尋求X射線數(shù)字成像檢測（DR)方法的標準？

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              小口徑管子對接焊縫X射線實時成像檢測規(guī)程
1  范圍
    本規(guī)程適用于鋼制管子外徑D≤100mm，管子壁厚2mm≦t≦13mm的小口徑管對接焊縫的檢驗。
2 規(guī)范參考標準
2.1   GB/TI19293-2003《對接焊縫X射線成像檢測法》
2.2JB4730.2-2005承壓設備無損檢測
3.3GB18871電離輻射防護與輻射源安全標準
3  術語和定義   下列術語和定義適用本標準
3.1圖像處理（利用數(shù)字成像處理技術，將圖像對比度和清晰度進行增強，以獲得良好的圖像質(zhì)量和視覺效果）
3.2灰度（圖像中黑白程度的分級值）
3.3圖像對比度（檢測圖像中細節(jié)影像與背景影像的灰度差）
3.4系統(tǒng)分辨率（系統(tǒng)分辨率是指成像系統(tǒng)顯示細節(jié)的能力，用每毫米線對數(shù)1.P/mm）表示
3.5像數(shù)（像數(shù)是構成圖像的最小單元）
3.6原始圖像數(shù)據(jù)（是指初始采集而未作處理的圖像數(shù)據(jù)）
4   人員的要求
4.1 從事本規(guī)程的檢驗人員，應根據(jù)相應標準通過考核，取得射線中級或高級資格，并需通過本檢驗方法的技術培訓后，方可進行相應的工作。
4.2圖像評定人員應能分辨距離為400mm遠的一組高為0.5的印刷字母。評定人員的視力每年檢查一次。
4.3圖像評定人員在評定前應進行圖像灰度分辨率的相應訓練，要求在36個灰度塊中能分辨出4個連續(xù)變化的灰度塊。
5 設備
5.1構成：由以下裝置：X射線機、X射線接受轉(zhuǎn)換裝置、數(shù)字圖像處理單元、圖像顯示單元、圖像存儲單元。
5.2X射線機—射線源采用320恒電位X光機
       焦點尺寸：3.0*5.5mm(大焦點)
       (EN12534)1.5*4.0mm(小焦點)
5.3X射線機接受轉(zhuǎn)換裝置—X射線接受轉(zhuǎn)換裝置是硅晶化合物為接收單元的掃描式X射線接受器。
     型號：SEZW2-160     規(guī)格：160mm
     圖像點數(shù)：1856(接受器分辨率設置為0.083mm)   920(接受器分辨率設置為0.167mm)
5.4數(shù)字圖像處理單元——利用圖像處理軟件對采集的原始圖像進行降噪、對比度增強、邊緣增強等處理并且具有圖像幾何尺寸測量功能。
5.5圖像顯示單元——17英寸計算機顯示器，分辨率1024×768，刷新頻率85hz以上。
5.6圖像存儲單元——圖像編號后作為文件臨時存儲在硬盤上，并刻錄在光盤上以供今后查閱。
5.7根據(jù)被檢測焊縫的材質(zhì)和厚度范圍選擇X射線機的能量范圍。但是不宜用高能量的機器透照相對較薄的工件。
5.8系統(tǒng)分辨率
5.8.1X射線實時成像系統(tǒng)分辨率不小于3.0L/mm?？捎脴藴实姆直媪y試卡測試（測試方法見附錄A）
5.8.2使用階梯試塊評價對比靈敏度，試塊必須與被檢測工件的材質(zhì)相同，其階梯顯示被檢材料最厚和最薄面的100％、99％、98％、97％(測試方法見附錄B)。要求薄面對比靈敏度不低于3％，厚面對比度不低于2％。
6  設備性能測試規(guī)定
    設備系統(tǒng)分辨力、對比靈敏度的校驗每三個月測試一次。系統(tǒng)每次修理或調(diào)整、更換有關零部件或軟件都需要重新校驗系統(tǒng)分辨力和對比靈敏度。系統(tǒng)性能的定期測試記錄應有保存。對比靈敏度見附錄B，對比試塊見附錄C。
7  檢測工裝     
    檢測連續(xù)焊縫，當需要記錄多個位置的透照圖像時，焊縫搭接長度不低于10mm。
8 相關要求
   工作室環(huán)境溫度范圍：(15～25)度，X射線室環(huán)境溫度(5～15)度，相對濕度≦80％。應配備空調(diào)系統(tǒng)調(diào)整。
