焊缝射线数字成像检测标准概述

[2019-03-15]

  1. 射数字成像检测技术

随着计算机技术的发展和普及,现在已进入数字化时代。射线无损探伤作为一种常规的无损检测方法在工业领域应用已有近百年的历史, 射线无损探伤通常以胶片照相为主要方法,在检测速度和成本等方面已没有办法满足目前生产快速发展和竞争日益激烈的需要。我国经过十多年的发展,一种新兴的射线无损检测方法——射线数字化数字成像检测技术已日臻成熟并已成功应用于我国的实践。射线数字化数字成像检测技术作为一种新的无损检测方法已进入工业产品的无损检测领域。

射线数字数字成像检测技术主要特点是无需胶片照相,不但可大大降低检测成本,还可以有效保护环境,这与数码相机可以代替普通相机技术一样,标志着我国射线检测技术进入无胶片时代,已成为射线检测技术的一个重要的不可逆转发展方向,是无损检测技术的一次革命。

  2. 成像技术

成像技术取决于探测器方式。 射线透过工件后在图像探测器上图像是模拟图像,模拟图像只有转换为数字图像后才能为计算机所识别,因此,模拟图像转换为数字图像的关键是成像技术。成像技术的方式与图像探测器的形式有关。目前探测器有三种方式。
2.1 图像增强器

射线穿透工件后图像增强器的前端荧光板,经光电转换,光电子在真空度很高的封闭的空腔内经高压电场聚焦,工件的摸拟图像被摄像机所摄取,输入计算机进行摸拟量/数字化转换。
2.2
线阵列探测器

线阵列探测器扫查方式是线型扫描,扫描图形是一条直线, 一条条直线排列组成一幅图像。检测时工件移动,经过相对固定的线阵列器的扫查,得到一幅连续(Continuity)的图像。其工作原理是:荧光屏接受穿透了被测物体的-射线的能量,发出可见光,感光晶体二极管受到可见光的照射,产生电压信号,该信号经过集成电路的处理变成14位(或16位)的数字信号发给计算机。调整照射角度,重复(repeat)以上过程,全部扫描结束后,计算机对每次得到的数据(data)进行计算,重建出所需图象,并进行分析。
2.3
平面阵列探测器

平面阵列探测器扫查方式:(1)逐行线型扫描,在平面阵列探测器上形成平面图像输出;(2)面扫描,在平面阵列探测器上形成平面图像输出;检测时工件移动,经过相对固定的平面阵列器,得到一幅幅检测图像。
2.4
三种成像方式的比较

  (1) 图像增强器价格较低,可以进行实时影像检测,但成像灵敏度不如阵列探测探测器好;图像增强器体积(volume)和重量的受一定的限制。
(2)平面阵列成像板的价格高,成像灵敏度(Sensitivity)也相对较高,但成像较慢,实际使用时如拍射线片一样,但拍片时间只需3至10秒才能完成。成像板可以与携带式高频恒电压射线机、笔记本计算机等组合成携带式射线影像系统(system),可以满足现场使用要求。

  (3) 线性扫描器成像速度较慢,价格介于图像增强器与成像面板之间,因对机械传动要求高,检测速度较慢。
3.
现行射数字成像检测技术的标准 射线数字成像检测技术在我国已有十多年发展进程,它首先在气瓶制造行业得到发展,1999年国家标准化委员会发布了GB 17925-1999《气瓶对接焊缝
射线数字成像检测》国家标准,为我国在承压设备应用 射线数字成像检测技术开创了先河;由于射线数字成像检测技术在钢管对接焊缝的成功应用,2003国家标准化委员会发布了GB/T 19293-2003《对接焊缝射线数字成像检测法》国家标准。GB 17925-1999是关于气瓶产品对接焊缝射线数字成像检测的方法标准,GB/T 19293-2003是关于对接焊缝射线数字成像检测的通用方法标准。2005年国防科学技术工业委员会发布国军标标准,GJB 5346-2005 《射线实时成像检测方法》,是关于射线实时成像检测的通用方法标准。这三个标准的发布,标志着我国 射线数字成像无损检测技术的研究和应用已达到了一个新水平。
但是,由于缺少承压设备方面的射线数字成像无损检测标准,不少的承压容器制造企业想应用射线数字成像检测技术,但一碰到标准问题就望而却步。现在标准问题已成为制约射线数字成像检测新技术进一步发展的瓶颈。我们应抓住当前有利机遇,在参照美国ASME标准和欧盟NE标准的基础上,加快制订射线数字成像无损检测标准的步伐,建立我国的射线数字成像无损检测标准化体系。
4. GB17925-1999标准修订情况
4.1 修订理由

