承压设备无损检测新技术介绍.pdf

《承压设备无损检测新技术介绍.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《承压设备无损检测新技术介绍.pdf（101页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、承压设备无损检测新技术介绍承压设备无损检测新技术介绍 吴吴 伟伟 云南省火电建设公司中心试验室云南省火电建设公司中心试验室 昆明大石坝省火电建设公司基地院内昆明大石坝省火电建设公司基地院内 650028650028 TelTel：0871-7213019 132088505800871-7213019 13208850580 Email: Email: 工业数字化射线检测工业数字化射线检测 前前 言言 随着计算机技术的发展和普及，现在已进入数字化时随着计算机技术的发展和普及，现在已进入数字化时 代代 。 射线无损探伤作为一种常规的无损检测方法在工业射线无损探伤作为一种常规的无损检测方法在工

2、业 领域应用已有近百年的历史领域应用已有近百年的历史, ,射线无损探伤通常以胶片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无法满足目照相为主要方法，在检测速度和成本等方面已无法满足目 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，一种新兴的的发展，一种新兴的X X射线无损检测方法射线无损检测方法-X-X射线数字化实射线数字化实 时成像检测技术已日臻成熟并已成功应用于我国的实践。时成像检测技术已日臻成熟并已成功应用于我国的实践。 X X射线数字实时成像检测技术主要特点是无需胶片照相，射线数字实时成像检测技术主要

3、特点是无需胶片照相， 这与数码相机可以代替普通相机技术一样，检测结果的载这与数码相机可以代替普通相机技术一样，检测结果的载 体是数字图像体是数字图像, ,标志着我国射线检测技术进入无胶片时标志着我国射线检测技术进入无胶片时 代，是无损检测技术的一次革命。代，是无损检测技术的一次革命。 数码照片与胶片照片相媲美数码照片与胶片照片相媲美 X X 射线数字化检测图像射线数字化检测图像 一、数字化图像的基本知识一、数字化图像的基本知识 由连续信号构成的图像称为模拟图像，射线照相由连续信号构成的图像称为模拟图像，射线照相 得到的底片图像就是模拟图像；而数字图像是指得到的底片图像就是模拟图像；而数字图像是

4、指 由大量的点（像素）构成，可用二进制数字描述由大量的点（像素）构成，可用二进制数字描述 的图像。的图像。 有很多方法可以将模拟图像转换成数字图像，如有很多方法可以将模拟图像转换成数字图像，如 用扫描仪、或用数码相机等。用扫描仪、或用数码相机等。 工业射线检测数字图像有很多方法：工业射线检测数字图像有很多方法： 1 1、底片数字化扫描技术；、底片数字化扫描技术； 2 2、图像增强器实时成像技术；、图像增强器实时成像技术； 3 3、计算机、计算机X X射线照相技术（射线照相技术（CRCR）；）； 4 4、线阵列扫描技术（、线阵列扫描技术（LDALDA）；）； 5 5、非晶硅和非晶硒数字平板成像技

5、术；、非晶硅和非晶硒数字平板成像技术； 6 6、CMOSCMOS数字平板成像技术；数字平板成像技术； 7 7、层析照相技术、层析照相技术。 射线数字化实时成像检测技术基本原理射线数字化实时成像检测技术基本原理射线数字化实时成像检测技术基本原理射线数字化实时成像检测技术基本原理 射线数字化实时成像无损检测原理如图所示，它可用两射线数字化实时成像无损检测原理如图所示，它可用两 个个“ “转换转换” ”来概述：射线穿透金属材料后被图像采集器所来概述：射线穿透金属材料后被图像采集器所 接收，图像采集器把不可见的射线检测信号接收，图像采集器把不可见的射线检测信号转换转换为光学为光学 图像，称为图像，称为

6、“ “光电转换光电转换” ”；图像采集器（对于图像不具备数；图像采集器（对于图像不具备数 字采集功能的图像增强器而言，用高清晰度电视摄像机摄字采集功能的图像增强器而言，用高清晰度电视摄像机摄 取光学图像，输入计算机进行转换），将采集到的取光学图像，输入计算机进行转换），将采集到的 数字信号数字信号转换转换为数字图像，经计算机处理后，还原在显示为数字图像，经计算机处理后，还原在显示 器屏幕上，可显示出材料内部的缺陷性质、大小、位置等器屏幕上，可显示出材料内部的缺陷性质、大小、位置等 信息，按照有关标准对检测结果进行缺陷等级评定，从而信息，按照有关标准对检测结果进行缺陷等级评定，从而 达到无损检测

