Пленка или цифра?

Если говорить буквально о зарождении радиографии, то начинается она с открытия рентгеновских лучей Вильгельмом Конрадом Рентгеном в 1895 году. Ученый работал с электронно-лучевой трубкой и обнаружил свечение кристаллов возле нее. Первый снимок в истории был им сделан в том же 1895 году – рентгенограмма кисти его жены Берты. На нем было отчетливо видно, что луч практически не проходит через кость и полностью игнорирует обручальное кольцо на пальце женщины. Вскоре его открытие и дальнейшее изучение явления привлекло внимание ученого сообщества. После официального открытия рентгеновских лучей были проведены первые снимки для медицинских целей – хирургами из США и стран Европы. Летом 1896 года рентгеновские аппараты уже активно использовались полевыми врачами для обнаружения пуль у раненых солдат. А уже позднее Мари Кюри, в декабре 1898 года, заявила о существовании нового радиоактивного материала под названием «Радий». С помощью радия можно было получать гораздо более высокие энергии фотонов, чем с помощью обычных генераторов рентгеновских лучей. Опасность ионизирующего излучения для здоровья человека тогда еще не была открыта. После Второй мировой войны для промышленной рентгенографии стали доступны новые изотопы, такие как цезий-137, иридий-192 и кобальт-60, а использование радия и радона сократилось.

Промышленная рентгенография (рентгенография машин, механизмов и т. д.) получила развитие в 1910–1920-х годах. Чувствительность пленки для первых рентген аппаратов была очень низкая, а сама процедура создания снимка длилась до нескольких часов. Для того чтобы создание изображений проходило быстрее, для лучей были разработаны усиливающие экраны, которые располагались по обоим сторонам пленки.

С начала 1990-х годов на территории России развитие получили цифровые детекторы. Традиционные фотопленки, использовавшиеся десятками лет, начали медленно сдавать позиции в связи с развитием цифровых технологий. Цифровой детектор стал новым прибором, который в один момент оцифровывал изображение, полученное рентгеновским излучением. В таких аппаратах рентген или Х-лучи, проходя через специальный экран, сразу попадали на фотоприемники.

Основное отличие радиографии на плёнке от радиографии на цифре заключается в используемых носителях изображения.

Плёночная радиография использует рентгеновскую плёнку, которую после экспозиции необходимо доставить в лабораторию, обезопасить от воздействия света и проявить.

Цифровая радиография применяет плоскопанельный детектор — рентгеновскую установку с которой изображение переходит на компьютер, минуя этап фотохимического проявления плёнки. Кроме метода цифрового детектора, существует компьютерная радиография, где используется считывающая пластина – приемный элемент, заменяющий радиографическую пленку. Технология самого рентгена на считывающую пластину полностью соответствует экспозиции на пленку (те же параметры контроля рентгеновским аппаратом), но в данном случае для получения окончательного изображения здесь требуется еще электронный сканер. Проходя через сканер, считывающая пластина передает изображение на компьютер. 

Преимущества цифровой радиографии

Экономия времени. При неудачно подобранных с первого раза параметрах контроля, снимок можно сразу же повторить и переделать. Для этого не надо отправляться в фотолабораторию – считывающая пластина или детектор перезапишут изображение. Цифровая радиография позволяет оперативно, на месте, убедиться в том, что снимок получился, выдержаны требования чувствительности, нерезкости, остались на месте маркировочные знаки, раскрыт эллипс (при соответствующей схеме просвечивания) и так далее.

Высокая производительность контроля. Для оценки дефектов используется специальное ПО, которое исключает влияние человеческого фактора. В нем содержится любое масштабирование, увеличение, применение световых фильтров и прочие вспомогательные инструменты. На снимки можно наносить текстовые подписи, маркеры. Можно сравнивать сразу два изображения – как в режиме наложения, так и в двух отдельных окнах, измерять линейные параметры дефектов, расстояния между двумя произвольными точками, площади объектов на снимке и даже толщины стенки. Все эти специнструменты невероятно важны, т.к. разные нормативные документы контроля применяют и разные требования к дефектам. Определить “на глаз”, без данных вспомогательных функций, многие параметры бывает порой крайне сложно. Большинство программ позволяет сразу оформлять протокол по результатам РК т.е. делать Заключение.

