A digitális radiográfia új távlatokat nyitott a roncsolásmentes anyagvizsgálat terén, és még bőven van benne potenciál, főleg, hogyha az elmúlt 10 év eredményeit nézzük és nyomon követjük a digitális radiográfia fejlődését más felhasználási területeken is. Az orvostudomány komoly technológiai áttöréseket ért el az elmúlt években, ezek az eredmények szűrődnek le aztán egyéb iparágakba, így a roncsolásmentes anyagvizsgálatba is. Az innováció élvonalát egyértelműen a röntgenes anyagvizsgálat direkt digitális képalkotó rendszere képviseli, ez a DDA (digital detector array).
Írásunk célja, hogy bemutassuk ebből az új technológiából származó üzleti előnyöket, a piacon lévő többi technológia kontextusában, kiemelve azokat az alkalmazási területeket, ahol a digitális radiográfia segítségével sokkal hatékonyabbá tehetőek a roncsolásmentes anyagvizsgálati folyamatok.
Exponenciális fejlődés a radiográfiában
A roncsolásmentes anyagvizsgálati eljárások közül a röntgenes vizsgálattal mutatható be a legjobban az exponenciális fejlődést: már vagy 100 éve annak, hogy a röntgensugárzást alkalmazza a tudomány, nagyon sokáig csak analóg képalkotó rendszereket használtak az anyagvizsgálók. A digitalizáció térnyerésének köszönhetően, az elmúlt 10-20 évben megjelentek a foszforlapok, ahol már van lehetőség az eredmények szekunder digitalizációjára, de csak az elmúlt évtizedben jelent meg a tudományban az a primer képalkotó rendszer, ami közvetlen digitalizációra is képes, így akár 1-2 másodperc alatt kiértékelhető felvételt kaphatunk.
Eredetileg főleg a hadiiparban és az orvostudományban alkalmazták, de az elmúlt 5 évben finomhangolták és a roncsolásmentes anyagvizsgálati folyamatokra is optimalizálták az eszközrendszert az erre szakosodott gyártók. Ez a DDA (digital detector array), vagyis a direkt digitális RT képalkotó rendszere.
Az új technológiából származó versenyelőnyöket ugyanakkor csak úgy tudjuk ténylegesen felismerni, és kiaknázni, ha kontextusba helyezzük, és megvan a viszonyítási alapunk a piacon lévő többi technológiával szemben.
Röntgenes anyagvizsgálati technológiák összehasonlítása
A direkt digitális képalkotó rendszer még kevésbé ismert a magyar piacon, ezért gyakran keverik a digitális radiográfia foszforlapos változatával. Ráadásul ahogy az élvonalbeli technológiák bevezetésénél megfigyelhető, itt is jellemző a túlzott óvatosság és bizalmatlanság a magyar piacon: az újdonság varázsa helyett sokkal inkább az ismeretlentől való félelem dominál, ezért olyan esetekben is a jól megszokott analóg képalkotó rendszerhez ragaszkodnak a megrendelők, ahol sokkal hatékonyabb megoldás lenne a DDA.
Szeretnénk eloszlatni a kételyeket és kicsit közelebb hozni az innovációt azokhoz, akiknek még túlságosan új ez a technológia. Ehhez azonban elengedhetetlen, hogy górcső alá vegyük a többi eszközrendszert is, a DDA függvényében.
Hagyományos radiográfia analóg filmmel
Működési elv: A vizsgálati darabot a sugárforrás (röntgen vagy gamma) és a detektáló egység közé kell helyezni. A detektáló egység egy film, fénytől elzárt csomagolásban. A sugárzás a filmen rögzül, a sugárzási időt pedig a helyi elnyelődés és az anyagvastagság szabja meg.
Alkalmazási terület: Térfogatos jellegű hibák kimutatására kitűnően alkalmazható, a sugárzás áthatol az acélon, alumíniumon, illetve más fémeken is.
Előny: Veszélyes, nehezen hozzáférhető helyeken, ahová kockázatos lenne a DDA értékes, innovatív képalkotó rendszerét feljuttatni, ott jobb választásnak bizonyulhat az analóg eljárás. Illetve vannak anyagvizsgálati megrendelések, ahol kifejezetten elvárás az analóg film használata.
Hátrány: A képek előhívása és dokumentálása időigényes, nem a modern világ munkatempójára lett szabva, ráadásul környezetszennyező is, az anyagvizsgálóknak hosszú órákat kell eltölteniük az előhíváshoz szükséges vegyszerek között. Továbbá ez a munkafolyamat megakadályozza, hogy a vizsgálat és kiértékelés párhuzamosan történjen, ezzel értékes időt veszít a megrendelő és anyagvizsgáló cég egyaránt.
