管道環(huán)焊縫數(shù)字射線檢測技術探析

張樹勇

摘 要：科技的發(fā)展給工業(yè)生產檢測領域帶來了新型的技術和方法，X射線檢測技術就是其中的一種。X射線與滲透檢驗，射線檢驗等檢測方法被人們大量的應用在工業(yè)生產領域，為工業(yè)產品質量的檢測提供了快速有效的手段。與傳統(tǒng)的檢測方法相比較，新型數(shù)字射線技術具有不可比擬的優(yōu)點，在工業(yè)焊接行業(yè)，這種方法能夠有效的檢測出管道焊接縫的質量是否合格，其檢測成像也十分清晰，為人們改進成品質量提供了依據(jù)。文章主要介紹了數(shù)字X射線檢測技術的優(yōu)良性能及特點，并列舉了目前用于射線檢測的主要設備，最后還分析了成像的影響因素，旨在擴大這一新技術的推廣和應用范圍。

關鍵詞：檢測設備；成像效果；噪聲影響

1 新型射線檢測技術的優(yōu)點

X射線檢測給管道環(huán)焊縫質量檢測帶來了極大的便利，其檢測方法也在向科技化方向演變。X射線檢測技術實際上就是一種光波技術，主要是利用光能穿透和照射物體作為基本操作原理，這種光波與普通的光線有所區(qū)別，由于射線所散發(fā)出的光學粒子具有極大的能量，所以，它可以穿透物質表面，反映出物質內部結構上的缺陷，其檢測結果要通過一定的媒介來呈現(xiàn)出來，包括開始的射線檢測結果都反映在膠片上，膠片成像的缺點顯而易見：不方便圖像的保存與使用。隨著科技的發(fā)展，檢測成像手段也越來越先進，新型的數(shù)字化射線檢測技術逐漸替代了傳統(tǒng)的檢測方法，檢測的結果也不必局限于膠片成像，取而代之的是數(shù)字化圖像存儲手段，對于檢測的過程也更為自動化和智能化。在管道環(huán)焊接檢測過程中，數(shù)字X射線檢測方法具有較大的優(yōu)勢：首先，采用數(shù)字化手段使得檢測圖像的成像質量大為提高，提高了成像的準確性，避免了資源的浪費；其次，先進技術的應用延長了檢測設備的使用年限，檢測結果實現(xiàn)了數(shù)字化的處理和存儲方式，更方便了圖像修改和刪減；再次，X射線檢測設備的成像介質不再使用膠片，極大的降低了成本消耗，也避免了膠片所引發(fā)的環(huán)境污染問題；最后一點，由于檢測結果的數(shù)字化技術處理，使檢測圖像的傳輸變得更加容易，也方便了人們對于資源的共享與評價，拓寬了問題的解決途徑，提高了問題的解決效率。

2 常見的射線檢測機器的特點和性能介紹

2.1 基本檢測條件

適用于管徑≥500mm；其靈敏度優(yōu)于2.0%，而探測器的空間分辨率是0.127mm；探測器的成像分辨率是1024×1024；系統(tǒng)的分辨率≥3Lp/mm；同時沿焊縫的最大動態(tài)掃查速度是2m/min；X射線管電壓是40～225kV；圖像的灰度等級是4096。

2.2 設備使用方法

將可以開合的爬行軌道由焊縫的一側把它固定于管道上，射線探測器在電機驅動之下沿著焊縫進行掃查，同步工作恒電位的X射線機在管內，射線探測器把接收到的射線變成了電信號，通過電子掃描，數(shù)據(jù)采集及分析軟件的處理后得到和焊縫射線所掃查一樣的圖像，用在焊接的質量評判以及電子檔案的存儲當中。

2.2.1 X射線機

X射線機是一種應用于工業(yè)和醫(yī)療領域的常見檢測設備，按照檢測對象的不同可以分為軟射線和硬射線兩種類型。該種設備在選用時要尤其注意以下兩項指標的考慮：其一，成像焦點。由于設備聚焦的效果不同，在選擇時要盡量考慮實際測量的效果需要，對于成像范圍大，精確度要求不高的檢測可以采用焦點較大的設備，但對于成像效果有細節(jié)性要求的檢測就必須選用焦點集中的測試儀器。其二，由于圖像成圖的清晰度需要以光源的持續(xù)性和穩(wěn)定性作為前提，在選用設備時，要盡可能注意其電壓變化幅度，并選擇性能可靠的儀器。