9 圖像處理方法
9.1成像系統(tǒng)至少應進行以下方法處理：
(a)連續(xù)幀疊加 (b)勾邊處理(c)對比度增強。任何處理方法都不得改變圖像的原始數(shù)據(jù)。
9.2圖像處理可以在整個屏幕上進行，也可以在屏幕局部部位的焊縫區(qū)域進行。
10圖像質(zhì)量
10.1測定方法 —采用金屬絲像質(zhì)計來測定圖像質(zhì)量。
10.2在每班開始工作時應校驗探傷靈敏度，當透照參數(shù)(如電壓、焦距、降噪時間等)發(fā)生改變時，應重新校驗靈敏度；在相同條件下，連續(xù)開機4小時應校驗靈敏度。
10.3校驗靈敏度的圖像應和該批次焊口圖像一起保存。
10.4使用JB4730.2規(guī)定的專用線型像質(zhì)計評價探傷靈敏度。像質(zhì)計應橫跨放置。要求在鄰近焊縫母材金屬區(qū)能識別的最細鋼絲直徑符合表1的要求。在顯示器上觀察像質(zhì)計的動態(tài)和靜態(tài)影響時，專用線型像質(zhì)計至少能識別兩根金屬絲，且長度不小于10mm。一般按AB級要求選擇像質(zhì)計。
10.5幾何條件的要求
      所選用射線源至工件表面的距離f宜滿足以下要求：f≧10d?b2/3
             d—有效焦點尺寸；
             b—工件表面至成像接收器的距離。
10.6表面狀態(tài)的要求—焊縫表面應符合目視檢驗有關要求，管子焊縫表面及附近應無脫層氧化皮及油漆等污物，焊縫應向母材平滑過度。焊縫上的不規(guī)則狀態(tài)，不應掩蓋缺陷影像，否則應作休整。
11透照方式的要求和選擇
根據(jù)客戶要求和工藝，選擇相應的透照方式。
11.1透照采用雙壁雙影透照法。射線束中心一般與被檢測焊縫平面傾斜一定角度，以便把射線源側(cè)焊縫和成像接收器側(cè)焊縫的影像在顯示器上分開。
11.2采用“雙壁雙影展開式”透照法屬于動態(tài)成像。當管子旋轉(zhuǎn)時，接收器連續(xù)不斷采集中心位置數(shù)據(jù)，從而獲得小口徑管對接焊縫的展開圖。每個焊口應旋轉(zhuǎn)大于360度，每個管口的成像長度必須大于焊縫展開長度，首尾保證有10％以上的搭接長度。
11.3采用“雙壁雙影橢圓成像”透照法屬于靜態(tài)成像。當T/D0≧0.12時，相隔120°或60°透照3次。
11.4X射線能量的選擇
X射線能量的選擇應符合JB/4730.2的規(guī)定。不同的透照厚度允許采用的最高X射線管電壓不超過圖1的規(guī)定。
12成像技術
12.1幾何放大
根據(jù)X射線機頭、被檢焊縫和射線接收轉(zhuǎn)換裝置三者之間相互位置的關系，幾何放大倍數(shù)M為：
           M＝I+L2/L1………………(1)
           式中：L1—X射線機焦點至被檢測焊縫表面的距離；
            L2—被檢測焊縫表面至射線接收轉(zhuǎn)換裝置表面的距離。
12.2放大倍數(shù)M的選取
最佳放大倍數(shù)為：Mopt＝I＋(U1/d)2/3……(2)
式中：U1—系統(tǒng)固有不清晰度；
              d—焦點尺寸。
13圖像的觀察
13.1圖像觀察分為動態(tài)和靜態(tài)觀察。
13.2應在光線柔和的環(huán)境下觀察檢驗圖像，圖像顯示器屏幕應清潔、無斑痕、無明顯的光線反射。觀察距離約為顯示屏幕高度的3～5倍。
13.3圖像可以正像和負像顯示。
14圖像尺寸測量
14.1標定方法    將經(jīng)過計量的或已知精確尺寸的試體緊貼被檢測焊縫的一側(cè)與焊縫同時成像。用計算機提供的測量方法多次測量圖像上試體放大或縮小比例，當測量值穩(wěn)定于某一定值時，表示圖像評定尺的標定結果已經(jīng)準確。
14.2評定前的標定  每次評定前，應作一次標定。連續(xù)透照檢驗時，在透照工藝一致的條件下，每一條同類型的需評定的焊縫檢驗圖像中，應至少有一幅圖像是具體有校驗圖像標定尺寸。
14.3測量誤差應小于0.3mm。
15驗收標準   按JB4730.2—2005標準評