7、的目的。射线数字化实时成像技术无论在达到无损检测的目的。射线数字化实时成像技术无论在 检测效率、经济效益、表现力、远程传送、方便实用等方检测效率、经济效益、表现力、远程传送、方便实用等方 面都比照相底片更胜一筹，因而具有良好的发展前景。面都比照相底片更胜一筹，因而具有良好的发展前景。 所谓所谓“ “实时实时” ”的是指图像的采集速度制式，图像采集速度能的是指图像的采集速度制式，图像采集速度能 够达到够达到2525帧秒（帧秒（PALPAL制）或制）或3030帧秒（帧秒（NTSCNTSC制），即视制），即视 为实时成像。关于图像的采集制式，我国采用为实时成像。关于图像的采集制式，我国采用PALPA

8、L制式，制式， 欧美等国家多采用欧美等国家多采用NTSCNTSC制式。制式。 二、底片数字化扫描技术二、底片数字化扫描技术 底片扫描不采用反射式而采用透射式；底片扫描不采用反射式而采用透射式； 由于底片黑度高，扫描光源必须保证有足够透过由于底片黑度高，扫描光源必须保证有足够透过 光亮度；光亮度； 传输系统必须保证足够精度；传输系统必须保证足够精度； 扫描得到的数字图像必须保证足够高的空间分辨扫描得到的数字图像必须保证足够高的空间分辨 率和灰度分辨率；率和灰度分辨率； 目前工业底片数字扫描设备主要分为两大类：基目前工业底片数字扫描设备主要分为两大类：基 于于CCD/CMOSCCD/CMOS成像的

9、扫描系统和基于成像的扫描系统和基于PMTPMT成像的成像的 扫描。扫描。 底片数字化扫描技术的优点和局限性底片数字化扫描技术的优点和局限性 与其他获得数字化图像的技术相比，扫描与其他获得数字化图像的技术相比，扫描 技术所需投资费用最低；技术所需投资费用最低； 操作简单，容易掌握，技术要求低；操作简单，容易掌握，技术要求低； 操作过程长，需要比胶照相更比的时间才操作过程长，需要比胶照相更比的时间才 能获取数字图像；能获取数字图像； 图形质量会因扫描出现某种程度的退化。图形质量会因扫描出现某种程度的退化。 例如由于工业射线胶片双面涂膜，扫描造例如由于工业射线胶片双面涂膜，扫描造 成图像清晰度损失。

10、成图像清晰度损失。 二、图像增强器实时成像技术二、图像增强器实时成像技术CCDCCD 1 3 1射线源； 2-工件与机械驱动系统；3-图象增强器；4数字摄 像机 5-图象处理器；6-计算机；7-显示器 2 4 5 7 6 图像增强器图像增强器 图像增强器工作原理图像增强器工作原理 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像被摄像机所摄取，输入计算机进行摸拟量/ /数字化转换。

11、数字化转换。 CCDCCD摄像机的工作方式摄像机的工作方式 被摄物体的图像经过镜头聚焦至被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCDCCD芯片芯片 上，上，CCDCCD根据光的强弱积累相应比例的电根据光的强弱积累相应比例的电 荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控 制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，制下，逐点外移，经滤波、放大处理后， 形成视频信号输出。视频信号连接到监视形成视频信号输出。视频信号连接到监视 器或电视机的视频输入端便可以看到与原器或电视机的视频输入端便可以看到与原 始图像相同的视频图像。始图像相同的视频图像。 1 1、图象增强器基本结构、图象增强器基本

12、结构 2 3 4 5 1 6 1-外壳； 2-射线窗口； 3-输入转换屏； 4光电 层； 5-聚焦电极；6-输出屏 2 3 4 5 1 6 2 3 4 5 1 6 2 2、射线实时成像检验系统的图象、射线实时成像检验系统的图象 特性特性 像素像素 分辨率分辨率 不清晰度不清晰度 对比灵敏度对比灵敏度 3 3、射线实时成像技术工艺要点、射线实时成像技术工艺要点 （1 1）最佳放大倍数：）最佳放大倍数：Mo=1+(Us/dMo=1+(Us/d f f ) ) 3/23/2 （2 2）扫描速度和定位精度）扫描速度和定位精度 （3 3）图像处理）图像处理 （4 4）系统性能校验）系统性能校验 4 4、

13、图像培强器实时成像的优点和局限性、图像培强器实时成像的优点和局限性 检测速度快，工作效率比射线照相高数十倍。检测速度快，工作效率比射线照相高数十倍。 不使用胶片，不需要处理胶片的化学药品，运行成本不使用胶片，不需要处理胶片的化学药品，运行成本 低，且不造成环境污染。低，且不造成环境污染。 检测结果可转化为数字化图像可用光盘等存储器存放、检测结果可转化为数字化图像可用光盘等存储器存放、 调用、传送比底片方便。调用、传送比底片方便。 仅在最后阶段通过数字式摄像机才变成数字信号图仅在最后阶段通过数字式摄像机才变成数字信号图 像，而其成像过程，从射线作用多次转换，造成信噪像，而其成像过程，从射线作用多

