射线数字成像检测原理及应用
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
最大提离为6毫米； 可应用于600℃高温管线残余厚度测量等； 材质：碳钢、合金钢、不锈钢、铜、钛、铝等一切导体材料； 检测速度快：800检测点/天； 测量精度高：0.01mm;
测量注意事项
1、金属受热膨胀； 2、温度对声速的影响。 一般来讲，碳钢膨胀系数为10-13 ×10ˉ6/℃；
射线源
2、X射线数字成像检测特点
便携式X射线数字成像技术适合 检测各种金属管材、管头、焊缝 质量、裂纹、管子测厚、腐蚀成 像等，并具有以下特点：
（1）便携性强，既适合固定检 测也适于现场检测 。 （2）不用胶片，2-5秒成像，现 场即可了解检测情况。 （3）图像灵敏度高。 （4）无须拆除防护层，检测效 率高。 （5）能够对缺陷进行高精度测 量。
X射线数字成像检测原理及应用
中国特检院压力管道部
2015-7-31
提纲
一、X射线数字成像检测 二、X射线数字成像检测特点 三、应用范围 四、案例
1、X射线数字成像检测
X射线数字成像（DR）检测原理
射线透照被检工件，衰减后的射 线光子被数字探测器接收，经过一 系列的转换变成数字信号，数字信 号经放大和A/D转换，通过计算机处 理，以数字图像的形式输出在显示 器上。
1、X射线数字成像检测
设备组成
主机 发射机 成像板 PC 电源 其他线缆及附件
1、X射线数字成像检测
工作流程
1、X射线数字成像检测
曝光曲线
1、X射线数字成像检测
辐射区域
最大辐射区域 2 mR /小时 (3000 脉冲)
X射线的距离防护区域
射线源周围的最大辐射区域：侧面3英尺零10英 寸(116 cm) 射线源后面7英尺零6英寸 (230 cm)
EMA超声技术工作原理
EMA设备图谱
2
1
3
4
5
7
6
8
1-EMA-传感器；2-探测脉冲发生器；3-测量放大器 和自动增益放大器；4.模拟-数字转换（ADC）部件； 5-微处理器部件；6-内存部件；7-指示部件；8-键 盘。
高温EMA高温腐蚀检测仪设备
EMA高温探头
EMA探头主要由三部分组成：
85%以上的焊口均存在根部未焊透
4、X射线数字成像检测检测案例
3、X射线数字成像检测检测案例
液化石油气管线三通马鞍焊缝检测
高温腐蚀测厚仪原理及应用
提纲
一、高温腐蚀测厚原理 二、高温腐蚀测厚检测特点 三、应用范围 四、案例
高温管线的腐蚀失效
高温管线被广泛应用于石油化工、石油 精炼、化学工业、冶炼工业、电力工业及 食品和造纸工业等各个领域，高温管道腐 蚀失效占高温管道事故而迫使企业非计划 停车的30%以上，因此，高温管道的在役 腐蚀检测与长期状态监测是防止高温管道 腐蚀失效乃至灾难性事故的最为有效的手 段。
不锈钢膨胀系数为14.4-16 ×10ˉ6/℃； 合金钢受成分影响，膨胀系数的变化范围较大。 温度的提高致使构建内部发生变化，因此声波的传递速度也随之变化。 电磁超声是反射的纵波，而普通超声一般采用的横波，高温腐蚀检测仪采用 是纵波，声速受材料影响较小。 通过高温状态下的多次实验，同种材料受温度的影响，每升高55℃测量数据 比实际值增加1%
(3)外腐蚀检测
管道腐蚀检测：利用灰度测量方法，可以对管道腐蚀情况进行检测
wenku.baidu.com
腐蚀深度的测量
（a）
(b)
使用线轮廓工具进行点状腐蚀深度测定
(4)有保温与无保温成像比较
无保温
有保温
(5)有液和无液成像比较
满液状态
无液状态
2、X射线数字成像检测特点
数字射线检测相对普通射线检测优势有：
1、无需去除管线外覆盖层，所以对于带有外覆盖层的高温管道也可以 进行拍片无损检测 2、不需要清空介质，尤其针对液相管道，也可以进行拍片检测。 3、能够进行壁厚定量检测（有一定偏差） 4、检测设备功率小，透照区域小。 5、数字射线检测设备相对普通X光射线机设备小巧，搬运方便。 6、能够实时成像，能够在现场即时观察到缺陷。
I. 高频线圈：用于产生高频激发磁场；
II. 磁铁：用来提供外加磁场，它可以是永 久磁铁或直流电磁铁，也可以是交流电 磁铁或脉冲电磁铁；
