Fra un tubo radiogeno da 200 kV e uno da 225 kV ci sono 25 kV di differenza e, in Italia, due iter autorizzativi diversi. Il D.Lgs. 101/2020 chiede il nulla osta preventivo per le macchine in cui l'energia massima delle particelle accelerate supera 200 keV (art. 50), mentre sotto quella soglia la regola generale è la notifica almeno 30 giorni prima dell'avvio (art. 46). Un dato che sembra di catalogo sposta quindi mesi di calendario, prima ancora di toccare la qualità d'immagine.
Un generatore raggi X si compra per un laboratorio CND, un'officina di carpenteria o un service di cantiere. In ogni caso si scelgono insieme la tensione massima, la forma del fascio, la capacità di lavorare a lungo senza fermarsi e il luogo in cui la macchina verrà usata. La fisica di macchia focale, contrasto e filtrazione è trattata nell'approfondimento su macchia focale e parametri del tubo radiogeno. Qui si ragiona da acquirente, partendo dal pezzo più difficile che il tubo dovrà attraversare.
La tensione si legge sulla curva della norma, partendo dal giunto più spesso
Per le saldature la ISO 17636-1:2022, sulla pellicola, e la ISO 17636-2:2022, sui rivelatori digitali, riportano una curva della tensione massima del tubo in funzione dello spessore penetrato e del materiale. È un tetto: con meno kV il contrasto cresce, quindi la norma indica fin dove si può salire senza perdere troppo, e il valore di lavoro si cerca sotto quel limite. Nell'edizione 2022 della parte digitale la figura, la numero 20, ha guadagnato formule d'interpolazione, perché i redattori hanno constatato che in sala le formule si usano poco e i grafici molto.
Con i rivelatori digitali la regola ha un margine in più. Il primo principio di compensazione della ISO 17636-2 ammette che il contrasto perso salendo di tensione venga recuperato con un rapporto segnale-rumore più alto. L'edizione 2022 premia anche il caso opposto. Secondo la sintesi presentata dai redattori al convegno DGZfP del 2023, se la tensione resta sotto l'80% del valore della figura il rapporto segnale-rumore normalizzato richiesto scende all'80% del valore di tabella. Un tubo con qualche kV di riserva permette quindi di lavorare bassi sugli spessori medi e di salire, compensando, sui pochi giunti spessi.
Per dimensionare la tensione massima conta lo spessore attraversato, non quello nominale. In un'esposizione a doppia parete su tubo il fascio attraversa due pareti, più il sovrametallo; su una fusione conta la sezione più spessa nella direzione del fascio. Anche il materiale sposta molto il conto. Le tabelle di attenuazione del NIST (database XCOM) mostrano che, a parità di energia, il ferro attenua i raggi X molto più dell'alluminio. Per questo una lega leggera spessa si radiografa a valori di kV che su un acciaio sottile sarebbero già al limite. Conviene poi chiedere al fornitore anche la tensione minima a cui il tubo lavora stabile, se in sala entreranno pezzi sottili o leghe leggere.
Quando il tubo non basta più
Oltre certi spessori d'acciaio un tubo portatile smette di essere pratico. La guida IAEA SSG-11 (2011) indica come campi d'impiego tipici sull'acciaio 8-30 mm per il selenio-75, 12-70 mm per l'iridio-192 e 50-120 mm per il cobalto-60, e sopra quelle sezioni entrano in gioco gli acceleratori lineari. Il confronto fra tubo e sorgente gamma, con custodia, decadimento e costi ricorrenti, è sviluppato nella guida a costi e preventivo di un sistema RX. Per l'acquisto del tubo la conseguenza è una sola: se gli spessori più frequenti stanno nella fascia alta, prima di scegliere i kV conviene verificare che il tubo sia davvero la sorgente giusta.
Duty cycle: il dato da chiedere alla tua tensione di lavoro
Quasi tutta l'energia elettrica che entra in un tubo radiogeno diventa calore nell'anodo, e solo una piccola frazione esce come raggi X. Il duty cycle dice quanto a lungo il tubo può emettere prima di doversi fermare a smaltire quel calore. Si esprime come rapporto fra tempo di emissione e tempo totale del ciclo, a una data tensione, corrente e temperatura ambiente. Un costruttore può dichiarare il funzionamento continuo a metà potenza e un ciclo intermittente alla potenza massima. Entrambi i numeri sono veri, e nessuno dei due descrive il tuo lavoro finché non si sa con quali kV e mA esporrai il giunto più frequente.
In richiesta d'offerta il duty cycle va quindi chiesto alla tensione e alla corrente di lavoro, con la temperatura ambiente a cui si riferisce. In cantiere d'estate, con il tubo al sole, la stessa macchina può doversi fermare più spesso che in un bunker climatizzato. Sono le pause, sommate su una giornata di giunti, a decidere quante esposizioni si chiudono in un turno.