Digitális radiográfia foszforlapokkal
Működési elv: A DDA mellett a CR (computed radiography) a digitális radiográfia legelterjedtebb változata. A hagyományos vizsgálattal ellentétben sokkal gyorsabb kiértékelést tesz lehetővé. Ugyanúgy használható röntgenberendezésekkel, mint az analóg radiográfia, de a sugárzási jel tárolásához foszforos lemez vagy képlemez szükséges, amelyet az expozíció után egy speciális lézeroptika beolvas. Ezt követi a fotósokszorosítás, a jelerősítés és a digitalizáció.
Alkalmazási terület: Csővarratok hatékony roncsolásmentes anyagvizsgálatára ideális választás.
Előny: Gyorsabban juthatunk kiértékelhető eredményhez és környezetkímélőbb, ugyanis nincs szükség vegyszerekre, nincs filmköltség és egy foszforlapra akár felvételek ezrei is rögzíthetőek élettartama során, mert a szkennelési folyamat végeztével a képlemez törölhető és újra felhasználható.
Előnye a DDA-val szemben, hogy közepes átmérőjű, acél csővarratok helyszíni vizsgálatánál gyorsabban ad eredményt, a merev DDA flat panelnél – mert a foszforlap a cső köré tekerhető.
Hátrány: A DDA-hoz képest még mindig jóval időigényesebb eljárás, az előkészületek, a digitalizáció és a dokumentáció szempontjából is.
Komputertomográfia (CT): tűpontos precizitás
Működési elv: A tomográfiás felvétel esetében vékony, síkszerű röntgensugár-nyalábbal világítják át a vizsgált objektumot. Az objektum mögött elhelyezett detektor egy vonal mentén érzékeli, hogy a sugárnyalábból hol és mennyi nyelődött el. A vizsgálat tárgya képzeletbeli szeletekre bontva látható.
Alkalmazási terület: Az orvostudomány mellett a roncsolásmentes anyagvizsgálat is komoly hasznát veszi a CT vizsgálatnak. Komplex alkatrészek geometriai vizsgálatára kitűnően alkalmas.
Előny: Rendkívül precíz felvételek elkészítésére használják. A hagyományos röntgenfelvétel esetében a nagyobb méretű és nagyobb denzitású objektumok eltakarják a kisebbeket, míg az ipari CT ezeket kiküszöböli a több irányból készített vetületek segítségével.
Hátrány: A precizitás miatt hosszabb időt vesz igénybe, mint a DDA és helyhez kötött vizsgálati eljárás, így nem alkalmazható olyan vizsgálati feladatoknál, ahol elvárás a mobilitás és gyors kitelepülés.
Direkt digitális radiográfia: villámgyors képalkotás
Működési elv: A képek rögzítése egy többrétegű flat panel segítségével zajlik, amely néhány másodperc alatt átalakítja és közvetíti a vizsgálati darabon áthaladó sugárzásból kinyert információkat a képfeldolgozó processzor felé.
Alkalmazási terület: A legnagyobb versenyelőnyt sorozatgyártott termékek, pl. autóipari alkatrészek, hibakereső OK/NOK vizsgálatában nyújtja. Itt kiemelkedően fontos a gyors kitelepülés és a mobilitás, illetve a gyors képalkotás, kiértékelés és dokumentáció.
Előfordul, hogy egy nem várt hiba miatt felgyülemlett bizonytalan megfelelőségű termék gyors vizsgálatára van szükség, ahoz hogy a rendszer helyreálljon. Amíg egyértelmű döntés nem születik, nincs kiszállítás. Ez az ellátási láncot veszélyezteti. Jelenleg a DDA a leggyorsabb és legbiztosabb módszer erre a feladatra, amelynek köszönhetően csak minimális kieséssel kell számolnia a beszállítóknak – mert amíg a gyártási fennakadás okát elhárítják a feltorlódott munkadarabok OK/NOK státuszáról döntés születik..
Előny: Másodpercek alatt kiértékelhető felvételekhez juthatunk, így a vizsgálat és a kiértékelés egy időben történhet, ami forradalmasítja a vizsgálat folyamatát, emellett mobilis, könnyen mozgatható eszközrendszernek számít.
Hátrány: Ahogy már említettük, a lapos, merev panel miatt a közepes átmérőjű, acél csővarratok helyszíni vizsgálatánál nem a legideálisabb választás, illetve a CT röntgenvizsgálat részletgazdagabb képet tud adni. Fontos még megemlíteni, hogy a DDA drága eszközrendszer, magas a belépési küszöb és nem elterjedt még a piacon, ezért ha nem megfelelően használják, vagy egyéb okokból meghibásodik nem 1-2 nap a javítási idő, hanem akár hetekbe is beletelhet. Egy OK/NOK vizsgálat esetében, ez komoly hátrány. Érdemes ezért körültekintően viszonyulni az innovációhoz és felkészülni a váratlan helyzetekre is, több eszköz megvásárlásával.