2.2.2 面陣探測器

常見的X射線檢測儀器還包括面陣探測儀。其主要由于分辨率高和探測范圍廣的特性而備受企業(yè)青睞。在焊接檢測時，要注意儀器的成像分辨率是否符合檢測要求。

2.2.3 成像設備和信息處理設備

X射線探測設備的一端要與信號轉換設備和成像設備相連接，以便與將收集到的光信號轉換成為實際觀測圖像，后期的成像質量在很大程度上取決于射線數(shù)據(jù)收集的情況，因此，為了獲得高品質的圖像，就要使用先進的X射線探測系統(tǒng)。目前，已經(jīng)有不少廠商不致力于高分辨率的射線接收儀器的研發(fā)，以求達到更好的成像效果。收集的數(shù)據(jù)經(jīng)過圖形成像處理將成像信息傳輸?shù)阶罱K的信息處理設備中，通過計算機設備的專業(yè)程序將圖像信息加以收集，整理和分析，進而形成科學的檢測結果，使檢測結果更為具體化。圖像在收集后要進行一定的修改和清晰度處理，數(shù)字圖像處理設備在此環(huán)節(jié)發(fā)揮了重要的作用。在圖像后期處理環(huán)節(jié)，需要使用一些圖像處理技術進行加工和改良，使最后呈現(xiàn)的圖像效果更加有助于數(shù)據(jù)的分析和判斷。

3 制約檢測成像效果的條件

3.1 設備本身特點對于成像效果的影響

面陣成像儀在檢測時由于其具有非接觸性和成像率高的使用特點，使得其在使用過程中的優(yōu)點同時也可能是造成成像效果不良的主因。設備使用時，要想保持最終成像的效果就必須在管道檢測時與被測物拉開距離，但由于管道是有彎曲弧度的，這樣就會使測量設備和管道之間產生距離不均等的情況，為此，要采取有效的補救措施例如距離校正模型來防止檢測結果出現(xiàn)誤差。

3.2 系統(tǒng)噪聲對成像質量的影響

3.2.1 光量子噪聲

光量子的噪聲是依賴像元點于整個曝光時間內所吸收光子數(shù)多少，它由X射線光子的分布所引起。平板探測器內，光量子的噪聲服從于泊松的分布，這個是平板探測器內主要噪聲源之一。選用高密度的材料使軟射線過濾，運用鉛質的窗口來限制好主射線束的面積，對工件的被檢測區(qū)域外表面的實行具有效屏蔽作用，選用恒壓的射線源，使曝光時間內避免射線輻射的波動，能夠有效的減少散射線影響，使光量子的噪聲降低。

3.2.2 電噪聲

圖像在采集過程中，存在隨機噪聲干擾圖像質量，包含電阻、電容噪聲及放大器的噪聲、漏電流、勢阱噪聲等所引起散粒噪聲。運用大容量的硬件圖像采集卡來加速信號處理輔助軟件的處理技術，可使電噪聲降低，同時也使圖像速度及質量提高。計算機的圖像處理技術可以分成時域法、頻域法。時域法是直接處理好圖像當中的像素，比如對比度的增強、銳化圖像的邊界、增強圖像的灰度等，明顯提高了圖像的分辨率；頻域法是在圖像變換基礎上，不用直接處理像素，而用高通、低通的濾波和圖像的連續(xù)疊加技術作為主要的處理方法。

4 結束語

數(shù)字X射線檢測技術是一種新型的光波檢測技術，目前主要應用于對于工業(yè)和醫(yī)療產品的質量檢測，該項技術是以數(shù)字化技術的發(fā)展作為依托，實現(xiàn)了對傳統(tǒng)技術的改良，而且，其檢測功能還在進一步開發(fā)中。在管道環(huán)焊接縫檢測環(huán)節(jié)中，該項技術的應用不僅提高了檢測的精確度，而且還大大的節(jié)約了檢測成本，實現(xiàn)了焊接檢測領域的科技化和智能化。

參考文獻

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