Rayos X son un tipo de radiación electromagnética de alta energía y corta longitud de onda, situados en el espectro electromagnético entre la luz ultravioleta y los rayos gamma. Se producen cuando electrones de alta velocidad son desacelerados al impactar contra un material denso, un proceso conocido como radiación de frenado (Bremsstrahlung), o cuando se reacomodan electrones en los niveles internos de átomos, emitiendo energía en forma de fotones de rayos X.

1. Longitud de onda: Van desde 0.01 a 10 nanómetros.
2. Alta frecuencia: Frecuencias entre 10¹⁶ y 10¹⁹ Hz.
3. Energía: Los fotones de rayos X tienen energías que van de 100 eV a 100 keV.
4. Penetración: Poseen alta capacidad de penetración, dependiendo del material y la densidad del mismo.

• Medicina: Diagnóstico mediante radiografías, tomografías computarizadas (TAC), y terapias contra el cáncer (radioterapia).
• Investigación científica: Difracción de rayos X para estudiar la estructura de cristales y compuestos.
• Industria: Inspección de soldaduras y detección de fisuras en materiales.

• Los rayos X pueden atravesar materiales opacos a la luz visible, pero son absorbidos en distintos grados dependiendo de la densidad y el grosor del material.
• Interactúan con la materia mediante absorción fotoeléctrica, dispersión Compton y producción de pares a altas energías.

Máquinas de rayos X.

Ensayos de Soldaduras mediante Rayos X

Los rayos X son una forma de energía radiante generada por el bombardeo de un material con electrones en un entorno de alto voltaje y vacío. Su longitud de onda se encuentra en el rango de 10-11 a 10-8 cm. Son una forma de radiación electromagnética de alta energía utilizada en aplicaciones médicas, industriales y científicas. Descubiertos por Wilhelm Conrad Roentgen en 1895, se han convertido en una herramienta esencial para el diagnóstico y la inspección de materiales.

Los rayos X se generan mediante un proceso llamado "bombardeo de electrones" dentro de un tubo de rayos X, donde los electrones son acelerados a alta energía y dirigidos contra un objetivo metálico (generalmente tungsteno). Esta colisión genera radiación X.

Las principales propiedades de los rayos X incluyen:

• Alta penetración en la materia.
• Capacidad para generar imágenes detalladas de estructuras internas.
• Interacción diferencial con los materiales según su densidad y espesor.

1. Medicina: Diagnóstico por imágenes de tejidos internos y huesos.
2. Industria: Inspección de materiales, control de calidad y detección de defectos en soldaduras.
3. Ciencia: Difracción y espectroscopia de rayos X para análisis de materiales y estructuras cristalinas.

Examen Radiográfico de Metales y Soldaduras

Figura . Efecto del espesor de partes sobre la transmisión de radiación (absorción).

Figura . Efecto de la densidad del material sobre la transmisión de radiación (absorción).

El examen radiográfico es una técnica de inspección no destructiva utilizada para evaluar la calidad de las soldaduras y piezas metálicas mediante la generación de imágenes radiográficas.

1. Preparación: Limpieza de la pieza y eliminación de recubrimientos que puedan afectar la imagen.
2. Generación de Radiografías: Se colocan fuentes radiactivas o equipos de rayos X para irradiar la pieza desde diferentes ángulos.
3. Registro de la Imagen: Se utiliza una película radiográfica o un detector digital para capturar la radiación transmitida.
4. Revelado: En el caso de películas, se procesa químicamente para obtener la imagen visible.
5. Interpretación: Un inspector analiza la imagen en busca de discontinuidades como grietas, porosidades e inclusiones.

Este método es ampliamente utilizado en industrias como la metalmecánica, la construcción y la fabricación de estructuras soldadas.

La radiografía es un método basado en la absorción diferencial de la radiación. Las zonas de menor densidad absorben menos radiación y aparecen oscuras en la imagen, mientras que las zonas más densas absorben más radiación y aparecen más claras.

Factores que afectan la imagen radiográfica:

• Espesor del material: A mayor espesor, mayor absorción de radiación.
• Densidad del material: Materiales como el plomo absorben más radiación que el aluminio.
• Tipo de radiación utilizada: Rayos gamma o rayos X, dependiendo de la aplicación.

Los radioisótopos más comunes en ensayos radiográficos incluyen:

• Cobalto-60: Alta energía, utilizado en espesores mayores.
• Cesio-137: Energía intermedia, menor penetración.
• Iridio-192: Energía media, adecuado para soldaduras de tuberías y estructuras.

Cada radioisótopo tiene diferentes capacidades de penetración y aplicaciones según el tipo de material examinado.

La inspección radiográfica permite identificar defectos en soldaduras, como:

• Porosidad: Pequeños puntos negros en la imagen.
• Inclusiones: Presencia de escoria o materiales extraños en la soldadura.
• Grietas: Fisuras que pueden comprometer la integridad de la estructura.
• Falta de fusión: Falta de un unión adecuada entre el metal base y la soldadura.

1. Generador de Rayos X o Radioisótopo: Fuente de radiación.
2. Tubo de Rayos X o Cabezal de Radiografía: Dispositivo de emisión de rayos X.
3. Película Radiográfica o Detector Digital: Medio de captura de la imagen.
4. Pantalla Intensificadora y Chasis de Película: Para mejorar la sensibilidad a la radiación.
5. Exposímetro o Medidor de Radiación: Para control de seguridad.
6. Equipos de Protección Personal: Pantallas de plomo, delantales, guantes y gafas protectoras.

El uso de estos equipos debe realizarse bajo estrictas normas de seguridad radiológica para evitar exposiciones innecesarias.

Difracción de Rayos X

La difracción de rayos X es un método utilizado para analizar la estructura cristalina de los materiales. Se basa en el principio de Bragg, que establece que cuando los rayos X inciden sobre un cristal en un ángulo específico, se genera un patrón de difracción característico.

• Determinación de la estructura cristalina de materiales.
• Identificación de fases cristalinas y aleaciones.
• Estudio de tensiones y deformaciones en metales.
• Aplicaciones en ciencia de materiales, geología y química.

En la industria del acero y las aleaciones, esta técnica permite evaluar la ductilidad del metal y la presencia de áreas deformadas, proporcionando información crucial sobre la calidad del material.

Términos destacados :

El ensayo de soldaduras mediante rayos X es una herramienta esencial para garantizar la integridad estructural de materiales en diversas industrias. Su aplicación en la inspección de soldaduras permite detectar defectos ocultos sin dañar las piezas, asegurando la calidad y seguridad en estructuras críticas.