14、次转换，造成信噪 比降低和图像质量劣化，影响最终获得的数字图像质比降低和图像质量劣化，影响最终获得的数字图像质 量图像质量。量图像质量。 显示器视域有局限。图像边沿容易出现扭曲失真。显示器视域有局限。图像边沿容易出现扭曲失真。 设备一次投资较大。设备一次投资较大。 图像增强器体积较大，检测系统应用的灵活性和适用图像增强器体积较大，检测系统应用的灵活性和适用 性不如普通射线照相装置。性不如普通射线照相装置。 三、计算机射线照相技术（三、计算机射线照相技术（CRCR） 计算机射线照相，是指将射透过工件后计算机射线照相，是指将射透过工件后 的信息记录在成像板上，经扫描装置读的信息记录在成像板上，经扫

15、描装置读 取，再由计算机生出数字化图像的技术。取，再由计算机生出数字化图像的技术。 整个系统由存储磷光成像板（又称整个系统由存储磷光成像板（又称IPIP板）、板）、 相应的读出装置（扫描器和读出器）、计相应的读出装置（扫描器和读出器）、计 算机软件（数字图像处理和储存管）、硬算机软件（数字图像处理和储存管）、硬 度（打印机和其他存储介质）等组成。度（打印机和其他存储介质）等组成。 1 1、计算机射线照相工作过程、计算机射线照相工作过程 （1 1）曝光：射线穿过工件到达）曝光：射线穿过工件到达IPIP板，与荧光物质相板，与荧光物质相 互作用，在较高能带俘获的电子形成光激发射荧互作用，在较高能带俘

16、获的电子形成光激发射荧 光中心，构成潜影；光中心，构成潜影； （2 2）扫描：将）扫描：将IPIP板装入专用扫描器，有激光扫描被板装入专用扫描器，有激光扫描被 射线照射过的荧光物质，将存储存在成像板上的射线照射过的荧光物质，将存储存在成像板上的 射线影像转换为可光信号；射线影像转换为可光信号； （3 3）成像：输出蓝色光辐射被光电接收器捕获，通）成像：输出蓝色光辐射被光电接收器捕获，通 过具有光电倍增和模数转换功能的读出器将其转过具有光电倍增和模数转换功能的读出器将其转 换成数字信号输出，通过计算机重建为可视影像换成数字信号输出，通过计算机重建为可视影像 在显示器上显示。在显示器上显示。 2

17、2、计算机射线照相系统的性能和技术参计算机射线照相系统的性能和技术参 数数 （1 1）激光扫描仪）激光扫描仪 （2 2）IPIP板板 （3 3）空间分辨力和信噪比）空间分辨力和信噪比 （4 4）图像不清晰度）图像不清晰度 3 3、CRCR技术和优点和局限性技术和优点和局限性 （1 1）目前最好的）目前最好的CRCR成像空间分辨率可达到成像空间分辨率可达到2525 mm，稍低于胶，稍低于胶 片水平，但优于其他各种数字成像方法。片水平，但优于其他各种数字成像方法。 （2 2）原有的）原有的X X射线设备不需要更换或改造，可以真接使用。射线设备不需要更换或改造，可以真接使用。 （3 3）IPIP板与

18、胶片一样，能够分割和弯曲，能适用于复杂部板与胶片一样，能够分割和弯曲，能适用于复杂部 位，成像板可重复使用几千次，其寿命决定于机械磨损程位，成像板可重复使用几千次，其寿命决定于机械磨损程 度。虽然价格昂贵，但实际比胶片更便宜。度。虽然价格昂贵，但实际比胶片更便宜。 （4 4）宽容度大，曝光条件易选择。对于曝光不足或过度的）宽容度大，曝光条件易选择。对于曝光不足或过度的 胶片可通过影像处理进行补救。胶片可通过影像处理进行补救。 （5 5）虽然比胶片照相速度快一些，但是不能直接获得图）虽然比胶片照相速度快一些，但是不能直接获得图 像，必须将像，必须将IPIP板放入扫描读取器中才能得到图像。板放入扫