Forma d'onda: perché le curve di esposizione non si scambiano
I generatori si dividono fra quelli a potenziale costante, oggi quasi sempre a inverter ad alta frequenza, e quelli a tensione pulsante, più semplici e leggeri. La differenza si vede sul pezzo prima che sulla scheda. Già nel 1932 Taylor, Singer e Stoneburner, al Bureau of Standards americano, misuravano emissioni molto diverse da generatori di tipo diverso regolati alla stessa tensione di picco e alla stessa corrente media. A parità di tensione efficace, invece, i valori risultavano simili. Il numero in kV sulla targa, da solo, non basta a confrontare due macchine.
Per chi compra le conseguenze sono due. Le curve di esposizione costruite su un generatore non valgono per un altro con forma d'onda diversa, quindi la sostituzione del tubo comporta di rifarle, con il tempo di sala che ne segue. E due offerte con gli stessi kV massimi ma forme d'onda diverse non danno la stessa produttività. Il confronto va fatto chiedendo i tempi di esposizione su uno spessore di riferimento, alla stessa distanza e con lo stesso rivelatore.
Direzionale o panoramico: decide la tubazione da controllare
La guida IAEA SSG-11 distingue fra generatori per esposizioni direzionali e generatori per esposizioni panoramiche, a fascio radiale, e descrive i crawler che portano il tubo dentro la condotta per radiografare le saldature circonferenziali dall'interno. Un tubo panoramico ha senso quando la sorgente può stare al centro della tubazione da controllare: serve un diametro sufficiente per la testa radiogena o per il crawler e un accesso dall'interno. In quella posizione la circonferenza si espone in una sola volta a parete singola, e l'edizione 2022 della ISO 17636-2 ha aggiunto indicazioni proprio sull'esposizione centrale con l'indicatore di qualità posto all'esterno.
Al direzionale restano invece le lamiere, le fusioni, le cabine e le tecniche a doppia parete dall'esterno, che sono la norma quando la tubazione è piccola o chiusa. Il fascio collimato aiuta anche la radioprotezione, perché concentra la radiazione in un cono e riduce l'area da delimitare intorno al punto di lavoro, mentre il panoramico irradia tutto intorno. Per un service che lavora sia su condotte sia su carpenteria la risposta può essere avere entrambi i tubi sullo stesso generatore, se il fornitore lo prevede.
Spessori e luogo di lavoro già definiti?
Dicci il giunto più spesso, il materiale e dove lavorerà il tubo: ti indichiamo tensione, forma del fascio e iter autorizzativo prevedibile, con preventivo su misura in 24 ore e, se serve, una dimostrazione in campo.
Scrivici via email Scrivici su WhatsAppRaffreddamento e isolamento: dove lavorerà il tubo
Il calore dell'anodo va portato via, e il modo in cui succede separa le macchine da cantiere da quelle da bunker. Le teste portatili sono di solito isolate a gas o a olio in un involucro sigillato e raffreddate ad aria, anche con ventilazione forzata. I tubi per installazioni fisse usano più spesso un circuito di olio o d'acqua con scambiatore esterno, che permette di lavorare a lungo vicino alla potenza nominale. Nei tubi bipolari la tensione è divisa fra anodo e catodo, ciascuno a metà del potenziale verso terra, e a parità di kV l'isolamento richiesto si riduce. Nei tubi unipolari, invece, l'anodo è a massa e si raffredda più facilmente. Sono configurazioni con pesi e ingombri diversi, e la scelta dipende da dove passerà la maggior parte delle ore di emissione.
La stessa logica vale per la macchia focale dichiarata. Chiedi secondo quale metodo è stata misurata, oggi la ISO 32543-1:2024 con la camera a foro stenopeico oppure la ASTM E1165-20, e a quale potenza. La E1165 prevede la misura anche per rilevare variazioni dovute al sovraccarico del tubo, e due valori ottenuti con metodi diversi non sono confrontabili.
Portatile o fisso: chi porta il peso e chi firma la schermatura
La prima firma è del datore di lavoro, che con l'art. 128 del D.Lgs. 101/2020 nomina l'esperto di radioprotezione. Per un tubo portatile in cantiere contano poi il peso di testa, generatore e cavi, l'alimentazione disponibile e l'area da controllare a ogni esposizione; per un'installazione fissa contano bunker o cabina autoschermata, interblocchi e segnalazioni. Sul piano autorizzativo la soglia dei 200 keV vale per entrambi, ma l'art. 50 prevede il nulla osta anche per le sorgenti mobili impiegate in luoghi non determinabili a priori. Il rapporto fra questa previsione e l'esclusione dei generatori fino a 200 keV va letto caso per caso con l'esperto di radioprotezione prima dell'ordine. Sopra soglia, per gli impieghi industriali di categoria B il nulla osta lo rilascia il Prefetto (art. 52), per la categoria A i ministeri competenti (art. 51).
Chi acquista da un costruttore estero deve sapere che la soglia è italiana. La direttiva 2013/59/Euratom chiede registrazione o autorizzazione per i generatori di radiazioni, ma non fissa un limite in keV. Il confine dei 200 keV lo ha scritto il legislatore nazionale, e la documentazione del fornitore va integrata con quella che serve all'iter italiano.
