Lặn sâu hơn với X quang neutron

Chụp X quang neutron là một phương pháp hình ảnh không phá hủy cho thấy cấu trúc bên trong của mẫu bằng cách chiếu nó vào chùm neutron. Còn được gọi là chụp ảnh neutron hoặc chụp cắt lớp neutron, chụp X quang neutron có thể giúp các nhà sản xuất trong nhiều ngành khác nhau — bao gồm hàng không vũ trụ và quốc phòng — thiết kế các sản phẩm tốt hơn, hiệu quả hơn và an toàn hơn, ngoài việc cung cấp nguồn tài nguyên vô giá để đảm bảo chất lượng và phân tích lỗi.

Kiểm tra không phá hủy v Kiểm tra phá hủy

Sự khác biệt chính giữa kiểm tra không phá hủy và kiểm tra phá hủy là kiểm tra không phá hủy duy trì tính toàn vẹn và khả năng sử dụng của thành phần.

Thử nghiệm phá hủy dẫn đến việc tháo dỡ thành phần hoặc thay đổi các đặc tính vật lý và cơ học của vật liệu, khiến nó không sử dụng được. Vì lý do đó, các thử nghiệm phá hủy được thực hiện trên lô mẫu nhỏ của thành phần. Nhược điểm của phương pháp này? Vật liệu bị lỗi có thể không phải là một phần của bộ mẫu đã chọn và do đó có thể thoát khỏi sự phát hiện.

Với thử nghiệm không phá hủy, tất cả các mặt hàng trong một lô đều có thể được thử nghiệm — chứ không chỉ một bộ mẫu nhỏ, ngẫu nhiên. Do đó, các nhà sản xuất linh kiện quan trọng có thể yên tâm rằng họ đã làm mọi thứ có thể để đảm bảo rằng tất cả các sản phẩm rời khỏi cơ sở của họ đều an toàn và hiệu quả.

Các loại Kiểm tra Không phá hủy: Tia X v Tia N

Việc thử nghiệm chụp ảnh phóng xạ có thể tạo ra hình ảnh hữu ích về phần bên trong của một bộ phận hay không phụ thuộc vào cách bức xạ tương tác với vật liệu. Ví dụ, vật liệu càng nhẹ thì tia X càng dễ xuyên qua nó. Vật liệu càng đặc thì tia X càng khó xuyên qua. Đây là lý do tại sao các tia X bạn nhận được trong bệnh viện hoặc phòng khám nha khoa đi qua da thịt của bạn chứ không phải xương, răng hoặc bất kỳ bộ phận cấy ghép kim loại nào trong cơ thể bạn.

Điều ngược lại là đúng khi chụp X quang sử dụng bức xạ nơtron, hay tia N. Tia N có thể xuyên qua vật liệu dày đặc dễ dàng hơn vật liệu nhẹ, khiến cho chụp ảnh bức xạ neutron trở thành lựa chọn tốt hơn khi chụp ảnh các vật thể có lớp vỏ và vỏ bọc bên ngoài dày đặc.

Chụp X-quang tia X phổ biến hơn chụp X-quang tia N do tính phổ biến và dễ dàng tiếp cận các nguồn tia X. Tuy nhiên, như đã đề cập ở trên, nó có nhược điểm của nó.

Điều tuyệt vời nhất của cả hai thế giới – Kết hợp chụp X-quang và neutron

Chụp X-quang và chụp X-quang neutron bổ sung cho nhau chứ không phải là các kỹ thuật NDT cạnh tranh. Vì cả hai tương tác với vật liệu theo những cách khác nhau nên cả hai kỹ thuật đều có thể cung cấp những hiểu biết độc đáo về thành phần và cấu trúc bên trong của đối tượng mẫu.

Kết hợp dữ liệu từ chụp X-quang và neutron đặc biệt có lợi cho việc hiểu hoạt động bên trong của các thành phần lớn, phức tạp. Trong khi chụp ảnh bức xạ neutron đã tồn tại trong nhiều thập kỷ, việc thực hành tổng hợp hình ảnh neutron và tia X vẫn chưa được khám phá một cách đáng tiếc. Rốt cuộc, cơ sở chụp X quang trung bình có khả năng chụp X quang, nhưng không có khả năng neutron; tương tự như vậy, cơ sở lò phản ứng trung bình có khả năng neutron không có khả năng tia X.

Có rất nhiều ứng dụng trong ngành thử nghiệm không phá hủy mà chụp ảnh bức xạ neutron rất phù hợp. Do neutron có thể xuyên qua vật liệu mật độ cao theo cách mà tia X không thể, neutron được sử dụng rộng rãi cho các thành phần hàng không vũ trụ quan trọng có lớp vỏ bên ngoài dày, chẳng hạn như cánh tuabin và cầu chì năng lượng, rất khó kiểm tra bằng phương pháp chụp X quang. Tia N cũng có thể được sử dụng để phát hiện nước và độ ẩm bên trong các thành phần, cũng như các mẫu vật khảo cổ được bọc trong vật liệu mà tia X không thể xuyên qua.