19、描读取器中才能得到图像。 （6 6）IPIP成像板与胶片一样，对使用条件有一定要求，不能成像板与胶片一样，对使用条件有一定要求，不能 在潮湿的环境中和极端的温度条件下使用。在潮湿的环境中和极端的温度条件下使用。 四、线阵列扫描成像技术（四、线阵列扫描成像技术（LDALDA） 由射线机发出的一束射线，穿过被检测工件，由射线机发出的一束射线，穿过被检测工件， 被线扫描直接成像器（被线扫描直接成像器（LDALDA探测器）接收，将射探测器）接收，将射 线直接转换成数字信号，然后传送至图像采集控线直接转换成数字信号，然后传送至图像采集控 制器和计算机中。每次扫描制器和计算机中。每次扫描LDALDA探测器

20、所生成的探测器所生成的 图像仅仅是很窄的一条线，为了获得完整的图图像仅仅是很窄的一条线，为了获得完整的图 像，就必须使被检测工件作匀速运动，逐次进行像，就必须使被检测工件作匀速运动，逐次进行 扫描。计算将多次扫描获得的线形图像进行组合。扫描。计算将多次扫描获得的线形图像进行组合。 最后在显示器上显示出完整的图象，从而完成整最后在显示器上显示出完整的图象，从而完成整 个成像过程。个成像过程。 1 1、LDALDA线阵列扫描数字成像系统线阵列扫描数字成像系统 1 1 7 7 6 6 1 1、X X射线管射线管 2 2、准直后的、准直后的X X射线束射线束 3 3、工件、工件 4 4、传磅装置、传磅

21、装置 5 5、LDALDA探测器探测器 6 6、数据采集和控制系统、数据采集和控制系统 7 7、显示器、显示器 线阵列探测器线阵列探测器 2 2、线阵列扫描数字成像系统的技术特性、线阵列扫描数字成像系统的技术特性 （1 1）空间分辨率）空间分辨率 （2 2）动态范围）动态范围 （3 3）动态标定）动态标定 （4 4）扫描速度）扫描速度 （5 5）闪烁体与射线能量的匹配）闪烁体与射线能量的匹配 3 3、LDALDA技术的优点和局限性技术的优点和局限性 （1 1）一次投资费用较低，比数字平板（）一次投资费用较低，比数字平板（DRDR）技术）技术 低很多，大致与图像增强器实时成像技术相近；低很多，大

22、致与图像增强器实时成像技术相近； （2 2）成像质量比图像增强器实时成像技术好，但低）成像质量比图像增强器实时成像技术好，但低 于数字平板（于数字平板（DRDR）技术，更低于计算机射线照相）技术，更低于计算机射线照相 （CRCR）技术；）技术； （3 3）成像速度比计算机射线照相（）成像速度比计算机射线照相（CRCR）技术快得）技术快得 多，但比图像增强器实时成像技术慢；多，但比图像增强器实时成像技术慢； （4 4）运行费用较低，大致与图像增强器实时成像技）运行费用较低，大致与图像增强器实时成像技 术相近。术相近。 五、数字平板直接成像技术（五、数字平板直接成像技术（DRDR） 数字平板技术与

23、胶片或数字平板技术与胶片或CRCR的处理过程不的处理过程不 同，在两次照射期间，不必更换胶片和存储荧光同，在两次照射期间，不必更换胶片和存储荧光 板，仅仅需要几秒种的数据采集，就可以观察到板，仅仅需要几秒种的数据采集，就可以观察到 图像，检测速度和效率大大高于胶片和图像，检测速度和效率大大高于胶片和CRCR技术。技术。 数字平板的成像质量比图像增强器射线实时成像数字平板的成像质量比图像增强器射线实时成像 系统好很多，不仅成像区均匀，没有边缘几何变系统好很多，不仅成像区均匀，没有边缘几何变 形，而且空间分辨率和灵敏度更高一些。与形，而且空间分辨率和灵敏度更高一些。与LDALDA 线阵列扫描相比，

24、数字平板可做成大面积平板一线阵列扫描相比，数字平板可做成大面积平板一 次曝光形成图像，而不需要通过移动或旋转工次曝光形成图像，而不需要通过移动或旋转工 件，经过多次线扫描才获得图像。件，经过多次线扫描才获得图像。 数字平板技术有非晶硅（数字平板技术有非晶硅（a-a-SiSi）、非晶硒（）、非晶硒（a-a- SeSe）和）和CMOSCMOS三种三种 1 1、非晶硅平板和非晶硒平板、非晶硅平板和非晶硒平板 非晶硅平板成像称为间接成像：需要中间媒体非晶硅平板成像称为间接成像：需要中间媒体闪烁层闪烁层 将将X X射线转换为可见光，再转换为电信号。射线转换为可见光，再转换为电信号。 非晶硒平板成像称为直

