Validação experimental das imagens radiográficas computadorizada dos isoladores poliméricos de 15 kV obtidas por simulação numérica

Abstract

Os isoladores poliméricos de classe de 15 kV, tipo pino, fabricado de material polietileno de alta densidade (HDPE) estão substituindo rapidamente os isoladores tradicionais de vidro e porcelana das redes de distribuição elétrica de 13,8 kV no exterior e no País porque são manufaturados pelo processo bem estabelecido de injeção por ser um processo rápido, menor custo e redução de peso, produção em larga escala. Entretanto, sabe-se que o processo de injeção introduz defeitos ocultos do tipo vazios indesejados no interior dos isoladores poliméricos de 15 kV, que fragilizam as propriedades mecânicas e elétricas dos isoladores poliméricos, e não são detectados por inspeção visual após a sua fabricação porque são opacos e tem sido instalados em rede de distribuição elétrica. Isoladores poliméricos com falhas de fabricação podem causar desligamento permanente da rede de distribuição e restabelecendo somente após a sua substituição. Portanto, a inspeção e detecção de vazios no interior dos isoladores poliméricos e eliminá-los antes de serem instalados é de fundamental importância para as concessionárias elétricas. Dentre as técnicas de ensaios não destrutivos mais interessantes que possibilitariam inspecionar e detectar vazios no interior de isoladores poliméricos seria por imagem de radiografia. Em particular, o sistema de radiografia computadorizado (CR), que utiliza placas de imagem foto-estimulável (PSL-IP) flexível e de alta sensibilidade à radiação ionizante e possibilita resolução espacial de até 40 μm, é uma das interessantes. Em termos de sensibilidade do detetor PSL- IP é cerca de 100 a 1.000 vezes mais sensível em relação aos filmes tradicionais de raios-X desde as primeiras radiografias realizadas em 1896, tornando-o assim um sistema radiográfico bastante interessante também do ponto de vista de proteção radiológica. Para obter uma imagem radiográfica de alta qualidade e resolução espacial, há necessidade de controlar vários parâmetros radiográficos, em particular a penumbra geométrica (ug). Um dos métodos de reduzir o efeito do ug seria através do uso de uma fonte de radiação microfocal, mas além da potência (tensão e corrente elétrica aplicadas) ser limitada, é de elevado custo. Outro método seria de posicionar a fonte de radiação convencional o mais distante possível do objeto de interesse explorando a alta sensibilidade do detetor PSL-IP. No presente estudo, o método de distanciamento foi avaliado. Inicialmente, um software comercial dedicado para simulação numérica de imagem radiográfica industrial foi utilizado para obter os parâmetros radiográficos variando a distância entre a fonte de raios-X e o isolador polimérico em até 10 m. E para validar os parâmetros radiográficos obtidos na simulação numérica, ensaios laboratoriais foram realizados, mas limitando-se a distância máxima de 1 m entre uma fonte de raios-X e o objeto de estudo. Como resultado, imagens radiográficas de alta resolução espacial foram obtidas num tempo de exposição menor de 60 segundos, e detalhes da região de interesse foram realçados através de processamento de imagem digital com software dedicado para radiografia industrial. Ademais, realizando a calibração do tamanho do pixel da imagem radiográfica digital, a análise dimensional das partes interna e externa foi realizada com sucesso.