15.1  合格焊接接頭內(nèi)不允許存在裂紋、未熔合、未焊透、深孔和燒穿等缺陷。
15.2  圓形缺陷評定
15.2.1  在10×10mm圓形缺陷評定區(qū)內(nèi)或與圓形缺陷評定區(qū)邊界線相割的缺陷均應劃入評定區(qū)內(nèi)。將評定區(qū)內(nèi)的缺陷按表2的規(guī)定換算為點數(shù)，圓形缺陷的點數(shù)在圓形缺陷評定區(qū)大于表3的規(guī)定或單個圓形缺陷長徑大于T/2時不合格。
缺陷長徑,mm        ≤1        ＞1～2        ＞2～3        ＞3～4        ＞4～6        ＞6～8        ＞8
缺陷點數(shù)        1        2        3        6        10        15        25
表2   缺陷點數(shù)換算表

                                  表3  合格焊縫允許的圓形缺陷最多點數(shù)
評定區(qū)(mm)        10×10
母材公稱厚度T(mm)        ≤10        ＞10～15        ＞15～25
允許的缺陷點數(shù)        3        6        9
      
15.2.2  當缺陷的長徑尺寸≤0.5mm時，評定時不計該缺陷的點數(shù)。管子母材公稱厚度T ≤5mm的Ⅱ級對接焊接接頭，不計點數(shù)的缺陷在圓形缺陷評定區(qū)內(nèi)不得多于10個，超過時對接焊接接頭不合格。
15.3  條形缺陷的評定按表4的規(guī)定
單個條形缺陷最大長度        一組條形缺陷累計最大長度
T/3（最小可為4）        在長度為12T的任意選定條形缺陷評定區(qū)內(nèi)，相鄰缺陷間距不超過6L的任一組條形缺陷的累計長度應不超過T,但最小可為4
注1：L為該組條形缺陷中最長缺陷本身的長度；T為母材公稱厚度，當母材公稱厚度不同時取較薄板的厚度值。
注2：條形缺陷評定區(qū)是指與焊縫方向平行的、具有一定寬度的矩形區(qū)， T≤25mm，寬度為 4mm；25 mm＜T≤ 100mm，寬度為6mm；T＞100mm，寬度為8mm。
注3：當兩個或兩個以上條形缺陷處于同一直線上、且相鄰缺陷的間距小于或等于較短缺陷
長度時，應作為1個缺陷處理，且間距也應計入缺陷的長度之中。
表4   合格對接接頭允許的條形缺陷長度     mm
        15.4  根部內(nèi)凹和根部咬邊的評定
        15.4.1  管外徑Do≤100mm的小徑管的根部內(nèi)凹和根部咬邊深度可采用附錄H規(guī)定的小徑管專用對比試塊 (ⅠA或ⅠB型) 進行測定。測定時，對比試塊應置于源側(cè)表面、靠近被測根部內(nèi)凹和根部咬邊缺陷附近部位。
15.4.2  合格焊縫根部內(nèi)凹和根部咬邊缺陷不大于表5的規(guī)定。
根部內(nèi)凹和根部咬邊最大度mm        根部內(nèi)凹和根部咬邊最大總長度與焊縫總長度的比
與壁厚的比        最大值       
≤15％        ≤1.5        ≤30％
注：對斷續(xù)根部內(nèi)凹和根部咬邊,以根部內(nèi)凹和根部咬邊本身的長度累加計算總長度。
表5    外徑Do≤100mm時根部內(nèi)凹和根部咬邊
      15.5  綜合評級
在條形缺陷評定區(qū)內(nèi)同時存在多種缺陷時，應進行綜合評級。對各類缺陷按CG1502分別評定級別，取質(zhì)量級別最低的級別作為綜合評級的級別，超過Ⅱ級為不合格；當各類缺陷的級別相同為Ⅱ級時，綜合評級判為不合格。



