X射线数字成像检测原理及应用

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中国特种设备检测研究院
高温EMA高温腐蚀检测仪设备
CSEI
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EMA高温探头

CSEI
EMA探头主要由三部分组成： 高频线圈：用于产生高频激发磁场； 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； 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℃。
9.6 8.3
油浆
8.8
同上
8.3
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CSEI
7.3 9.3
7.4 9.6 9.3
同上 同上
6.9 9.0
350℃
348℃
20#
油浆
350℃
348℃
20#
9.3
同上
8.7
催化 反应
催化 反应 催化 反应 催化 反应 催化 反应 催化 反应
P209A入口（东侧）弯头 北部
P209B入口（西侧）弯头 中部 P209A出口（东下侧）弯 头中部 P209A出口（东下侧）弯 头南部 P209A出口（东上侧）弯 头中部 P209A出口（东上侧）弯 头左部
I.
II.
III.

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高温EMA设备特点

CSEI
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， 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；
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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
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提
纲
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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
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3、X射线数字成像检测检测案例
CSEI
液Baidu Nhomakorabea石油气管线三通马鞍焊缝检测
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CSEI
高温腐蚀测厚仪原理及应用
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提
纲
CSEI
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
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油浆
350℃
348℃
20#
9.0
9.1
同上
8.6
油浆
350℃
348℃
20#
9.8
同上
9.2
油浆
350℃
348℃
20#
9.2
9.5
同上
9.0
9 10
11
油浆 油浆
350℃ 350℃ 350℃
348℃ 348℃ 348℃
20# 20# 20#
9.1 8.1/8.4 8.5/8.7 8.7/8.8
同上 同上
1、X射线数字成像检测
工作流程
CSEI
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1、X射线数字成像检测
曝光曲线
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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)
CSEI
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)

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℃；
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EMA超声技术工作原理
CSEI
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EMA设备图谱
2
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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。


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3、X射线数字成像检测检测案例
氨制冷管道检测主要问题

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焊接缺陷： 未焊透
未熔合
气孔 条形缺陷
85%以上的焊口均存在根部未焊透
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4、X射线数字成像检测检测案例
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3、X射线数字成像检测检测案例
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大型冷库低温管道检测
长期投用无法停车的液化石油气管道
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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
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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
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高温管线的腐蚀失效
CSEI

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。
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腐蚀深度的测量
CSEI
（ a） (b) 使用线轮廓工具进行点状腐蚀深度测定
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(4)有保温与无保温成像比较
CSEI
无保温
有保温
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(5)有液和无液成像比较
CSEI
满液状态
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数字射线检测评价标准
CSEI
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）
检测速度快：800检测点/天；


测量精度高：0.01mm;
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测量注意事项

CSEI
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/℃； 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%
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(1)焊缝检测
焊接接头x射线成像
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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
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未焊透深度的测量
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(2)壁厚、外径检测
CSEI
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
油浆
6.9
参照GB-T 113442008-7.6
6.5
P210B出口弯头 P209A入口（西侧）弯头 中部 P209A入口（东侧）弯头 中部
油浆 油浆
350℃
348℃
20#
89×7 356×1 1 356×1 1 356×1 1 356×1 1 325×1 0 325×1 0 325×1 0 325×1 0
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管线腐蚀问题

CSEI
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；
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
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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
CSEI
其他线缆及附件
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基于灰度级进行外径测量
CSEI
基于灰度级进行测量外径
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基于灰度级进行壁厚测量
CSEI
基于灰度级变化对试件壁厚进行测量图
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(3)外腐蚀检测
CSEI
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





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现场实测数据案例
1 2 3 4 5 6 7 8
区域 检测部位 介质 设计 温度 350℃ 操作 温度 348℃ 管线 材质 20# 设计壁 厚（mm） 89×7 测量数据
CSEI
备注
修正 结果
催化 反应 催化 反应 催化 反应 催化 反应
P210A出口弯头
无液状态
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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：
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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。
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。
CSEI
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
射线源
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2、X射线数字成像检测特点
CSEI
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。