عداد
جايجر)، وحساب شمك اللوح على طول مساره. وفي الماكينات المزودة بنظام التغذية
العكسية للمعلومات، مثل: أنظمة SART ، تتخذ عند
اختلاف المك عن القيمة المطلوبة الإجراءات اللازمة لضبطه تلقائيا .
المصادر
1. N. M.
Winch, A. Edgar, X-ray imaging using a consumer-grade digital camera,
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, Vol. 654 (2011) pages
308–313.
2. K. L. Mcaughey. et. al., Ultrasonic Thickness Measurements of
Sub millimetre Thickness Sheets, 18th World Conference on
Nondestructive Testing, 16-20 April (2012), Durban, South Africa.
3. J.Y. Kim, et. al., Thickness measurement of organic films
using Compton scattering of characteristic
X-rays, Applied Radiation and Isotopes, Vol. 69 (2011) pages 1241–1245.
4. R. M. Atanasio, R. A. Williams, X. Jia, Combining X-ray microtomography with computer simulation for analysis of
granular and porous materials, Particuology, Vol. 8 (2010) pages 81–99.
5. I. S. Arvanitoyannis, Irradiation of Food Commodities, Ch. 17:
Consumer Behavior toward Irradiated Food, Elsevier and Academic
Press (2010) pages 673-698.
6. J. H. Behrens, et. al., Brazilian consumer views on food
irradiation, Innovative Food Science and
Emerging Technologies, Vol. 10 (2009) pages 383–389.
7. I. S.
Arvanitoyannis, Irradiation of Food Commodities, Ch. 1: Legislation on Food Irradiation: European Union, United States,
Canada, and Australia, Elsevier and Academic Press ( 2010) pages 3-20.
8. S. R. Moosekian, et. al., X-Ray Irradiation as a Microbial
Intervention Strategy for Food, Annual Review of
Food Science and Technology, Vol. 3 (2012) pages 493-510.
9. A. Sharma, P. Madhusoodanan, Techno-commercial aspects of food irradiation in India, Radiation Physics and Chemistry,
Vol. 81 (2012) pages 1208–1210.
10. C. Shin, et. al., A preliminary approach
to identify irradiated foods by thermoluminescence
measurements, Journal of Luminescence, Vol. 132 (2012) pages 1619-1622.
11. M. S. Nielsen, et. al., X-ray dark-field
imaging for detection of foreign bodies in food, Food
Control, Vol. 30 (2013) pages 531-535.
تعليقات
إرسال تعليق