25、接成像：非晶硒平板成像称为直接成像：X X射线撞击硒层，、硒层射线撞击硒层，、硒层 直接将直接将X X射线转化成电荷。射线转化成电荷。 当要求分辨率小于当要求分辨率小于200200 mm时应使用非晶硒板，而当允许分时应使用非晶硒板，而当允许分 辨率大于辨率大于200200mm时，可考虑使用非晶硅。非晶硅板成像时，可考虑使用非晶硅。非晶硅板成像 速度比非晶硒快。速度比非晶硒快。 2 2、CMOSCMOS数字平板数字平板 CMOSCMOS数字平板由集成的数字平板由集成的CMOSCMOS记忆芯片构成，所谓记忆芯片构成，所谓 “ “CMOSCMOS” ”是互补金属氧化硅半导体。和是互补金属氧化硅半导体

26、。和CCDCCD一样，是可记一样，是可记 录光线变化的半导体。录光线变化的半导体。 CMOSCMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，的制造技术和一般计算机芯片没什么差别， 主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使 其在其在CMOSCMOS上共存着带上共存着带N N（带（带 电）电） 和和 P P（带（带+ +电）电） 级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被 处理芯片纪录和解读成影像处理芯片纪录和解读成影像。 “ “活性像元探头技术活性像元探头技术” ”是指把所有的电子控制和放大电路放置是指把

27、所有的电子控制和放大电路放置 于每一个图像探头上，取代一般探头器在边沿布线的结构。于每一个图像探头上，取代一般探头器在边沿布线的结构。 这种结构使这种结构使CMOSCMOS探测器的抗震性更强，寿命更长。探测器的抗震性更强，寿命更长。 CMOSCMOS工作温度很宽。工作温度很宽。 CMOSCMOS探测器的填充系数高达探测器的填充系数高达90%90%以上，高出非晶硅探测器以上，高出非晶硅探测器 约约60%60%。 采用轴外检测方法，可减少噪音（不希望的信号），减少采用轴外检测方法，可减少噪音（不希望的信号），减少 辐射对探测器的直接冲击（辐射噪音），延长探测器寿命。辐射对探测器的直接冲击（辐射噪音

28、），延长探测器寿命。 由于主要的辐射束被屏蔽，可以提高信噪比。由于主要的辐射束被屏蔽，可以提高信噪比。 可以使用各种可以使用各种X X射线源：脉冲的、整流的、恒压的，电流从射线源：脉冲的、整流的、恒压的，电流从 几微安培到几微安培到3030安培。安培。 使用小型使用小型CMOSCMOS系统，曝光时间为系统，曝光时间为0.5-30.5-3秒，把数据修正并把秒，把数据修正并把 图像传输到计算机工作站上，并显示出来再需图像传输到计算机工作站上，并显示出来再需1010秒种。秒种。 六、六、X X射线层析照相射线层析照相 工业工业CTCT是用经过高度准直的窄束是用经过高度准直的窄束X X射线，对工射线，

29、对工 件分层进行扫描。件分层进行扫描。X X射线管与探测器作为同步转动射线管与探测器作为同步转动 的整体，分别位于工年两侧的相对位置。检查中的整体，分别位于工年两侧的相对位置。检查中X X 射线束从各个方向对被探查的断面进行扫描，位射线束从各个方向对被探查的断面进行扫描，位 于对侧的探测器接收透过断面的于对侧的探测器接收透过断面的X X射线，然后将这射线，然后将这 些些X X射线信息转变为电信号，再由模拟射线信息转变为电信号，再由模拟/ /数字转换数字转换 器转换为数字信号输入计算机进行处理，最后由器转换为数字信号输入计算机进行处理，最后由 图像显示器用不同的灰度等级显示出来，就成为图像显示器

30、用不同的灰度等级显示出来，就成为 一幅一幅X-CTX-CT图像。图像。 （1 1）特点）特点 准确率高。准确率高。 产生的数字化图像信号贮存、转录十分方便。产生的数字化图像信号贮存、转录十分方便。 完整地检测一个工件比常规射线照相需要长得多完整地检测一个工件比常规射线照相需要长得多 的时间，费用要高得多。的时间，费用要高得多。 （2 2）应用）应用 缺陷检测缺陷检测 尺寸测量尺寸测量 结构和密度分布检查结构和密度分布检查 七、数字化射线成像技术特点总结七、数字化射线成像技术特点总结 各种数字化射线成像技术的共同点是：检测过程容易各种数字化射线成像技术的共同点是：检测过程容易 实现自动化，工作效