III. 工件：EMA探头的一部分，必须具有导 电性；
高温EMA探头采用的是耐高温元器件， 其工作温度可达 600℃。
高温EMA设备特点
无需耦合剂； 无需清理工件表面油漆及浮锈； 非接触式检测技术，允许隔着油漆层或在凹凸不平的工件表面检测，
数字射线检测评价标准
1、NB/T 47013.11《承压设备无损检测 第11部分：X射线数字成像检测》 报批稿
2、《质检总局特种设备局关于氨制冷装置特种设备专项治理工作的指 导意见》质检特函（2013）61号文
3、《在用工业管道定期检验规程》（试行）
3、X射线数字成像检测检测案例
大型冷库低温管道检测
管线腐蚀问题
电力、化工企业管道网络在高温、高压及腐蚀性介质 中运行时，管道网络的很多部位会发生腐蚀侵蚀：直 管段的腐蚀坑点、弯头处的冲刷腐蚀及管道支架或托 架下的腐蚀，这些腐蚀会直接导致管道网络的局部破 损而引发重大设备或人身伤亡事故，给企业造成重大 经济损失；
高温管线在线不停机残余厚度测量：可在线不停机测量高 温管线的残余厚度，最高应用温度可达600℃；
长期投用无法停车的液化石油气管道
3、X射线数字成像检测检测案例
氨制冷管道检测解决的主要问题
停机检测难度大 保温层和铁皮 部分管道为液氨且无法排空 外径DN32至DN150，壁厚2.5mm至6mm
3、X射线数字成像检测检测案例
焊接缺陷： 未焊透 未熔合 气孔 条形缺陷
氨制冷管道检测主要问题
(1)焊缝检测
焊接接头x射线成像
焊缝裂纹测量：利用灰度 测量方法，可以对焊缝缺 陷进行测量
未焊透深度的测量
(2)壁厚、外径检测
管子测厚、测径：采用双能量曝光模式，便于测量管径、壁厚和管 道保护层厚度
基于灰度级进行外径测量
基于灰度级进行测量外径
基于灰度级进行壁厚测量
基于灰度级变化对试件壁厚进行测量图
数字成像检测与胶片照相在射线透照原理 上是一致的，均是由射线机发出射线透照被检 工件，衰减、吸收和散射的射线光子由成像器 件接收。不同点在于成像器件对于接收到的信 息的处理技术：胶片照相是射线光子在胶片中 形成潜影，通过暗室的处理，利用观片灯来观 察缺陷；而数字成像则是利用计算机软件控制 数字成像器件，实现射线光子到数字信号再到 数字图像的转换过程，最终在显示器上进行观 察和处理缺陷
测量注意事项
1、金属受热膨胀； 2、温度对声速的影响。 一般来讲，碳钢膨胀系数为10-13 ×10ˉ6/℃；
射线源
2、X射线数字成像检测特点
便携式X射线数字成像技术适合 检测各种金属管材、管头、焊缝 质量、裂纹、管子测厚、腐蚀成 像等，并具有以下特点：
（1）便携性强，既适合固定检 测也适于现场检测 。 （2）不用胶片，2-5秒成像，现 场即可了解检测情况。 （3）图像灵敏度高。 （4）无须拆除防护层，检测效 率高。 （5）能够对缺陷进行高精度测 量。
X射线数字成像检测原理及应用
中国特检院压力管道部
2015-7-31
提纲
一、X射线数字成像检测 二、X射线数字成像检测特点 三、应用范围 四、案例
1、X射线数字成像检测
X射线数字成像（DR）检测原理
射线透照被检工件，衰减后的射 线光子被数字探测器接收，经过一 系列的转换变成数字信号，数字信 号经放大和A/D转换，通过计算机处 理，以数字图像的形式输出在显示 器上。
1、X射线数字成像检测
设备组成
主机 发射机 成像板 PC 电源 其他线缆及附件
1、X射线数字成像检测
工作流程
1、X射线数字成像检测
曝光曲线
1、X射线数字成像检测
辐射区域
最大辐射区域 2 mR /小时 (3000 脉冲)
X射线的距离防护区域
射线源周围的最大辐射区域：侧面3英尺零10英 寸(116 cm) 射线源后面7英尺零6英寸 (230 cm)
EMA超声技术工作原理
EMA设备图谱
2
1
3
4
5
7
6
8
1-EMA-传感器；2-探测脉冲发生器；3-测量放大器 和自动增益放大器；4.模拟-数字转换（ADC）部件； 5-微处理器部件；6-内存部件；7-指示部件；8-键 盘。
高温EMA高温腐蚀检测仪设备
EMA高温探头
EMA探头主要由三部分组成：
85%以上的焊口均存在根部未焊透
4、X射线数字成像检测检测案例