Le righe da scrivere nella richiesta d'offerta
| Voce | Che cosa chiedere | Perché conta |
|---|---|---|
| Tensione | Massima e minima stabile | La massima segue lo spessore penetrato più alto; la minima i pezzi sottili e le leghe leggere |
| Corrente e potenza | Alla tensione di lavoro, non solo alla massima | Decidono i tempi di esposizione reali |
| Duty cycle | Con tensione, corrente e temperatura di riferimento | Decide le pause e quindi le esposizioni per turno |
| Forma d'onda | Potenziale costante o pulsante | Cambia emissione e curve di esposizione a parità di kV |
| Macchia focale | Valore, norma di misura e potenza a cui è misurata | Senza metodo dichiarato due valori non si confrontano |
| Fascio | Direzionale o panoramico, angolo di emissione | Segue il tipo di giunto e l'accesso |
| Raffreddamento | Tipo e condizioni ambiente ammesse | Separa l'uso da cantiere da quello continuo |
| Pesi e alimentazione | Testa, generatore, cavi, potenza assorbita | Decidono trasporto, gruppo elettrogeno e installazione |
Se ogni riga ha un valore riferito alle tue condizioni, due offerte si confrontano davvero. Se una riga resta vuota, è lì che la differenza di prezzo nasconde una differenza di prestazioni.
Cosa inviarci per una valutazione
Per proporvi tubo radiogeno e generatore adatti partiamo da questi dati:
- materiali e spessori penetrati, minimo e massimo, con la tecnica di esposizione (parete singola o doppia);
- tipo di pezzi: lamiere, tubi con diametro, fusioni, assiemi;
- norma di tecnica e classe richiesta, rivelatore in uso o previsto (pellicola, CR, DR);
- luogo d'impiego: bunker, cabina, linea o cantiere, con alimentazione disponibile;
- esposizioni al giorno e tempo ciclo atteso;
- sorgenti già in uso e stato autorizzativo attuale, se esistente.
Puoi inviarli via email a info@dipitech.com o su WhatsApp, con disegni o foto dei pezzi.
La scelta si chiude su un controllo semplice. Il tubo giusto copre lo spessore più alto che attraverserai restando sotto la curva della norma e regge il tuo ritmo di esposizioni alla tensione di lavoro. E porta con sé un iter autorizzativo che hai già messo in calendario. Con questi dati in mano, una configurazione su misura arriva con preventivo in 24 ore, assistenza tecnica in Italia e strumento sostitutivo durante gli interventi. Come tubo e generatore si inseriscono poi in un sistema completo, con rivelatore e software, lo mostra la pagina sulle apparecchiature per radiografia industriale.
Domande frequenti su tubo radiogeno e generatore raggi X
Quanti kV servono per radiografare una saldatura in acciaio?
Dipende dallo spessore penetrato, che in un'esposizione a doppia parete comprende entrambe le pareti. La ISO 17636-1:2022 e la ISO 17636-2:2022 riportano una curva della tensione massima in funzione di spessore e materiale: la tensione di lavoro si cerca sotto quel tetto, e il tubo si sceglie con una riserva rispetto al caso più spesso.
Serve un'autorizzazione per usare un tubo radiogeno industriale?
Sì, in forme diverse. Con il D.Lgs. 101/2020 le macchine in cui l'energia delle particelle accelerate supera 200 keV richiedono il nulla osta preventivo (art. 50), le altre di regola la notifica almeno 30 giorni prima dell'avvio (art. 46). Per l'impiego mobile in cantiere l'art. 50 contiene previsioni specifiche, da valutare con l'esperto di radioprotezione nominato secondo l'art. 128.
Che differenza c'è fra tubo radiogeno direzionale e panoramico?
Il direzionale emette un fascio a cono e serve per lamiere, fusioni, cabine e tecniche a doppia parete dall'esterno. Il panoramico emette a fascio radiale tutto intorno e conviene quando la sorgente può stare al centro di un tubo o di una condotta, per esporre l'intera circonferenza in una volta a parete singola.
Che cos'è il duty cycle di un tubo radiogeno?
È il rapporto fra il tempo di emissione e il tempo totale di un ciclo di lavoro, dichiarato a una certa tensione, corrente e temperatura ambiente. Va chiesto alla tensione di lavoro reale, perché dal duty cycle dipendono le pause e quindi il numero di esposizioni che si chiudono in un turno.
Meglio un tubo radiogeno o una sorgente gamma?
Il tubo emette solo quando è alimentato e permette di regolare la tensione sul pezzo, quindi è preferibile in bunker, in cabina e sugli spessori medi e sottili. Le sorgenti gamma servono dove il tubo non arriva: la guida IAEA SSG-11 indica come campi tipici sull'acciaio 8-30 mm per il selenio-75, 12-70 mm per l'iridio-192 e 50-120 mm per il cobalto-60.
Quanto costa un tubo radiogeno con generatore?
Dipende da tensione, potenza, forma d'onda, tipo di fascio, raffreddamento e accessori, per cui un prezzo generico sarebbe fuorviante. DIPITECH prepara un preventivo su misura in 24 ore partendo da materiali, spessori penetrati, tipo di pezzi e luogo d'impiego.