So sánh hình ảnh tia X/tia N

Việc sản xuất các cánh tuabin động cơ phản lực là một lĩnh vực công nghiệp đặc biệt dành cho chụp ảnh bức xạ neutron. Các cánh tuabin được đúc xung quanh các khuôn gốm tạo thành các kênh làm mát giúp ngăn các cánh tuabin bị nóng chảy khi tiếp xúc với nhiệt độ cao của môi trường vận hành. Trong sản xuất, các mảnh gốm có thể làm tắc nghẽn các kênh làm mát này. Một cánh quạt với các kênh làm mát bị tắc có thể bị gãy hoặc thậm chí bị chảy khi đang hoạt động, vì vậy những sai sót như vậy phải được loại bỏ một cách chắc chắn 100%.

Hình ảnh X-quang (trái) không thể mô tả rõ ràng các kênh làm mát trong một loạt cánh quạt; tuy nhiên, các kênh hiển thị rõ ràng hơn nhiều trong hình ảnh neutron của cùng một lô (bên phải).

Cung cấp NDT chất lượng cao đáng tin cậy cho các thành phần quan trọng của nhiệm vụ 

Phoenix LLC, công ty hàng đầu trong lĩnh vực chụp ảnh neutron để thử nghiệm không phá hủy, gần đây đã công bố một thỏa thuận với  Công ty Vật liệu Năng lượng Khoa học Thái Bình Dương (PacSci EMC) , một trong những nhà sản xuất pháo hoa và các sản phẩm năng lượng lớn nhất ở Hoa Kỳ. Sự hợp tác này không chỉ giúp tăng khối lượng chụp ảnh tổng thể của Phoenix , nhưng nó có tiềm năng mở rộng các dịch vụ của công ty sang bờ biển phía tây, hiện đại hóa và củng cố chuỗi cung ứng cho các đối tác trong ngành công nghiệp quốc phòng và hàng không vũ trụ.

Các sản phẩm của PacSci EMC đảm bảo khởi tạo, sắp xếp và vận hành đúng cách các hệ thống an toàn máy bay, bao gồm hệ thống thoát hiểm khẩn cấp cho các sự kiện thảm khốc – tất cả đều yêu cầu kiểm tra neutron để đảm bảo chất lượng. Corey Christmann, Chủ tịch của PacSci EMC cho biết: “Hợp tác với Phoenix có nghĩa là chúng tôi sẽ có một nguồn đáng tin cậy để chụp ảnh neutron ngay bây giờ và trong tương lai khi Phoenix mở rộng các cơ sở của mình sang Bờ Tây.

Thỏa thuận đảm bảo mối quan hệ đối tác lâu dài tập trung vào việc tăng khả năng và tính khả dụng của dịch vụ chụp ảnh neutron cho PacSci EMC và cơ sở khách hàng của nó, củng cố Phoenix với tư cách là nhà cung cấp dịch vụ chụp ảnh neutron hàng đầu cho các thiết bị năng lượng được sử dụng cho nhiều ứng dụng trong hàng không vũ trụ và quốc phòng trên toàn thế giới quốc gia.

Tom D'Orazio, Giám đốc điều hành của Phoenix cho biết: “Chúng tôi rất vui mừng được mở rộng công nghệ hình ảnh neutron của mình và làm cho nó dễ tiếp cận hơn đối với những khách hàng cần nó nhất. “ Nhóm Phoenix của chúng tôi đã chứng minh rằng công nghệ của chúng tôi có thể mang lại chất lượng hình ảnh và độ tin cậy để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng và chúng tôi rất mong muốn mang các giải pháp sáng tạo của mình tới rất nhiều đối tác hiện tại và tương lai.”

Trung tâm hình ảnh Phoenix ở Fitchburg, Wisconsin, là một trong những địa điểm duy nhất trên thế giới cung cấp phương pháp chụp X quang neutron chất lượng cao, quy mô sản xuất. Và nó là nguồn thương mại duy nhất có thể hỗ trợ tăng trưởng thị trường bằng cách triển khai các cơ sở bổ sung với gánh nặng kinh tế và quy định ít hơn đáng kể so với các lò phản ứng nghiên cứu hạt nhân cũ kỹ.

D'Orazio cho biết: “Chúng tôi tự hào đã chứng minh được khả năng của mình tại trung tâm của chúng tôi ở Trung Tây và hiện rất mong muốn tăng cường các dịch vụ của mình. “ Điều này sẽ không chỉ tăng cường năng lực hình ảnh cho toàn ngành mà còn thực sự cải thiện tính bảo mật của chuỗi cung ứng. Hình ảnh là một chức năng kiểm soát chất lượng quan trọng và các đối tác của chúng tôi sẽ có thể cung cấp cho khách hàng của họ – bao gồm nhiều khách hàng liên quan nhiều đến an ninh quốc gia – hiệu quả hơn bao giờ hết.”