31、率高，数字图像的处理、存储、传输、实现自动化，工作效率高，数字图像的处理、存储、传输、 提取、观察应用十分方便。提取、观察应用十分方便。 （1 1）成像速度）成像速度 数字化射线成像技术成像速度与成像精度有关，一般来数字化射线成像技术成像速度与成像精度有关，一般来 说成像速度越快，所获得的图像质量就越低。说成像速度越快，所获得的图像质量就越低。 各种检测技术按速度排列：各种检测技术按速度排列： 成像速度最高成像速度最高图象增强器图象增强器CCDCCD实时成像实时成像 非晶硅非晶硅 非非 晶硒晶硒 CMOS LDA CR CMOS LDA CR 胶片照相胶片照相 底片扫描底片扫描 （2 2）空间

32、分辨率）空间分辨率 各种检测技术按速度排列：各种检测技术按速度排列： 分辨率最高分辨率最高胶片照相胶片照相 CR CR 底片扫描底片扫描 CMOS CMOS 非晶硒非晶硒 非晶硅非晶硅 LDA LDA 图像增强器图像增强器CCDCCD实时成像实时成像 （3 3）一次投入费用）一次投入费用/ /运营成本运营成本 把各种检测技术按一次投入费用排列：把各种检测技术按一次投入费用排列： 一次投入费用最高一次投入费用最高CMOS CMOS 非晶硒非晶硒 非晶硅非晶硅 LDA LDA CR CR 图像增强器图像增强器CCDCCD实时成像实时成像 底片扫描底片扫描 胶片照相胶片照相 把各种检测技术按运营成本

33、排列：把各种检测技术按运营成本排列： 运营成本最高运营成本最高底片扫描底片扫描 胶片照相胶片照相 CR CR 非晶硒非晶硒 非晶硅非晶硅 CMOS LDA CMOS LDA 图像增强器图像增强器CCDCCD实时成像实时成像 （4 4）使用适应性）使用适应性 使用适应性最好使用适应性最好CR CR 胶片照相胶片照相 底片扫描底片扫描 非晶硅非晶硅 非晶硒非晶硒 CMOS LDA CMOS LDA 图像增强器图像增强器CCDCCD实时成像实时成像 八、数字化射线图像优势八、数字化射线图像优势 与射线照相底片的模拟图像相比，数字化的射线图像至少有与射线照相底片的模拟图像相比，数字化的射线图像至少有

34、以下优势：以下优势： （1 1）不再需要庞大的底片库，检测结果的保存问题很容易）不再需要庞大的底片库，检测结果的保存问题很容易 解决；解决； （2 2）形成的电子文档资料库可通过先进和软件实现高水平）形成的电子文档资料库可通过先进和软件实现高水平 的管理，检索、查找、统计、调用快速方便；的管理，检索、查找、统计、调用快速方便； （3 3）可在网络上传输，实现检测结果的异地远程分析评）可在网络上传输，实现检测结果的异地远程分析评 定；定； （4 4）可通过计算机处理，提高图像质量；）可通过计算机处理，提高图像质量； （5 5）容易复制，可保存时间几乎无限，对于设备运行后期）容易复制，可保存时间几

35、乎无限，对于设备运行后期 维修和安全具有十分重要的意义。维修和安全具有十分重要的意义。 九、标准九、标准 关于关于X X 射线实时成像检测方法，到目前为止我国已发布了射线实时成像检测方法，到目前为止我国已发布了 GB 17925-1999GB 17925-1999气瓶对接焊缝气瓶对接焊缝 X X射线实时成像检测射线实时成像检测和和 GB/T 19293-2003GB/T 19293-2003对接焊缝对接焊缝X X射线实时成像检测法射线实时成像检测法两两 个标准。个标准。GB/T 19293-2003GB/T 19293-2003是关于对接焊缝是关于对接焊缝X X射线实时成射线实时成 像检测的通

36、用方法标准，像检测的通用方法标准，GB 17925-1999GB 17925-1999是关于气瓶产品是关于气瓶产品 对接焊缝对接焊缝X X射线实时成像检测的方法标准。这两个标准的射线实时成像检测的方法标准。这两个标准的 发布，标志着我国发布，标志着我国 X X 射线实时成像无损检测技术的研究和射线实时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，作为射线实时成像无损应用已达到了一个新水平。但是，作为射线实时成像无损 检测标准化体系在我国尚未建立起来，需要尽快建立我国检测标准化体系在我国尚未建立起来，需要尽快建立我国 射线实时成像无损检测标准化体系。射线实时成像无损检测标准化体系。 十