Hogyan lesz az innovációból versenyelőny?
A direkt digitális radiográfia akkor szolgálja az innovációt és a fejlődést, ha nem csak eszközként hanem egy, a feladatra optimalizált rendszerként tekintenek rá. Így lesz az eszközparkból olyan eszközrendszer, ami a cég egész működését átformálja. Sosem a technológiát megtestesítő eszköz hajtja az innovációt, nem ebből származik a versenyelőny, hanem abból a rendszerelvű szemléletmódból, ami áthatja a roncsolásmentes anyagvizsgáló cég működését, a vizsgálati technológia kialakításától kezdve az anyagvizsgáló személyzet motiválásig.
Az igazi versenyelőny tehát az innováció rendszerelvű és gyakorlatorientált megközelítésén alapszik. Az innováció és az új technológiák mindig egy valós problémából fakadnak, ezért az egyes anyagvizsgálati feladatokat is kontextusban kell vizsgálni, ugyanis akkor lesz az innovációból ténylegesen üzleti érték, hogyha az eszközrendszer az adott feladatra optimalizált. Érdemes ezért a következő három szempontot figyelembe venni:
- A rendszer mobilitása
Az eszközrendszer mozgathatósága fontos vizsgálati szempont, kihatással van az anyagvizsgálati folyamatok hatékonyságára, ugyanis a gyors kitelepüléssel időt nyerünk. Ez kulcsfontosságú a roncsolásmentes anyagvizsgálatban, ahol a vizsgált darab hibájából végzetes hiba is lehet, ha nem időben veszik észre. Természetesen a helyhez kötött rendszereknek is megvan a létjogosultsága, amennyiben a vizsgálati feladat ezt igényli. A lényeg, hogy a mobilitás kérdését fontos tisztázni a technológiai befektetéseknél
- A képalkotás módja
A részletesség, a képalkotás gyorsasága, dokumentációja, fenntarthatósága fontos szempontok az eszközrendszer kiválasztásánál. Továbbá még érdemes megemlíteni a statikus és a dinamikus felvételezés közötti különbséget. Statikus felvételezésnél a sugárzás befogadása, feldolgozása és megjelenítése lineárisan, egymástól elhatárolt időben zajlik, míg dinamikus felvételezésnél valós idejű megjelenítésre és kiértékelésre is lehetőség van, a fotó (statikus) és a film (dinamikus) közötti különbséggel szemléltethető a legjobban a két képalkotási mód közötti különbség. A direkt digitális radiográfiában mindkét felvételezési mód megoldható, attól függően, hogy statikus vagy dinamikus DDA panellel dolgozunk.
- A testreszabás mértéke
A mobil DDA rendszerek, a kész átvilágító kabinok moduláris felépítéssel bírnak, egy dobozos szoftverhez hasonlóan, több vizsgálati feladatra is testre szabhatóak, de csak egy bizonyos fokig, néhány modulvariáció erejéig. Ezzel szemben a teljesen feladat-specifikus rendszerek maximálisan egy vizsgálati feladatra optimalizáltak, és annak minden jellemzőjét figyelembe veszik, a rendszer kifejezetten a feladatra legyártott egységekkel rendelkezik: ilyen lehet például egy konkrét üzem sorozatgyártott, alakos termékének futószalagos vizsgálata, az erre a feladatra épített robotkarokkal, kiegészítő épülettel, futószalaggal, hibafelismerő célszoftverrel, esetleg mesterséges intelligenciával is megtámogatva.
Email kurzusunkban bővebben kifejtjük a fent említett szempontokat és azt a rendszerelvű szemléletmódot, amelynek segítségével az innováció tényleges üzleti előnyt és hosszú távú versenyképességet biztosíthat, mind az anyagvizsgáló, mind a megrendelő cég számára.
Új horizontok a direkt digitális radiográfiában
Látható eredmények mindig ott születnek, ahova a legtöbb figyelem és energia irányul, a roncsolásmentes anyagvizsgálat területén, ez jelenleg egyértelműen a direkt digitális radiográfia képalkotó rendszere és annak tökéletesítése, ugyanis az orvostudományban is olyan, az áttörés előtti, kísérleti stádiumban lévő technológiákat fejlesztettek ki, amely teljesen új alapokra helyezheti a roncsolásmentes anyagvizsgálati feladatok megközelítését.
