X射线数字成像检测原理及应用

CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局X射线数字成像检测原理及应用中国特检院压力管道部2015-7-31CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局提纲一、X射线数字成像检测三、应用范围二、X射线数字成像检测特点四、案例CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局射线透照被检工件，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。X射线数字成像（DR）检测原理1、X射线数字成像检测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CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局设备组成1、X射线数字成像检测主机发射机成像板PC电源其他线缆及附件CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局工作流程1、X射线数字成像检测CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局曝光曲线1、X射线数字成像检测CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局辐射区域1、X射线数字成像检测最大辐射区域2mR/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(116cm)射线源后面7英尺零6英寸(230cm)射线源CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局便携式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。2、X射线数字成像检测特点CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局(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CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局未焊透深度的测量CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局(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CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局基于灰度级进行外径测量基于灰度级进行测量外径CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局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CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局(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CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局腐蚀深度的测量（a）(b)使用线轮廓工具进行点状腐蚀深度测定CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局(4)有保温与无保温成像比较无保温有保温CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局(5)有液和无液成像比较满液状态无液状态CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局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。CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局数字射线检测评价标准1、NB/T47013.11《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）CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局3、X射线数字成像检测检测案例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CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局氨制冷管道检测解决的主要问题3、X射线数字成像检测检测案例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6mmCSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局氨制冷管道检测主要问题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3、X射线数字成像检测检测案例CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局4、X射线数字成像检测检测案例CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局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CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局高温腐蚀测厚仪原理及应用CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局提纲一、高温腐蚀测厚原理三、应用范围二、高温腐蚀测厚检测特点四、案例CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局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。CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局管线腐蚀问题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℃；CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局EMA超声技术工作原理CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局EMA设备图谱134572681-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。CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局高温EMA高温腐蚀检测仪设备CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局EMA高温探头EMA探头主要由三部分组成：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℃。CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局高温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，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;CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局测量注意事项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/℃；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%CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局现场实测数据案例1区域检测部位介质设计温度操作温度管线材质设计壁厚（mm）测量数据备注修正结果2催化反应P210A出口弯头油浆350℃348℃20#89×76.9参照GB-T11344-2008-7.66.53催化反应P210B出口弯头油浆350℃348℃20#89×77.37.4同上6.94催化反应P209A入口（西侧）弯头中部油浆350℃348℃20#356×119.39.69.3同上9.05催化反应P209A入口（东侧）弯头中部油浆350℃348℃20#356×119.3同上8.76催化反应P209A入口（东侧）弯头北部油浆350℃348℃20#356×119.09.1同上8.67催化反应P209B入口（西侧）弯头中部油浆350℃348℃20#356×119.8同上9.28催化反应P209A出口（东下侧）弯头中部油浆350℃348℃20#325×109.29.5同上9.09催化反应P209A出口（东下侧）弯头南部油浆350℃348℃20#325×109.1同上9.610催化反应P209A出口（东上侧）弯头中部油浆350℃348℃20#325×108.1/8.48.5/8.78.7/8.8同上8.311催化反应P209A出口（东上侧）弯头左部油浆350℃348℃20#325×108.8同上8.3CSEI中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局