射線數(shù)字成像技術(shù)的應(yīng)用

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1、射線數(shù)字成像技術(shù)的應(yīng)用在管道建設(shè)工程中，射線檢測是確保焊接質(zhì)量的主要無損檢測手段，直接關(guān)系到工程建設(shè)質(zhì)量、健康環(huán)境、施工效率、建設(shè)成本以及管線的安全運行。長期以來，射線檢測主要采用X射線或γ射線的膠片成像技術(shù)，檢測勞動強(qiáng)度大，工作效率較低，常常影響施工進(jìn)度。近年來隨著計算機(jī)數(shù)字圖像處理技術(shù)及數(shù)字平板射線探測技術(shù)的發(fā)展，X射線數(shù)字成像檢測正逐漸運用于容器制造和管道建設(shè)工程中。數(shù)字圖像便于儲存，檢索、統(tǒng)計快速方便，易于實現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像傳輸、專家評審，結(jié)合GPS系統(tǒng)可對每道焊口進(jìn)行精確定位，便于工程質(zhì)量監(jiān)督。同時，由于沒有了底片暗室處

2、理環(huán)節(jié)，消除了化學(xué)藥劑對環(huán)境以及人員健康的影響。過大量的工程實踐與應(yīng)用，對管道焊縫射線數(shù)字化檢測與評估系統(tǒng)進(jìn)行了應(yīng)用研究分析探索。1射線數(shù)字成像技術(shù)的應(yīng)用背景隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對能源的需求越來越大，輸油輸氣管道建設(shè)工程也越來越多，眾多的能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)促進(jìn)了金屬材料焊接技術(shù)及檢測技術(shù)的進(jìn)步。12目前，在管道建設(shè)工程中，管道焊接基本實現(xiàn)了自動化和半自動化，而與之配套的射線檢測主要采用膠片成像技術(shù)，檢測周期長、效率低下。“十二五”期間，將有更多的油氣管道建設(shè)工程相繼啟動，如何將一種可靠的、快速的、“綠色”的射線數(shù)字檢測技術(shù)

3、應(yīng)用于工程建設(shè)中，以替代傳統(tǒng)射線膠片檢測技術(shù)已成為目前管道焊縫射線檢測領(lǐng)域亟需解決的問題。2國內(nèi)外管道焊縫數(shù)字化檢測的現(xiàn)狀2.1幾種主要的射線數(shù)字檢測技術(shù)1）CCD型射線成像（影像增強(qiáng)器）2）光激勵磷光體型射線成像（CR）3）線陣探測器（LDA）成像系統(tǒng)4）平板探測器（FPD）成像系統(tǒng)幾種技術(shù)各有特點，目前適用于管道工程檢測的是CR和FPD，但CR不能實時出具檢測結(jié)果，且操作環(huán)節(jié)較繁瑣、成本較高，因此平板探測器成像系統(tǒng)成為射線數(shù)字檢測的主要發(fā)展方向。2.2國內(nèi)研發(fā)情況國內(nèi)目前從事管道焊縫射線數(shù)字化檢測系統(tǒng)研發(fā)的機(jī)構(gòu)主要有幾家

4、射線儀器公司，但其產(chǎn)品主要用于鋼管生產(chǎn)廠的螺旋焊縫檢測。通過實踐應(yīng)用比較，研究12應(yīng)用電子學(xué)研究所研發(fā)的基于平板探測器的管道焊接射線數(shù)字化檢測與評估系統(tǒng)已能夠滿足管道工程檢測需要，并通過了科技成果鑒定。2.3國外研發(fā)情況國外對數(shù)字化射線圖像信息獲取和無損檢測方面的實驗室研究工作開展較早，并進(jìn)行了深入的研究，國外文獻(xiàn)對數(shù)字X射線平板探測系統(tǒng)的工作原理、典型結(jié)構(gòu)、參數(shù)優(yōu)化、應(yīng)用領(lǐng)域等諸多方面有少量的公開資料報道，其中美國、日本等國對該技術(shù)的研究已比較成熟，有些技術(shù)還申請了專利保護(hù)，并已有實用產(chǎn)品用于實際領(lǐng)域的報道，但關(guān)鍵制造技術(shù)

5、則未見詳細(xì)報道。3數(shù)字成像系統(tǒng)的的工程應(yīng)用可行性3.1系統(tǒng)主要組成RDEES系統(tǒng)主要由數(shù)字平板探測器（FPD）、X射線源（或爬行器）、工裝夾具、系統(tǒng)軟件、便攜式計算機(jī)、GPS定位器等部分組成。3.2檢測布置根據(jù)不同管道環(huán)焊縫特點可選擇源在外的雙壁透照方式或源在內(nèi)的中心透照方式。12使用平板探測器的雙壁單影透照方式使用平板探測器的中心內(nèi)透方式3.3應(yīng)用可行性1）實時性現(xiàn)場施工中可立即得到實時的檢測結(jié)果，迅速評判焊縫的質(zhì)量，對有缺陷的焊縫可以立即采取返修等相應(yīng)措施，對無缺陷的焊縫則可以立即進(jìn)行后續(xù)工程作業(yè)，如熱處理、防腐作業(yè)等，

6、減少延遲裂紋的出現(xiàn)。2）檢測靈敏度要求從射線數(shù)字成像與傳統(tǒng)膠片成像現(xiàn)場對比試驗結(jié)果分析，系統(tǒng)對各類缺陷的檢出率不應(yīng)低于傳統(tǒng)X射線膠片成像，像質(zhì)靈敏度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。3）數(shù)字化管理數(shù)字圖像便于儲存、歸檔且不能隨意修改，有利于工程資料的安全保存；同時為地面建設(shè)數(shù)字化管道的推行提供了建設(shè)過程中的大量數(shù)字信息，并可結(jié)合GPS系統(tǒng)對每道焊口進(jìn)行精確定位，便于工程質(zhì)量監(jiān)督。4）節(jié)能環(huán)保安全12數(shù)字成像系統(tǒng)的應(yīng)用符合目前國家提倡的節(jié)能環(huán)保的政策方針。與傳統(tǒng)X射線膠片成像相比，不但可節(jié)約大量的膠片而且沒有化學(xué)污染物的排放。數(shù)字成像板需要的射線

7、劑量值低于傳統(tǒng)膠片成像，可減少對員工及公眾的輻射危害。4工程應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)介紹4.1國外現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)ASTM/E1000-98射線實時成像檢測技術(shù)導(dǎo)則ASTM/E1255-96(2002)X射線熒光實時成像檢測方法ASTME1416-2004焊接件射線實時成像檢驗4.2國內(nèi)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)GB/T19293-2003對接焊縫Χ射線實時成像檢測法GB/T17925-1999氣瓶對接焊縫X射線實時成像檢測GJB5364-2005射線實時成像檢測方法JB/T10185-2007射線檢測圖像分辨力測試計4.3國內(nèi)在編標(biāo)準(zhǔn)JB/T4730.11承壓設(shè)

8、備無損檢測第11部分：X射線數(shù)字成像檢測GB××-2010《無損檢測射線實時成像》，無損檢測射線實時成像準(zhǔn)編制工作組（SAC/TC56/WG1）正在編制。125工程實踐中主要解決的問題5.1由于管道規(guī)格各異，施工現(xiàn)場地形條件復(fù)雜，要實現(xiàn)射線數(shù)字成像的自動化和半自動化，重點要制作一系列的工裝