GB17925-1999《气瓶对接焊缝 射线数字成像检测》国家标准(批准发布:国家标准化主管机构)由国家标准委发布已有7 年,在气瓶行业及其他行业推广应用射线数字成像检测技术起到了很大的作用。随着数字成像技术的快速发展,原标准的技术水平已显落后,因此有必要对GB17925-1999标准进行修订。现全国气瓶标准化技术委会已将GB17925-1999标准的修订纳入标准修订计划。
4.2
修订原则

考虑到原标准的框架结构已经完备,标准修订时在保持原标准的框架结构的基础上,增加射线数字成像检测技术领域1999年以来出现的新的成像技术(线阵列成像技术和平面成像技术),制定与之相应的成像工艺方法和图像质量评定指标。
4.3
修改标准的名称

考虑到新增加的数字成像设备的成像速度有一定的延时或者是准实时,因此成像技术不再局限于 ;实时 ;概念,另外随着数字技术的发展,基于图像增强器的数字成像检测技术在终端逐渐形成数字化的信息,所以原来标准名称的 ;实时成像检测 ;已经涵盖不了这些新的技术和新方法,为适应新技术的发展,确定修订后的标准名称为《气瓶对接焊缝射线数字成像检测》。
4.4
扩大标准的适用范围(fàn wéi)

为适应较大容积气瓶焊缝射线检测(检查并测试)的需要,标准修订将扩大标准的适用范围,将原来的 ;标准适用于母材厚度为2.0~20.0mm的钢及有色金属材料制成的气瓶对接焊缝无损检测。 ;改为 ;标准适用于母材厚度为2~32mm的钢及有色金属材料制成的气瓶对接焊缝无损检测。 ; 射线检测的穿透厚度主要取决于射线的强度(管电压),目前国产射线机都能满足此母材厚度的要求,母材厚度提高对图像处理和成像质量并无影响。
4.5
标准性质改为推荐性国家标准

本标准是关于射线数字成像检测技术的方法标准,根据国家标准(批准发布:国家标准化主管机构)管理(guǎn lǐ)办法的有关规定,方法标准宜为推荐性标准,因此将本标准由原来的强制性国家标准改推荐性国家标准,标准号改为GB/T 17925—。
5
GB/T 17925—内容简介
5.1
前言

在总结GB 17925-1999应用经验的基础上,结合近年来射线数字成像技术的最新发展成果,并参考了国外先进标准中的有关网站内容而制订本标准。
5.2
引言

随着射线数字成像技术(DR)的快速发展和日臻成熟,无论是图像增强器、成像面板还是扫描线阵等成像方法都可用来检测气瓶对接焊缝,均可获得高质量的射线透照图像。射线探测器按照光电转换过程可以分为 ;射线—可见光—电信号 ;的间接转换探测器和 ;射线—电信号 ;的直接转换探测器;按照射线探测器的转换区域可以分为线阵和面阵两种主要方式。无论选取何种射线探测器,都必须达到本标准规定的各项图像质量指标。

透过气瓶对接焊缝后的射线,包含有焊缝内部结构变化的信息,经过射线探测器接收后转化为含有这种变化的电信号输出,通过数据采集电路实现模/数转换,并以规定的文件格式进行数据储存和在屏幕上显示。数字化图像能够提供有关焊缝表面及内部缺陷的性质、大小、位置等信息,检测人员按照有关标准进行评定,从而达到无损检测之目的。

检测图像可采用在线或离线两种方式保存,保质期限为7年以上。

初次使用并执行本标准的单位在投入生产实际应用前实行评审许可,以确认所采用的射线数字成像技术与射线胶片照相方法具有相同的缺陷检出能力。
5.3
主要章节

范围

引用标准

定义

人员要求

射线数字成像系统

检测环境

图像质量
8
成像技术
9
工艺评定
10
检测(检查并测试)方法
11
图像观察
12
焊缝缺陷等级评定
13
检测报告
14
数据保存
15
工艺文件
5.4
射线数字成像系统

