Contrôle par Radiographie et Gammagraphie avec CIVA

Le module de simulation RT peut calculer les rayonnements directs et diffusés produits par une source de rayons X ou Gamma.

L'utilisateur peut facilement et rapidement définir sa configuration de contrôle : sélection de la pièce à inspecter, définition de la source, détecteur, possibilité d'insérer plusieurs défauts, positionnement de la source et du détecteur, et enfin options de calcul.

La Radiographie Numérique peut également être simulée.

 

 

Exemples de simulation

 


Résultats d'une simulation d'inspection d'un raidisseur :
vue 3D, tracé de photons, image de densité optique, profil suivant X de la courbe de densité optique






Résultats de deux soudures de tubes différentes

 

Pièce

Géométries paramétriques et fichiers CAO

L'interface graphique permet à l'utilisateur de définir les géométries suivantes pour la pièce :

  • Pièce canonique : plane, cylindrique, cônique
  • Composant prédéfini : Piquage, Soudure (13 profils de biseau différents disponibles), aube de turbine (pied d'ailette et rainure), PFC, Coude
  • Fichiers CAO 2D contenant un profil et une génération de la géométrie 3D par translation ou par rotation du profil : le profil peut être homogène ou hétérogène. Il peut être défini soit par import CAO (format DXF ou IGES) soit directement dessiné par l'utilisateur dans l'éditeur 2D de CIVA
  • Fichiers CAO 3D (format STL, IGES ou STEP) : Solides homogènes ou hétérogènes, structures assemblées avec différents volumes. Il est également possible d'importer plusieurs objets et de simuler un phénomène de rayonnement rétro-diffusé

CIVA peut également exporter les géométries des pièces au format IGES.

 



Exemples de géométries de composants

 

Matériaux

Le matériau est défini depuis une base de donnée disponible incluant plus de 110 éléments et alliages, ainsi que les données de section efficace associées. La pièce peut être homogène (un seul matériau) ou hétérogène.

 

 

Source

Les sources X et gamma peuvent être définies dans CIVA :

  • Source X : Il est possible de définir l'intensité de la source en mA et le spectre X émis par la source. Ce spectre peut être défini :
    • Par sélection dans un catalogue proposant des spectres prédéfinis (Birsh-Marshall)
    • Par réglage manuel
    • En utilisant un calculateur de spectre inclus dans CIVA basé sur les paramètres physiques de la source saisis par l'utilisateur : anode (angle et matériau) et tension d'accélération
  • Source Gamma : Il est possible de définir l'activité de la source en GBq ainsi que les raies émises. Les sources plus classiques sont déjà prédéfinies : Cobalt 60, Iridium 192 et Sélenium 75

Zone d'émission : Il est possible de limiter la zone de radiation effective dans l'espace avec un volume conique ou cylindrique. La taille effective de la source (cible de l'anode en Radiographie, capsule radioactive en Gammagraphie) peut être considérée comme un point idéal ou non, permettant la prise en compte du flou géométrique.

 

Détecteur

Les détecteurs peuvent être plans ou courbés. Plusieurs manières de les définir sont disponibles :

  • Pour les films argentiques, par sélection dans une bibliothèque de 16 films industriels (basée sur le standard EN584-1)
  • Pour les écrans photostimulables, par sélection d'un écran "haute sensibilité" ou "haute résolution" incluant un écran renforçateur
  • Pour les autres détecteurs, par définition des paramétres tels que : le gain, la DQE, le matériau de la couche sensible, l'épaisseur de la couche sensible, etc.

Il est possible de prendre en compte la granularité du film. Pour chaque type de film, un filtre peut être ajouté. Une région d'intérêt (ROI) peut être utilisée pour augmenter la résolution du calcul sur une partie du détecteur.

Une courbe FTM peut être ajoutée pour chaque type de détecteur et une FTM automatique peut être calculée par CIVA pour les écrans photostimulables.

 

Défauts

De nombreux défauts peuvent être insérés dans la pièce à inspecter. Ils peuvent avoir différentes formes : plane, sphérique, ellipsoïdale, trapézoïdale, ou une géométrie 3D CAO arbitraire. La même liste de matériaux que pour les pièces peut être assignée aux défauts.

 



Exemples de différents types de défauts dans une soudure

 

IQI

Une importante bibliothèque des principaux IQI (EN, ASTM, AFNOR, DIN62, et CERL) est incluse dans CIVA : fil (simple, ou duplex), IQI à trous, cale à gradins, etc.

 

 

Quelques IQI disponibles dans CIVA

 

Résultats

Deux méthodes combinées (Beer-Lambert analytique et Monte-Carlo) calculent à la fois les rayonnements directs et diffusés. Le build-up (ratio direct / diffusé) est également disponible afin d'estimer l'importance de la diffusion dans une inspection donnée. Un scénario de variations paramétriques peut être défini.

Pour les calculs Monte-Carlo, les algorithmes bénéficient des architectures multi-coeurs afin de réduire les temps de calcul. De plus, si ces calculs ont déjà été réalisés une fois, et que l'utilisateur souhaite étudier les variations d'un paramètre n'impactant pas le diffusé (variation du temps d'exposition par exemple), le Monte-Carlo peut être réutilisé dans une nouvelle configuration et associé avec un nouveau calcul direct rapide.

L'utilisateur peut visualiser la réponse du détecteur (densité optique ou niveaux de gris) ainsi que la dose incidente en Gray ou l'énergie déposée sur le détecteur (keV). Les résultats sont présentés sous forme d'images dans l'environnement CIVA classique ainsi que sous forme de profils suivant les positions sélectionnées, permettant à l'utilisateur de quantifier facilement les variations locales de contraste. Les pointeurs sont liés dynamiquement à la vue graphique 3D et les tracés de photons sont affichés. Les épaisseurs des matériaux traversés sont identifiées dans un tableau. Les images obtenues peuvent être exportées au format Tiff ou Raw.

Des calculs POD (Probability Of Detection) sont également disponibles dans le module RT, basés sur la prise en compte de paramètres d'entrée incertains.

Depuis CIVA 11, des capacités de post-traitement ont été offertes aux utilisateurs qui peuvent recalculer rapidement l'activité de la source Gamma, l'intensité de la source rayons X, ou le temps d'exposition nécessaire à atteindre une densité optique ciblée. De la même manière, la densité optique peut être recalculée rapidement si ces trois paramètres varient.

Des critères de détectabilité basés sur la plus petite surface interprétable par l'oeil ont également été implémentés. Ces critères aideront l'utilisateur à définir la détectabilité du défaut.