在用管道检验射线数字成像外透照检测技术研究

2022-08-12陈剑

全面腐蚀控制 2022年7期

关键词：射线X射线灰度

陈剑

（大庆油田有限责任公司质量安全环保监督评价中心，黑龙江大庆 163000）

0 引言

近年来射线数字成像检测技术（DR）得到了快速发展和应用，能实现实时化、自动化和数字化检测，具有可存储、检测质量和效率高、绿色环保等优点。为适应在用管道的检验检测技术发展需要，本文通过研究和实践开发出了在用管道DR检测工艺技术。

1 检测工艺

1.1 检测工艺原理

基于射线探测器数字成像检测技术原理，选择DR检测透照方式，校准探测器响应灵敏度，安装DR检测成像系统，优化设置检测透照几何参数，布置检测标记和像质计，优化设置检测工艺参数，校准系统成像灵敏度，启动检测工艺程序进行管道焊缝DR检测成像，图像存储到计算机中，对焊缝数字图像进行几何尺寸标定、细节增强和对比度调整，依据检测标准评定焊缝质量。

1.2 检测工艺流程

在用管道焊缝DR检测工艺流程如图1所示。

图1 在用管道焊缝DR检测工艺流程图

1.3 检测工艺技术

1.3.1 检测施工准备

检测选用的成像探测器有效像素尺寸应不大于200μm。射线源选用额定电压为300kV的高频恒压X射线机，有效焦点尺寸不宜大于3mm。准备检测用的铅字、标记带、标记尺、磁夹、像质计、记号笔等材料。

现场检测时，检测人员佩戴射线剂量计和射线剂量报警仪，由检测班组长或安全员设置检测控制区和管理区。

1.3.2 选择检测透照工艺

根据在用管道规格选择合适的检测透照工艺，宜选用双壁单影外透照、双壁双影外透照检测。透照时射线束中心应垂直指向透照区中心，需要时也可选用有利于发现缺陷的方向透照。

1.3.3 设置检测系统

根据检测工件的焊缝材质和最大透照厚度，设置X射线机的工作电压和工作电流值，工作电压不宜超过X射线机额定电压的90%。启动DR数字探测器和系统检测软件，在检测软件中设置检测文件名、存储路径和检测程序文件等信息。

1.3.4 校准探测器响应灵敏度

首先，在无工件条件下，通过检测工装将数字探测器和X射线机相对放置并固定，根据实际检测焦距设置数字探测器和X射线机之间的距离。在关闭X射线机的状态下，在检测软件中校准探测器像素和本底灰度一致性；然后，打开射线联控安全防护装置和X射线机，通过设置X射线机的工作电压和工作电流，校准探测器的辐射响应灵敏度，将探测器的灰度直方图曲线调整至灰度满量程的80%～95% 之间。

1.3.5 安装DR检测成像系统

采用双壁单影透照方式检测管道环焊缝的，先将钢质轨道固定安装在焊缝一侧的管道表面上，然后将探测器和X射线机两个驱动机构安装在轨道上，并把两个驱动机构相对放置且固定连接，再将成像探测器和定向X射线机分别安装在各自的驱动机构上，射线束中心与管道环焊缝中心线所在垂直平面的夹角θ应控制在6°以内，探测器中心对准焊缝的检测起点位置。

1.3.6 设置DR透照几何参数

射线源和探测器至管道表面的距离影响DR图像的几何放大倍数和不清晰度，其中：双壁双影透照的射线源至管道表面的透照距离f应满足：AB级射线数字检测技术：f≥10d·b2/3，B级射线数字检测技术：f≥15d·b2/3，d：有效焦点尺寸，b：管道表面到探测器的距离。探测器应靠近管道表面有利于提高DR成像质量。

1.3.7 布置检测标记和像质计

在铅字带上布置好焊缝编号、日期等识别标记，将铅字带和定位铅字尺用磁夹固定在工件表面，检测标记应距离焊缝边缘至少5mm。双壁单影透照的线型像质计宜布置在探测器侧焊缝部位，双壁双影的线型像质计宜布置在射线源侧焊缝部位，金属丝应垂直横跨焊缝，细丝置于外侧。双线型像质计的金属丝与探测器的行或列成2°～5°夹角，且细丝置于外侧。

1.3.8 设置DR检测工艺参数

根据检测焦距、管道透照厚度，通过DR曝光曲线或工艺试验设置DR检测的X射线机管电压、管电流，成像帧速、积分次数、曝光量等工艺参数。通过调整设置DR检测工艺参数将焊缝数字成像的灰度直方图曲线调整至灰度满量程的20%～80%之间，保证DR检测图像质量达到标准要求。

1.3.9 焊缝DR检测成像

选取焊缝检测成像区，启动检测工艺控制程序，DR系统进行焊缝数据采集和数字成像（如图2所示），并将焊缝数字图像采用DICONDE格式存储到计算机中。