3、X射线数字成像检测检测案例
液化石油气管线三通马鞍焊缝检测
高温腐蚀测厚仪原理及应用
提纲
一、高温腐蚀测厚原理 二、高温腐蚀测厚检测特点 三、应用范围 四、案例
高温管线的腐蚀失效
高温管线被广泛应用于石油化工、石油 精炼、化学工业、冶炼工业、电力工业及 食品和造纸工业等各个领域，高温管道腐 蚀失效占高温管道事故而迫使企业非计划 停车的30%以上，因此，高温管道的在役 腐蚀检测与长期状态监测是防止高温管道 腐蚀失效乃至灾难性事故的最为有效的手 段。
不锈钢膨胀系数为14.4-16 ×10ˉ6/℃； 合金钢受成分影响，膨胀系数的变化范围较大。 温度的提高致使构建内部发生变化，因此声波的传递速度也随之变化。 电磁超声是反射的纵波，而普通超声一般采用的横波，高温腐蚀检测仪采用 是纵波，声速受材料影响较小。 通过高温状态下的多次实验，同种材料受温度的影响，每升高55℃测量数据 比实际值增加1%
(3)外腐蚀检测
管道腐蚀检测：利用灰度测量方法，可以对管道腐蚀情况进行检测
wenku.baidu.com
腐蚀深度的测量
（a）
(b)
使用线轮廓工具进行点状腐蚀深度测定
(4)有保温与无保温成像比较
无保温
有保温
(5)有液和无液成像比较
满液状态
无液状态
2、X射线数字成像检测特点
数字射线检测相对普通射线检测优势有：
1、无需去除管线外覆盖层，所以对于带有外覆盖层的高温管道也可以 进行拍片无损检测 2、不需要清空介质，尤其针对液相管道，也可以进行拍片检测。 3、能够进行壁厚定量检测（有一定偏差） 4、检测设备功率小，透照区域小。 5、数字射线检测设备相对普通X光射线机设备小巧，搬运方便。 6、能够实时成像，能够在现场即时观察到缺陷。
I. 高频线圈：用于产生高频激发磁场；
II. 磁铁：用来提供外加磁场，它可以是永 久磁铁或直流电磁铁，也可以是交流电 磁铁或脉冲电磁铁；
III. 工件：EMA探头的一部分，必须具有导 电性；
高温EMA探头采用的是耐高温元器件， 其工作温度可达 600℃。
高温EMA设备特点
无需耦合剂； 无需清理工件表面油漆及浮锈； 非接触式检测技术，允许隔着油漆层或在凹凸不平的工件表面检测，
数字射线检测评价标准
1、NB/T 47013.11《承压设备无损检测 第11部分：X射线数字成像检测》 报批稿
2、《质检总局特种设备局关于氨制冷装置特种设备专项治理工作的指 导意见》质检特函（2013）61号文
3、《在用工业管道定期检验规程》（试行）
3、X射线数字成像检测检测案例
大型冷库低温管道检测
管线腐蚀问题
电力、化工企业管道网络在高温、高压及腐蚀性介质 中运行时，管道网络的很多部位会发生腐蚀侵蚀：直 管段的腐蚀坑点、弯头处的冲刷腐蚀及管道支架或托 架下的腐蚀，这些腐蚀会直接导致管道网络的局部破 损而引发重大设备或人身伤亡事故，给企业造成重大 经济损失；
高温管线在线不停机残余厚度测量：可在线不停机测量高 温管线的残余厚度，最高应用温度可达600℃；
长期投用无法停车的液化石油气管道
3、X射线数字成像检测检测案例
氨制冷管道检测解决的主要问题
停机检测难度大 保温层和铁皮 部分管道为液氨且无法排空 外径DN32至DN150，壁厚2.5mm至6mm
3、X射线数字成像检测检测案例
焊接缺陷： 未焊透 未熔合 气孔 条形缺陷
氨制冷管道检测主要问题
(1)焊缝检测
焊接接头x射线成像
焊缝裂纹测量：利用灰度 测量方法，可以对焊缝缺 陷进行测量
未焊透深度的测量
(2)壁厚、外径检测
管子测厚、测径：采用双能量曝光模式，便于测量管径、壁厚和管 道保护层厚度
基于灰度级进行外径测量
基于灰度级进行测量外径
基于灰度级进行壁厚测量
基于灰度级变化对试件壁厚进行测量图
数字成像检测与胶片照相在射线透照原理 上是一致的，均是由射线机发出射线透照被检 工件，衰减、吸收和散射的射线光子由成像器 件接收。不同点在于成像器件对于接收到的信 息的处理技术：胶片照相是射线光子在胶片中 形成潜影，通过暗室的处理，利用观片灯来观 察缺陷；而数字成像则是利用计算机软件控制 数字成像器件，实现射线光子到数字信号再到 数字图像的转换过程，最终在显示器上进行观 察和处理缺陷