37、、应用十、应用 X X射线数字化实时成像技术在工业各个领域射线数字化实时成像技术在工业各个领域 都有广泛的应用，例如在气瓶、锅炉、压都有广泛的应用，例如在气瓶、锅炉、压 力容器、压力管道、油气长输管道对接焊力容器、压力管道、油气长输管道对接焊 缝的无损检测，汽车轮毂、汽车缝的无损检测，汽车轮毂、汽车/ /飞机轮胎飞机轮胎 等领域的无损检测，机械等领域的无损检测，机械 零件的无损检测零件的无损检测 等。等。 气瓶对接焊缝气瓶对接焊缝X X射线实时成像检测射线实时成像检测 在在2020世纪世纪9090年代中期，年代中期，X X射线数字化实时成像检测已正式射线数字化实时成像检测已正式 应用于液化石油

38、气钢瓶对接焊缝的无损检测。应用于液化石油气钢瓶对接焊缝的无损检测。 1-1-射线管焦点射线管焦点 2-2-气瓶气瓶 3-3-被检测焊缝被检测焊缝 4-4-图像增强器图像增强器 5-5- 光学镜头光学镜头 6-6-摄象机摄象机 当时图像采集器主要是采用图像增强器技术，可当时图像采集器主要是采用图像增强器技术，可 以说是以说是X X射线实时成像检测系统的第一代技术，在射线实时成像检测系统的第一代技术，在 此技术的基础上形成了此技术的基础上形成了17925-199917925-1999标准。采用此标准。采用此 技术的设备造价较低，虽然图像质量比现在的线技术的设备造价较低，虽然图像质量比现在的线 阵列

39、探测器技术低一些，但经过十多年实际应阵列探测器技术低一些，但经过十多年实际应 用，证明技术已经日臻成熟，能满足气瓶和压力用，证明技术已经日臻成熟，能满足气瓶和压力 管道及有关压力容器焊缝无损检测的要求，至今管道及有关压力容器焊缝无损检测的要求，至今 仍然有坚强生命力。检测工装由两个自由构成，仍然有坚强生命力。检测工装由两个自由构成， 检测环焊缝时，气瓶在工装上绕轴线呈检测环焊缝时，气瓶在工装上绕轴线呈360360 旋旋 转，检测纵焊缝时，气瓶沿水平方向移动，确保转，检测纵焊缝时，气瓶沿水平方向移动，确保 焊缝焊缝100%100%检验。检验。 线阵列探测器线阵列探测器X X射线实时成像检测技术射

40、线实时成像检测技术 线阵列探测器线阵列探测器X X射线实时成像检测技术是当射线实时成像检测技术是当 前比较流行的前比较流行的X X射线实时成像检测技术，它射线实时成像检测技术，它 采用线阵列探测器作为图像采集器，可以采用线阵列探测器作为图像采集器，可以 说是第二代说是第二代X X射线实时成像检测系统技术。射线实时成像检测系统技术。 线阵列探测器线阵列探测器X X射线实时成像检测技术射线实时成像检测技术 长输管道中心内透法实时成像检测技术长输管道中心内透法实时成像检测技术 （爬行器将（爬行器将X X射线机推入管道内）射线机推入管道内） 管道爬行器管道爬行器 管子管子- -管板角接焊接接头管板角接

41、焊接接头 射线检测射线检测 一、管子一、管子- -管板角接焊接接头射线照相技术应管板角接焊接接头射线照相技术应 用意义用意义 1 1、管子、管子- -管板角焊缝无损检测的重要性管板角焊缝无损检测的重要性 管子管子- -管板角接焊接接头是列管式换热器和列管式管板角接焊接接头是列管式换热器和列管式 反应器管子与管板联接的主要部位，即使小的缺反应器管子与管板联接的主要部位，即使小的缺 陷也会大大地降低该类接头的密封性和联接强度。陷也会大大地降低该类接头的密封性和联接强度。 气孔是造成管子气孔是造成管子- -管板角接焊接接头泄漏失效的重管板角接焊接接头泄漏失效的重 要原因。在设备投入使用后一至三年，由

42、于腐蚀要原因。在设备投入使用后一至三年，由于腐蚀 作用，有气孔的部位会出现穿透，发生泄漏，导作用，有气孔的部位会出现穿透，发生泄漏，导 致停产，造成重大经济损失和环境污染。致停产，造成重大经济损失和环境污染。 提前发现缺陷是无损检测技术的重要课题。提前发现缺陷是无损检测技术的重要课题。 管子管子- -管板角焊缝泄漏的危害管板角焊缝泄漏的危害 A.A.影响承压设备运行的安全；影响承压设备运行的安全； B.B.造成不正常停车，缩短装置运行周期；造成不正常停车，缩短装置运行周期； C.C.泄漏可能引起设备腐蚀；泄漏可能引起设备腐蚀； D.D.泄漏可能对产品指标和质量造成影响。泄漏可能对产品指标和质量

