基于熱采壓力管道檢測DR 與RT 優(yōu)勢分析

胡建啟，馬立東，楊娟莉，范鵬軍，白嘉偉，解 濤

（1.上海藍濱石化設備有限責任公司，上海 201518；2.機械工業(yè)上海藍亞石化設備檢測所有限公司，上海 201518）

0 引言

注汽壓力管道長期處于高溫、高壓、反復注汽的特殊工作環(huán)境，經(jīng)常為了滿足生產(chǎn)，無法停車檢修。隨著運行時間的增長，整個蒸汽管道的風險點和薄弱點進一步放大，可能在強度、材料、應力、疲勞等方面出現(xiàn)異常情況，結構失效概率增大，需從安全性、適用性及滿足生產(chǎn)等因素對設備狀況進行在線檢驗和綜合評估，確保滿足當前的使用工況要求。

1 DR 檢測單元介紹

現(xiàn)場DR（Digital Radiography，數(shù)字射線成像）技術檢測中，管道處于帶壓帶保溫狀態(tài)，檢測設備常采用敦瑞科技有限公司采集軟件、瓦里安平板探測器、丹東射線機。

（1）注汽壓力管道參數(shù)：管道規(guī)格，DN325×26；長度，16 條總計15 km；保溫材料，巖棉、玻璃棉；使用壓力，16.1 MPa；使用溫度，320 ℃；介質，飽和濕蒸汽。

（2）成像平板技術規(guī)格參數(shù)：平板類型，非晶硅面陣列平板（感光材料碘化銫），通過CE 認證；動態(tài)范圍，16 位（65536 灰度級別）；空間分辨力，3.94 線對/mm 等；像素尺寸，127，雙絲像質計達9D；灰度級，16 bit；影像采集，千兆速率；供電，電池（8 h的配置）及電源適配器；壽命，輻射承受能力＞1 兆拉德（目前各廠家已知公布的最高參數(shù)）。

（3）射線機技術參數(shù)：高頻射線機，160 kV 射線機；焦點尺寸，0.8 mm；供電方式，現(xiàn)場發(fā)電機；工作溫度，-25～+50 ℃。

2 原理分析

射線檢測技術是常規(guī)五大檢測技術之一，對金屬內部可能產(chǎn)生的缺陷，如氣孔、針孔、夾雜、疏松、裂紋、偏析、未焊透和熔合不足等，都可以用射線檢查。由于射線檢測結果能非常直觀地顯示出材料及其構件的本質信息，能直接體現(xiàn)出缺陷的大小、分布和性質，在工業(yè)領域得到廣泛應用，甚至在某些領域具有不可替代性。

（1）RT（Radiographic Testing，膠片檢測法），也稱作射線照相檢測。RT 膠片檢測法主要利用了膠片成像的基本原理。射線穿透被檢物體，攜帶焊縫本體的具體缺陷信息，利用射線在膠片中使鹵化銀感光，通過膠片的黑度反映射線強度變化，判斷有關射線信息，明確缺陷位置、大小等信息。

（2）DR 技術。隨著計算機射線技術和傳感器技術發(fā)展，膠片檢測技術逐步被DR 技術取代。數(shù)字射線檢測技術（DR）是可獲得數(shù)字化圖像的射線檢測技術，最明顯的特征是取代了傳統(tǒng)的膠片成像模式，采用傳感器接收、電子信號傳輸、數(shù)字成像，可以更加直觀、即時地反映缺陷信息。

3 優(yōu)勢分析

射線檢測過程中需要涉及的參量有射線源類型、射線源電壓、電流、曝光時間、透照方式、教具和探測器類型等，當被檢驗工件較厚、構造相對復雜時，需要調節(jié)的參數(shù)較多，通過現(xiàn)場實現(xiàn)調整檢測參數(shù)以達到最佳檢測效果是很困難的，此時借助DR 技術可以提高工作效率，快捷有效。DR 技術由于不使用傳統(tǒng)的膠片和沖洗設備，傳統(tǒng)膠片檢測的常見問題將迎刃而解，具有不可比擬的優(yōu)勢。

3.1 檢測過程的優(yōu)勢

DR 技術對于檢測設備的施工空間要求降低，可以對一些空間狹小，尤其對于不規(guī)范的壓力管道布局具有很強的適應性。在具體的焊縫檢測過程中，探測器可以和射線機一起快速機動，完成布點和檢測工作。

RT 膠片檢測法由于需要2 人以上有經(jīng)驗的檢測人員進行布點，故其對于施工空間的要求較高，無法檢測一些空間狹小的設備。在具體的焊縫檢測過程中，針對每個布點，均需要完成相同的重復工作，設備尺寸越大，需要的時間越多。