16射線防護   射線防護應符合GB18871—2002的有關規(guī)定。
17圖像存儲及檢驗報告
17.1檢驗圖像應及時刻錄在光盤(CD_R)上，光盤背面應寫上探傷報告號。光盤保存在防磁、防潮、防塵、防擠壓的環(huán)境中。
17.2相應的原始記錄及檢驗報告、光盤應至少保存七年以上。
17.3檢驗報告的內(nèi)容應包括：產(chǎn)品的名稱、編號、規(guī)格、材質(zhì)；檢驗設備的型號、焦點尺寸、及檢驗參數(shù)、檢驗部位、檢驗比例、檢驗標準、驗收等級、評定等級、返修情況、檢驗等。
17.4驗收報告應由II級或II級以上人員簽字。
18關于空間分辨率和靜態(tài)分辨率的測試
18.1概述  空間分辨率是可以檢測到數(shù)字化圖像的最小單元尺寸，以實時成像系統(tǒng)識別的毫米線對數(shù)來表征。
18.2線對試塊  線對可選用Nr91237(typ82)或Nr38910(typ56)等。每毫米寬度內(nèi)所排列的線對數(shù)稱為毫米線對數(shù)，用LP/mm表示。
18.3空間分辨率與圖像不清晰度Uf的關系是：
              Uf＝1/線對數(shù)
18.4測試方法   空間分辨率的測量在靜態(tài)下進行。將圖像測試卡放在接收器中心區(qū)域，線對柵條與水平位置垂直，按如下工藝條件進行透照，并在顯示屏上成像：(a)焦距600mm (b)管電壓50kv   (c)管電流2ma
18.5X光機大、小焦點分別測量空間分辨率。
18.6在顯示屏上觀察測試卡影像，觀察到兩根分離的線條剛好重合一根線條時所對應的線對數(shù)即為系統(tǒng)的空間分辨率。
18.7靜態(tài)分辨率可以用線型像質(zhì)計進行測試，達到相應要求，滿足檢測。
19實時成像檢測的工藝標定
實時成像檢測工藝的制作關系到圖像質(zhì)量，必須按系統(tǒng)軟件的步驟精確計算。步驟如下：
(a)在系統(tǒng)軟件菜單里點擊工藝。
(b)選擇標定工藝文件，系統(tǒng)根據(jù)標定的工藝文件創(chuàng)建時的積分時間、和分辨率自動填寫“分辨率”、“運行速度”、“積分時間”，其中積分時間可以根據(jù)實際情況改寫，“運行速度”自動根據(jù)積分時間計算后填寫。
(c)計算次數(shù)，為達到精確，選用5次。
(d)分辨率的選擇，通常選擇0.083mm和0.167mm
(e)降噪時間30ms
(d)經(jīng)過5次的精確計算，確定了電壓kv和電流ma，滿足了工藝要求即可以標定工藝名稱。
20圖像評定
圖像的評定分為兩部分：系統(tǒng)軟件評定和手工評定相結合，并做好評定記錄，確保真實可靠。評定滿足JB4730—2005。
21實時成像檢測設備屬于精密儀器，需做好日常的保養(yǎng)與維護。其中訓機是必須嚴格執(zhí)行，確保檢測過程的穩(wěn)定性。訓機有以下幾種方式：
(a)自動訓機   軟件狀態(tài)下點擊訓機列表自動訓機。
(b)手動訓機   1停X光機超過8小時且小于48小時訓機(大焦點)2起始電壓50kv～120kv，每300秒增加10kv，電流2ma。120kv~使用電壓＋10kv，每300秒增加5kv，電流2ma。
(c)注意事項！ 1訓機過程中高壓不可以停2訓機期間如果出現(xiàn)錯誤，按錯誤信息查找原因，在確保解決錯誤之后，方可以開始訓機。
22工業(yè)電視實時成像檢測操作過程及流程圖流程見附錄D
a準備：工作人員佩戴個人劑量儀。系統(tǒng)安全檢查，接通電源。
b開啟計算機，顯示器、監(jiān)視器。調(diào)整焦距及調(diào)試控制面板工作按鈕。
c射線訓機(參照訓機規(guī)程)
d點擊計算機桌面上成像檢測軟件和射線電壓電流應用軟件。評片和掃描程序以及看圖在相應的菜單中打開。選擇合適的電壓和電流。
e選擇工藝文件。如需要新建工藝文件，送入被檢測工件，在被檢測工件表面光潔處(母材)，此操作過程中嚴格要求選擇合適的電壓電流參數(shù)，控制好分辨率和靈敏度。
f開始工作，掃描成像檢測，退管。
g評片，記錄，報告。圖像儲存及刻錄。
h評片如遇不合格，切割重新焊接檢驗至合格。
i每日工作結束后，在菜單中打開組件選擇，查找工作令號，進行復評。
j退出掃描軟件，退出電壓電流應用軟件，機械工裝電源。關閉顯示器、監(jiān)視器。
k停機5min以上關閉射線機電源，關閉空調(diào)。
附錄ABCD