射线数字成像系统主要由射线机、射线探测器(detector)、PC计算机、图像采集板卡、检测(检查并测试)工装、系统软件等组成。
5.4.1
射线机

宜采用恒压式射线机,负载率100%。射线的能量应能有效穿过被检焊缝并有一定的穿透能力储备。
5.4.2
射线探测器

宜采用象素尺寸小、动态范围宽的射线探测器。射线探测器的理论分辨率可以通过其象素间距来计算。射线探测器的理论分辨率应不小于3.5LP/mm。
射线探测器理论分辨率=1/2*象素间距.
5.4.3
PC计算机 计算机基本配置依据采用的射线探测器和数据采集板卡确定。保证图像显示流畅、图像处理快速。尽量选择(xuanze)高分辨率、高亮度、高对比度显示器,配备光盘刻录机、大容量硬盘和卡。
5.4.4
图像采集板卡
依据射线探测器(detector)选择图像采集板卡,但A/D转换器的位数不得低于8bit。
5.4.5
检测工装

检测工装应至少具备一个自由度,并应具有比较高的运转精度。检测工装的运动必须与探测器的数据采集同步,由系统软件进行驱动。
5.4.6
系统软件

射线数字成像技术的系统软件是整个成像系统的核心,对图像质量、评定结果的准确性、检测图像的安全性和交流的方便性有重要影响。基于Windows操作平台的系统软件,必须具有采集、处理、评定、存储的完善功能。
5.6 图像质量
5.6.1
象质指数

图像象质指数应达到JB 4730-2005标准中AB级象质要求。
5.6.2 图像分辨率

图像分辨率不得低于3.0Lp/mm。
5.7
透照方式方法

气瓶焊缝的透照方式方法可采用纵缝透照、环缝外照、 环缝内照、双壁单影透照方式。
5.8
焊缝缺陷等级评定

焊接缝缺陷等级评定按照JB/T 4730-2005标准中有关 ;焊缝缺陷等级评定 ;的内容进行。
5.9
缺陷定性与定量

焊缝缺陷的尺寸测量必须由计算机软件完成,焊缝缺陷性质的确定应以取得相应资格的无损检测人员为准。
5.10 ………
6.申报承压设备射线数字成像检测标准

随着射线数字成像检测技术的日臻成熟,现在射线数字成像检测技术在承压设备应用的条件也已经成熟,我们要抓住当前有的时机,尽快制订承压设备射线数字成像检测标准。现在,中国特种设备检测研究中心、广东盈泉钢制品、兰州理工大学等单位酝酿(造酒的发酵过程、比喻做准备工作)成立压设备射线数字成像检测标准编写组,拟向锅炉压力容器关标准化技术委员会申报承压设备射线数字成像检测标准项目(xiàng mù)。
7.其他射线数字成像检测标准 射线数字成像检测技术在汽车轮毂(形状:圆桶形)产品、精密铸造铸造产品及其他产品都有广泛的用途,但是也是由于缺少相应的标准,影响(influence)了射线数字成像检测技术的推广应用,因此也应抓紧时间加快其他产品射线数字成像检测技术标准的制订。 另外,随着射线数字成像检测技术的快速发展,数字图像格式、图像传输等方法技术应趋于统一,因此也应尽快制订射线数字成像检测技术的方法标准。
8.射线实时成像检测(检查并测试)标准体系

射线实时成像检测标准体系是无损检测标准体系中的一部分。根据无损检测 射线实时成像检测技术的现有水平和预计的发展方向,射线实时成像检测标准体系由基础标准、方法标准以及产品检测标准等部份组成。
标准体系的中各标准应符合我国现行的法律、法规、规程的要求,同时还要结合我国的实际情况,积极采用国际标准和国外先进标准,贯彻采用国家综合性通用标准,满足行业标准以及各种产品对射线实时成像检测的要求。
8.1
标准体系的内容
8.1.1
基础标准:包括术语、基本术语;应用导则;检测方法命名;量和单位;检测环境等。
8.1.2
方法标准:包括检测性能参数检验方法;测试方法;工艺试验方法;工艺评定方法;工艺方案的内容和编制程序;工艺规程的内容和编制方法;工艺导则;工装设计与制造规定。
8.1.3
检测设与备器材标准:检测设备配置导则;检测器材标准。
8.1.4
图像处理与图像保存导则:图像处理与图像保存导则。
8.1.5
图像质量与文件管理准则:图像质量控制准则;检测文件管理准则。
8.1.6
产品检测标准:在行业标准或产品设计文件中确定产品检测规定和核验查收标准。
8.1.7
其他标准:现场测试评定方法;缺陷检出一致性验证方法等相关规定。
以上标准可以根据实际情况制定独立的标准,或者在一个标准中包含在其他部分的相关内容。
标准体系可淡化国家标准与行业标准的区别,除基础标准之外。
其他标准尽可能采用行业标准。
9
结束语

21世纪是数字化的时代,让我们像迎接灿烂的朝阳从东方升起一样去迎接无损检测数字化时代的到来。
谢谢大家!

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