因此，DR 技術較于RT 膠片檢測法在檢測過程中檢測人員、檢測時間、設備空間方面更具有優(yōu)勢，更具便捷性。

3.2 檢測結果的優(yōu)勢

DR 技術采用輻射探測器代替膠片完成射線信號的探測和轉換，可以直接完成圖像數(shù)字化，獲得檢測數(shù)字圖像，評片人員可以直接在PC 端進行缺陷信息的判斷。

RT 膠片檢測法則需要對底片，在暗房進行沖洗，然后由評片人員在評片燈的輔助下進行缺陷信息的判斷。在實際應用中還需要解決很多問題，如膠片的沖洗過程比較復雜，需要專業(yè)的洗片人員進行參數(shù)設置，在檢測和保存過程中膠片很可能出現(xiàn)劃傷和黑度超標等問題，一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，整個檢測工作都會失敗。

因此，DR 技術較于RT 膠片檢測法在檢測結果的表現(xiàn)形式、成像方式上更具優(yōu)勢，更具便捷性。

3.3 成像能力的優(yōu)勢

DR 技術的成像更具清晰度，能更加直觀的反映缺陷的客觀信息（圖1，圖2）。在圖像采集過程中，不可避免地伴隨有隨機的噪聲信號干擾圖像質量，運用計算機圖像處理技術對采集的圖像進行連續(xù)幀疊加，能夠有效地降低噪聲信號，另外運用圖像處理技術增強圖像灰度、銳化圖像邊界、平滑對比強度，賦予圖像的像素更大的灰度等級，對提高圖像分辨率有明顯的效果。

圖1 DR 技術成像

圖2 RT 膠片檢測法成像

RT 膠片檢測法成像的質量則受限于底片的質量、檢測過程的控制、底片的沖洗和評片人員對于模糊信息判斷的經(jīng)驗，影響反映缺陷客觀信息的不可控因素較多。

因此，DR 技術較于RT 膠片檢測法在成像能力上優(yōu)勢明顯，更加準確地反映缺陷的客觀信息。

3.4 可修正的優(yōu)勢

DR 技術可以在檢測工作進行中即刻生成圖像，評片人員可以在檢測過程中對缺陷進行分析，有不合格的底片可以立即重拍。

RT 膠片檢測法底片則只能在檢測工作完成后，在室內進行底片沖洗成像，一旦發(fā)現(xiàn)不合格的底片，則需要進行重新拍攝。但是由于時間延續(xù)性，有些地方已經(jīng)完成了工藝恢復，重新拍攝所涉及的流程較多，對生產(chǎn)作業(yè)影響較大，甚至有的地方已經(jīng)不具備二次拍攝的條件，造成不可逆的影響。

因此，DR 技術較于RT 膠片檢測法在結果的可修正性上具有明顯優(yōu)勢。

3.5 原始記錄存儲的優(yōu)勢

DR 技術的原始記錄為電子圖像，可以在U 盤、硬盤等電子載體進行存儲。

RT 膠片檢測法則需要對底片進行存儲，并且隨著檢測對象的增多，需要龐大的底片庫存放底片，在人員、空間、管理程序方面需要更多的資源。

因此，DR 技術較于RT 膠片檢測法在原始記錄的存儲方面存儲空間更小、管理更便捷、成本更低，更具簡便、長久性。

3.6 技術穩(wěn)定的優(yōu)勢

DR 技術在整個數(shù)據(jù)采集、成像系統(tǒng)中，充分考慮了圖像質量，加強了技術穩(wěn)定性、系統(tǒng)穩(wěn)定性、工藝穩(wěn)定性等方面的控制，可以更好地滿足圖像在對比度、顆粒度和不清晰度等關鍵成像因素方面的要求。

長期使用RT 膠片檢測法，由于檢測過程涉及的“人的因素”較多，更多依賴于檢測人員的經(jīng)驗，隨著檢測工期的增強，所檢測的結果可能發(fā)生變化。

因此，DR 技術較于RT 膠片檢測法在技術穩(wěn)定性方面更有優(yōu)勢，而且工作量越大、檢測周期越長，優(yōu)勢越明顯。

4 結束語

通過對DR 技術與RT 膠片檢測法的優(yōu)勢分析可知，DR 技術在提高工作效率、提升檢驗品質、節(jié)約成本及環(huán)保等方面具有不可比擬的優(yōu)勢，具有更明顯的準確性、可靠性和可持續(xù)發(fā)展性，尤其在高溫、高壓的長輸管道檢測中具有明顯的優(yōu)勢，適于推廣。