附  錄 A   
（規(guī)范性附錄）
空間分辨率的測試

A.1 概述
空間分辨率是可檢測到的數(shù)字化圖像的最小單元尺寸，以實時成像系統(tǒng)識別的毫米線
對數(shù)來表征。
A.2 線對試塊
線對試塊可選用Nr91237(typ82) 或 Nr38910(typ56)等。
A.2.1 每毫米寬度內(nèi)所排列的線對數(shù)稱為毫米線對數(shù)，用LP／mm表示。
A.2.2 空間分辨率與圖像不清晰度Uf的關系是：
Uf＝1／線對數(shù)
A.3 測試方法
A.3.1 空間分辨率的測量在靜態(tài)下進行。
A.3.2 將圖像測試卡放在接收器中心區(qū)域,線對柵條與水平位置垂直,按如下工藝條件進行透照,并在顯示屏上成像：
a) 焦距600mm；
b) 管電壓50kV;
c) 管電流2mA；
A.3.3  X光機大、小焦點分別測量空間分辨率。
A.3.4 在顯示屏上觀察測試卡影像，觀察到兩根分離的線條剛好重合成一根線條時所對應的線對數(shù)即為系統(tǒng)的空間分辨率。

附  錄  B   
（規(guī)范性附錄）
對比靈敏度的測試

B.1 概述
對比靈敏度是可檢測到的最小射線劑量改變量，反映了發(fā)現(xiàn)沿射線束方向缺陷的能力。
B.2  對比靈敏度試塊
對比靈敏度試塊按ASTM E 1647的要求制造。
B.3 對比靈敏度的測量
B.3.1 對比靈敏度的測量在靜態(tài)下進行。
B.3.2 對比靈敏度的測量應盡可能接近實際檢驗條件。這些條件包括管電壓、管電流、焦距、降噪時間等參數(shù)。
B.3.3 最淺的凹進處能可靠的且重復的成像，定為極限對比靈敏度













附  錄  C
（規(guī)范性附錄）
對比試塊的型式和規(guī)格
C.1  對比試塊
對比試塊分為小徑管專用對比試塊（Ⅰ型）和一般對比試塊（Ⅱ型）兩類。制作對比試塊的材料應與被檢工件的材料的射線吸收系數(shù)相同或相近。
C.2  小徑管專用對比試塊的型式、規(guī)格和尺寸
Ⅰ型專用對比試塊分ⅠA和ⅠB兩種型式，其規(guī)格和尺寸應符合圖C.1和表C.1的規(guī)定。

                            圖C.1  小徑管專用對比試塊Ⅰ     
管壁厚T        第一階厚度T1        偏差        第二階厚度T2        偏差        第三階厚度T3        偏差
3.5        1        0
- 0.06        0.65        + 0.025
0        0.5        +0.025
0
4        1                0.6                0.4       
5        1                0.5                0.25       
6        1                0.4                0.1       

表C.1 小徑管專用對比試塊（Ⅰ型）的尺寸      mm







附  錄 D
（資料性附錄）
D.1實時成像操作流程圖

                                                                           


                                                                    


                                                                    

                                       

                                                    No
                                                                                          
                                                是