43、造成影响。 E E泄漏造成环境污染泄漏造成环境污染 存在于管子存在于管子存在于管子存在于管子存在于管子存在于管子存在于管子存在于管子- - - - - - - -管板角接接头焊缝中的气孔管板角接接头焊缝中的气孔管板角接接头焊缝中的气孔管板角接接头焊缝中的气孔管板角接接头焊缝中的气孔管板角接接头焊缝中的气孔管板角接接头焊缝中的气孔管板角接接头焊缝中的气孔 气孔造成管子气孔造成管子气孔造成管子气孔造成管子气孔造成管子气孔造成管子气孔造成管子气孔造成管子- - - - - - - -管板角接接头焊缝泄漏失效管板角接接头焊缝泄漏失效管板角接接头焊缝泄漏失效管板角接接头焊缝泄漏失效管板角接接头焊缝泄漏失

44、效管板角接接头焊缝泄漏失效管板角接接头焊缝泄漏失效管板角接接头焊缝泄漏失效 2 2、管子、管子- -管板角焊缝其它无损检测技术的难管板角焊缝其它无损检测技术的难 点点 管子管子- -管板角焊缝因其形状特殊，应用常规管板角焊缝因其形状特殊，应用常规 射线和超声波技术检测很困难；射线和超声波技术检测很困难； 只能用表面检测只能用表面检测( (渗透或磁粉渗透或磁粉) )，但此方法，但此方法 只能检查焊缝的表面缺陷，无法知道焊缝只能检查焊缝的表面缺陷，无法知道焊缝 内部缺陷的情况。内部缺陷的情况。 可用特殊超声波技术检测管子可用特殊超声波技术检测管子- -管板焊缝：管板焊缝： 但专用设备但专用设备系统

45、价格昂贵，系统价格昂贵，效率低，效率低，现场现场 适应能力差，对气孔的检测灵敏度低。适应能力差，对气孔的检测灵敏度低。 管板角接接头焊缝的检测方法管板角接接头焊缝的检测方法管板角接接头焊缝的检测方法管板角接接头焊缝的检测方法管板角接接头焊缝的检测方法管板角接接头焊缝的检测方法管板角接接头焊缝的检测方法管板角接接头焊缝的检测方法 MTMT？ PTPT？ UTUT？ ETET？ RTRT？ 3 3、管子、管子- -管板角焊缝射线照相成效管板角焊缝射线照相成效 该方法不仅能检出气孔外，还能检出接头中的裂该方法不仅能检出气孔外，还能检出接头中的裂 纹、未熔合、未焊透、夹渣等各类缺陷。纹、未熔合、未焊透

46、、夹渣等各类缺陷。 管子管子- -管板焊缝的射线照相是一项降低换热器和反管板焊缝的射线照相是一项降低换热器和反 应器的失效概率非常有效的预防性控制措施。过应器的失效概率非常有效的预防性控制措施。过 去的去的2525年的国外应用实践表明，管子年的国外应用实践表明，管子- -管板焊缝射管板焊缝射 线照相技术的应用大大降低泄漏事故发生率从而线照相技术的应用大大降低泄漏事故发生率从而 减少了生产成本，提高了经济效益。尤其是大型减少了生产成本，提高了经济效益。尤其是大型 石油化工装置，长周期运行可以获得可观的经济石油化工装置，长周期运行可以获得可观的经济 利益，而意外停车损失是巨大的。利益，而意外停车损

47、失是巨大的。 二、管子二、管子- -管板角焊缝射线照相技术管板角焊缝射线照相技术 适用的检测对象适用的检测对象 1 1、重要设备、关键设备、高价值设备；、重要设备、关键设备、高价值设备； 2 2、剧毒介质设备；、剧毒介质设备； 3 3、要求高可靠性，长周期运行的要求高可靠性，长周期运行的设备；设备； 4 4、投用后无法维护修理的设备；投用后无法维护修理的设备； 5 5、管程和壳程高压差设计条件；、管程和壳程高压差设计条件； 6 6、高温或温度剧烈变化设计条件；、高温或温度剧烈变化设计条件； 7 7、难以避免振动的设计条件；、难以避免振动的设计条件； 8 8、负荷经常变化或循环负荷的设计条件；、负荷经常变化或循环负荷的设计条件； 9 9、泄漏可能引起系统严重腐蚀的设计条、泄漏可能引起系统严重腐蚀的设计条 件；件； 1010、泄漏会对工艺参数和产品质量造成影、泄漏会对工艺参数和产品质量造成影 响，因此微量泄漏也不允许的运行条件；响，因此微量泄漏也不允许的运行条件； 1111、被检测管子内径应在、被检测管子内径应在141446mm46mm范围范围 内，采用特殊措施可检测小径管内径为内