尋求X射線數字成像檢測（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程
1  范圍
    本規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（檢測圖像中細節影像與背景影像的灰度差）
3.4系統分辨率（系統分辨率是指成像系統顯示細節的能力，用每毫米線對數1.P/mm）表示
3.5像數（像數是構成圖像的最小單元）
3.6原始圖像數據（是指初始采集而未作處理的圖像數據）
4   人員的要求
4.1 從事本規程的檢驗人員，應根據相應標準通過考核，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射線接受轉換裝置、數字圖像處理單元、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射線機接受轉換裝置—X射線接受轉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     規格：160mm
     圖像點數：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根據被檢測焊縫的材質和厚度范圍選擇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系統分辨率
5.8.1X射線實時成像系統分辨率不小于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  設備性能測試規定
    設備系統分辨力、對比靈敏度的校驗每三個月測試一次。系統每次修理或調整、更換有關零部件或軟件都需要重新校驗系統分辨力和對比靈敏度。系統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
   工作室環境溫度范圍：(15～25)度，X射線室環境溫度(5～15)度，相對濕度≦80％。應配備空調系統調整。
9 圖像處理方法
9.1成像系統至少應進行以下方法處理：
(a)連續幀疊加 (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據。
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域進行。
10圖像質量
10.1測定方法 —采用金屬絲像質計來測定圖像質量。
10.2在每班開始工作時應校驗探傷靈敏度，當透照參數(如電壓、焦距、降噪時間等)發生改變時，應重新校驗靈敏度；在相同條件下，連續開機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規定的專用線型像質計評價探傷靈敏度。像質計應橫跨放置。要求在鄰近焊縫母材金屬區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計的動態和靜態影響時，專用線型像質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。焊縫上的不規則狀態，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，以便把射線源側焊縫和成像接收器側焊縫的影像在顯示器上分開。
11.2采用“雙壁雙影展開式”透照法屬于動態成像。當管子旋轉時，接收器連續不斷采集中心位置數據，從而獲得小口徑管對接焊縫的展開圖。每個焊口應旋轉大于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的規定。
12成像技術
12.1幾何放大
根據X射線機頭、被檢焊縫和射線接收轉換裝置三者之間相互位置的關系，幾何放大倍數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換裝置表面的距離。
12.2放大倍數M的選取
最佳放大倍數為：Mopt＝I＋(U1/d)2/3……(2)
式中：U1—系統固有不清晰度；
              d—焦點尺寸。
13圖像的觀察
13.1圖像觀察分為動態和靜態觀察。
13.2應在光線柔和的環境下觀察檢驗圖像，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    將經過計量的或已知精確尺寸的試體緊貼被檢測焊縫的一側與焊縫同時成像。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，當測量值穩定于某一定值時，表示圖像評定尺的標定結果已經準確。
14.2評定前的標定  每次評定前，應作一次標定。連續透照檢驗時，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圓形缺陷評定區內或與圓形缺陷評定區邊界線相割的缺陷均應劃入評定區內。將評定區內的缺陷按表2的規定換算為點數，圓形缺陷的點數在圓形缺陷評定區大于表3的規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        1        2        3        6        10        15        25
表2   缺陷點數換算表

                                  表3  合格焊縫允許的圓形缺陷最多點數
評定區(mm)        10×10
母材公稱厚度T(mm)        ≤10        ＞10～15        ＞15～25
允許的缺陷點數        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。管子母材公稱厚度T ≤5mm的Ⅱ級對接焊接接頭，不計點數的缺陷在圓形缺陷評定區內不得多于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內，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：條形缺陷評定區是指與焊縫方向平行的、具有一定寬度的矩形區， 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的小徑管的根部內凹和根部咬邊深度可采用附錄H規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表面、靠近被測根部內凹和根部咬邊缺陷附近部位。
15.4.2  合格焊縫根部內凹和根部咬邊缺陷不大于表5的規定。
根部內凹和根部咬邊最大度mm        根部內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：對斷續根部內凹和根部咬邊,以根部內凹和根部咬邊本身的長度累加計算總長度。
表5    外徑Do≤100mm時根部內凹和根部咬邊
      15.5  綜合評級
在條形缺陷評定區內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檢驗報告的內容應包括：產品的名稱、編號、規格、材質；檢驗設備的型號、焦點尺寸、及檢驗參數、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分辨率的測試
18.1概述  空間分辨率是可以檢測到數字化圖像的最小單元尺寸，以實時成像系統識別的毫米線對數來表征。
18.2線對試塊  線對可選用Nr91237(typ82)或Nr38910(typ56)等。每毫米寬度內所排列的線對數稱為毫米線對數，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
18.4測試方法   空間分辨率的測量在靜態下進行。將圖像測試卡放在接收器中心區域，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即為系統的空間分辨率。
18.7靜態分辨率可以用線型像質計進行測試，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量，必須按系統軟件的步驟精確計算。步驟如下：
(a)在系統軟件菜單里點擊工藝。
(b)選擇標定工藝文件，系統根據標定的工藝文件創建時的積分時間、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實際情況改寫，“運行速度”自動根據積分時間計算后填寫。
(c)計算次數，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，需做好日常的保養與維護。其中訓機是必須嚴格執行，確保檢測過程的穩定性。訓機有以下幾種方式：
(a)自動訓機   軟件狀態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。系統安全檢查，接通電源。
b開啟計算機，顯示器、監視器。調整焦距及調試控制面板工作按鈕。
c射線訓機(參照訓機規程)
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，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、監視器。
k停機5min以上關閉射線機電源，關閉空調。
附錄ABCD


附  錄 A   
（規范性附錄）
空間分辨率的測試

A.1 概述
空間分辨率是可檢測到的數字化圖像的最小單元尺寸，以實時成像系統識別的毫米線
對數來表征。
A.2 線對試塊
線對試塊可選用Nr91237(typ82) 或 Nr38910(typ56)等。
A.2.1 每毫米寬度內所排列的線對數稱為毫米線對數，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
A.3 測試方法
A.3.1 空間分辨率的測量在靜態下進行。
A.3.2 將圖像測試卡放在接收器中心區域,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即為系統的空間分辨率。

附  錄  B   
（規范性附錄）
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，反映了發現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。
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
（規范性附錄）
對比試塊的型式和規格
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相同或相近。
C.2  小徑管專用對比試塊的型式、規格和尺寸
Ⅰ型專用對比試塊分ⅠA和ⅠB兩種型式，其規格和尺寸應符合圖C.1和表C.1的規定。

                            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