Снижение уровня радиационной опасности. Это связано со снижением энергии источника ионизирующего излучения.

Возможность хранения и архивирования. Цифровые снимки можно хранить на сервере организации, в облачном хранилище и в архивах.  Что упрощает доступ к отснятым материалам.

Экологическая безопасность. В отличие от плёночной технологии, где требуется специальная утилизация плёнок и химикатов, при использовании цифровых детекторов такие расходные материалы отсутствуют.

Экономия финансов в аспекте расходников.  Не нужно закупать рентгеновскую плёнку, реактивы, кюветы, обустраивать архив снимков, покупать проявочную и сушильную машины, негатоскопы, денситометры, кассеты, неактиничные фонари и пр. Даже если вы проявляете пленку просто вручную, отпадает необходимость обустраивать и самую примитивную фотолабораторию.

Высокая чувствительность детектора. Это позволяет снизить затраты энергии на контроль и обеспечивает повышенную контрастную чувствительность. Сциентилляторы лучше адаптированы к высоким дозам (по сравнению с плёнками). Плоскопанельные детекторы способны поглощать больше излучения и получать больше сигналов, из которых формируется изображение. Соотношение сигнал/шум увеличивается – и рентгенограмма получается более контрастной и «чистой». При прочих равных условиях качество картинки у цифровой радиографии выше, чём у плёночной.

В целом упрощается проведение контроля. С плёнкой есть много нюансов: качество воды для проявки, срок годности плёнки и реактивов, температура и влажность их хранения, в каком состоянии проявочная машина, чистота ее контейнеров, царапины от протяжных роликов, не случился ли засвет плёнки в процессе извлечения из кассеты и т.д. С другой стороны, для работы с плоскопанельным детектором тоже требуются навыки: надо разбираться в калибровках, добиваться нужного класса чувствительности, изучать ПО для расшифровки снимков. При работе в цифре многое зависит от специалиста и его квалификации.

Преимущества пленочной радиографии

1. Плоскопанельные детекторы – дорогое оборудование.
2. Если дефектоскописты до этого работали исключительно с пленкой, требуется проводить переобучение персонала. Придется осваивать ПО, разбираться в инструментах для обработки снимков, изучать сами матричные детекторы, режимы их настройки и калибровки.
3. Сегодня в отечественных нормативно-технических документах доминирует плёнка. Многие инструкции и РД были приняты ещё во второй половине XX века и до сих пор не актуализированы (особенно в таких консервативных отраслях, как оборонная промышленность и атомная отрасль).
4. Для объектов с малой толщиной стенки или сложной геометрией – плёнка остаётся предпочтительным решением. Для тонкостенных изделий, малого диаметра пленочная радиография более удобна ввиду своей гибкости. Разрешающая способность у неё выше – поэтому для рентгена микросхем и печатных плат плёночные технологии всегда будут приоритетными. Если пластину ещё можно сгибать, то цифровой детектор – нет. Светить небольшие диаметры на эллипс цифрой еще можно, но для панорамного просвечивания магистральных трубопроводов такое решение уже не годится. Исключение составляют дорогостоящие цифровые радиографические комплексы типа Транскан или Барс.
5. У плёнки – мелкозернистая структура фотоэмульсии и галогенида серебра, позволяющая получать наиболее детализированные радиограммы. Например, при просвете деталей для авиакосмической отрасли.

Выводы

Принимая во внимание все за и против, как для пленочного, так и для цифрового методов радиографического контроля, можно сделать определенные предварительные выводы: несмотря на высокую стоимость оборудования цифровой радиографии, ее использование приносит долгосрочную экономическую выгоду, а высокая степень достоверности при выявлении дефектов позволяет добиться такого же высокого качества контроля и, соответственно, качественной промышленной продукции. Будущее – за компьютерной радиографией, но полной заменой пленки, на текущий момент, она стать не может.