陳 劍

（大慶油田有限責(zé)任公司質(zhì)量安全環(huán)保監(jiān)督評價中心，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

近年來射線數(shù)字成像檢測技術(shù)（DR）得到了快速發(fā)展和應(yīng)用，能實現(xiàn)實時化、自動化和數(shù)字化檢測，具有可存儲、檢測質(zhì)量和效率高、綠色環(huán)保等優(yōu)點。為適應(yīng)在用管道的檢驗檢測技術(shù)發(fā)展需要，本文通過研究和實踐開發(fā)出了在用管道DR檢測工藝技術(shù)。

1 檢測工藝

1.1 檢測工藝原理

基于射線探測器數(shù)字成像檢測技術(shù)原理，選擇DR檢測透照方式，校準(zhǔn)探測器響應(yīng)靈敏度，安裝DR檢測成像系統(tǒng)，優(yōu)化設(shè)置檢測透照幾何參數(shù)，布置檢測標(biāo)記和像質(zhì)計，優(yōu)化設(shè)置檢測工藝參數(shù)，校準(zhǔn)系統(tǒng)成像靈敏度，啟動檢測工藝程序進行管道焊縫DR檢測成像，圖像存儲到計算機中，對焊縫數(shù)字圖像進行幾何尺寸標(biāo)定、細(xì)節(jié)增強和對比度調(diào)整，依據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)評定焊縫質(zhì)量。

1.2 檢測工藝流程

在用管道焊縫DR檢測工藝流程如圖1所示。

圖1 在用管道焊縫DR檢測工藝流程圖

1.3 檢測工藝技術(shù)

1.3.1 檢測施工準(zhǔn)備

檢測選用的成像探測器有效像素尺寸應(yīng)不大于200μm。射線源選用額定電壓為300kV的高頻恒壓X射線機，有效焦點尺寸不宜大于3mm。準(zhǔn)備檢測用的鉛字、標(biāo)記帶、標(biāo)記尺、磁夾、像質(zhì)計、記號筆等材料。

現(xiàn)場檢測時，檢測人員佩戴射線劑量計和射線劑量報警儀，由檢測班組長或安全員設(shè)置檢測控制區(qū)和管理區(qū)。

1.3.2 選擇檢測透照工藝

根據(jù)在用管道規(guī)格選擇合適的檢測透照工藝，宜選用雙壁單影外透照、雙壁雙影外透照檢測。透照時射線束中心應(yīng)垂直指向透照區(qū)中心，需要時也可選用有利于發(fā)現(xiàn)缺陷的方向透照。

1.3.3 設(shè)置檢測系統(tǒng)

根據(jù)檢測工件的焊縫材質(zhì)和最大透照厚度，設(shè)置X射線機的工作電壓和工作電流值，工作電壓不宜超過X射線機額定電壓的90%。啟動DR數(shù)字探測器和系統(tǒng)檢測軟件，在檢測軟件中設(shè)置檢測文件名、存儲路徑和檢測程序文件等信息。

1.3.4 校準(zhǔn)探測器響應(yīng)靈敏度

首先，在無工件條件下，通過檢測工裝將數(shù)字探測器和X射線機相對放置并固定，根據(jù)實際檢測焦距設(shè)置數(shù)字探測器和X射線機之間的距離。在關(guān)閉X射線機的狀態(tài)下，在檢測軟件中校準(zhǔn)探測器像素和本底灰度一致性；然后，打開射線聯(lián)控安全防護裝置和X射線機，通過設(shè)置X射線機的工作電壓和工作電流，校準(zhǔn)探測器的輻射響應(yīng)靈敏度，將探測器的灰度直方圖曲線調(diào)整至灰度滿量程的80%～95% 之間。

1.3.5 安裝DR檢測成像系統(tǒng)

采用雙壁單影透照方式檢測管道環(huán)焊縫的，先將鋼質(zhì)軌道固定安裝在焊縫一側(cè)的管道表面上，然后將探測器和X射線機兩個驅(qū)動機構(gòu)安裝在軌道上，并把兩個驅(qū)動機構(gòu)相對放置且固定連接，再將成像探測器和定向X射線機分別安裝在各自的驅(qū)動機構(gòu)上，射線束中心與管道環(huán)焊縫中心線所在垂直平面的夾角θ應(yīng)控制在6°以內(nèi)，探測器中心對準(zhǔn)焊縫的檢測起點位置。

1.3.6 設(shè)置DR透照幾何參數(shù)

射線源和探測器至管道表面的距離影響DR圖像的幾何放大倍數(shù)和不清晰度，其中：雙壁雙影透照的射線源至管道表面的透照距離f應(yīng)滿足：AB級射線數(shù)字檢測技術(shù)：f≥10d·b2/3，B級射線數(shù)字檢測技術(shù)：f≥15d·b2/3，d：有效焦點尺寸，b：管道表面到探測器的距離。探測器應(yīng)靠近管道表面有利于提高DR成像質(zhì)量。

1.3.7 布置檢測標(biāo)記和像質(zhì)計

在鉛字帶上布置好焊縫編號、日期等識別標(biāo)記，將鉛字帶和定位鉛字尺用磁夾固定在工件表面，檢測標(biāo)記應(yīng)距離焊縫邊緣至少5mm。雙壁單影透照的線型像質(zhì)計宜布置在探測器側(cè)焊縫部位，雙壁雙影的線型像質(zhì)計宜布置在射線源側(cè)焊縫部位，金屬絲應(yīng)垂直橫跨焊縫，細(xì)絲置于外側(cè)。雙線型像質(zhì)計的金屬絲與探測器的行或列成2°～5°夾角，且細(xì)絲置于外側(cè)。

1.3.8 設(shè)置DR檢測工藝參數(shù)

根據(jù)檢測焦距、管道透照厚度，通過DR曝光曲線或工藝試驗設(shè)置DR檢測的X射線機管電壓、管電流，成像幀速、積分次數(shù)、曝光量等工藝參數(shù)。通過調(diào)整設(shè)置DR檢測工藝參數(shù)將焊縫數(shù)字成像的灰度直方圖曲線調(diào)整至灰度滿量程的20%～80%之間，保證DR檢測圖像質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.3.9 焊縫DR檢測成像

選取焊縫檢測成像區(qū)，啟動檢測工藝控制程序，DR系統(tǒng)進行焊縫數(shù)據(jù)采集和數(shù)字成像（如圖2所示），并將焊縫數(shù)字圖像采用DICONDE格式存儲到計算機中。

圖2 焊縫DR圖像

1.3.10 評定焊縫質(zhì)量

測量焊縫數(shù)字圖像的靈敏度、分辨率、歸一化信噪比和灰度等技術(shù)指標(biāo)，進行圖像的幾何尺寸標(biāo)定，圖像增強和對比度調(diào)整，依據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)評定焊縫質(zhì)量。

2 結(jié)論

經(jīng)過鑒定達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)：

（1）適用管道范圍：管徑φ60～1422mm；

（2）透照厚度≤69mm；

（3）檢測靈敏度達(dá)到NB/T 47013.11 AB級；

（4）檢測分辨率達(dá)到NB/T 47013.11 AB級；

（5）檢測工效平均提高6倍。

該DR檢測透照工藝的技術(shù)指標(biāo)達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平，能提高檢測質(zhì)量和工效，提升檢測的安全環(huán)保水平，實現(xiàn)管道焊縫檢驗檢測的實時化、自動化、數(shù)字化和信息化管理，推廣應(yīng)用前景廣闊。