X射線實時成像系統在鍋爐壓力容器管材探傷中的應用

1 管材對接焊縫的射線照像 在鍋爐壓力容器生產制造過程中,所使用受熱面管子的外徑:32～76 mm ,壁厚 3～13 mm ,而其長度 參差不齊,有的可達 60 余米,這就需要由定尺管材接長才能達到要求,在每根接長管上將產生許多焊縫 (有的多達 5～6 個) 。按制造規程要求,這些焊縫均需經過 NDT 檢驗。 由于焊縫量過大,只能按比例進行抽檢; 每個焊口只能在有限方向上拍片,做不到連續觀察; 拍片處理時間長,影響生產周期; 由于使用大量膠片和其它照像材料,生產成本高。

2 X 射線實時成像檢測設備的原理 X 射線穿過被照金屬管材焊縫時,由于缺陷和母料對射線的吸收情況不同,將形成不可見的X 光圖像; 不可見的 X 光圖像,經圖像增強器將它轉換成可見光圖像; 可見光圖像通過攝像機攝取,再經接收放大,即可輸送到監視器進行實時觀察; 攝像機的圖像信號,也可輸入到計算機,經 A/D(模擬/ 數字) 轉換,形成數字圖像,數字圖像提供有關 的管材內部缺陷的各種信息,運用專用軟件可對數字圖像進行技術評定,從而達到金屬管材對接焊縫無損 檢測的目的。當 X 射線源采用小焦點、同時采用高清晰度圖象增強器、高分辨率數字采集卡、計算機 數字化程序處理技術和高分辨率圖象顯示技術時,X 射線數字化實時成象的圖象質量可滿足X 射線膠片 照象的要求。而在信息處理方面比起 X 射線膠片照象更好,可對探傷缺陷進行全方位觀測,可對缺陷圖像 隨時存取、打印和存檔。因此,X 射線實時成像技術在無損檢測方面的應用已成為必然。

3 X 射線實時成像檢測的實施  225 KV X 射線實時成像系統,在鉛房內安裝了 225 KV 陽極接地的 X 射線 管頭,圖象增強器,CCD 攝像機,并為了生產流水線的需要在鉛房(防輻射) 安裝了帶屏蔽的管材進、 出通道。X 射線管和圖象實時檢測接收系統被安裝在一個水平框架上,通過馬達驅動,使 X 線發射接收方向與管材進給方向形成可調角度,使焊縫呈現橢圓圖像,確保前后焊縫圖象不會互相重疊變形。在對管材 每個環形對接焊縫的檢測過程中配備了旋轉機構,可對被檢測焊口進行全方位連續成全像。

4 公司的產品,提供了整套工業X 射線系統(其中包括X 射線機頭、高壓發生器、 高壓電

纜、電控器、控制臺、冷卻器) 和成像系統(它包括圖像增強器、攝像機、監視器) 等全套設備。 其優點是分辨率高、成像清晰、檢測厚度范圍廣、使用方便且有很強的可靠性。

4. 1 X 射線機 高穩定、微處理器控制的 225 KV 恒壓 X 射線系統, 金屬陶瓷鍍窗 X 射管, 雙焦點: 0. 4/ 1. 5mm , 管電流為 0 到 10mA(在焦點為 1. 5 mm ×1. 5mm 時) 和 0 到 5mA(在焦點為 0. 4 mm ×0. 4 mm 時) ; 管電壓在 10～225 KW 連續可調,自動的恒功率操作,工作電源為交流 230 V、50/ 60 Hz。

4. 2 圖像系統 XRS232 技術數據

4. 2. 1 圖像增強器 圖像增強管:專門設計的采用抗老化玻璃的 30 cm 增強管型號:HIDEQ23 - 31SX(西門子公司)輸入 屏尺寸:23 cm,18 cm ,13 cm 分辨率(Lp/ cm) :48～52/ 56～60/ 60～65 重量:15. 5 kg

4. 2. 2 攝像機 33/ 66 mmCCD 型號:SS75CE 有效像素數:752 ×582 視頻標準:CCIR 掃描系統:625 行信號噪聲:54 dB 重量:34 kg二套光柵分別安裝在 X 射線管和圖象系統上,其中 X 線管前的光閘是氣動控制,以便進管時保護圖 像增強器:而圖像增強器前的光閘是電動控制,且水平方向的上、下和垂直方向的左、右均分別單獨控制。 以便更好的屏蔽部分圖像系統的輸入屏,使局部成像準確,從而提高成像質量。

4. 3 計算機 計算機用于采集檢測信息,進行圖像處理并對檢測圖像進行技術評定。通過計算機圖像處理,可實時 觀測到焊縫內部檢查結果,檢查結果可以刻錄于光盤上以便長期保存。計算機置于鉛房外的監測室內。工 作人員在室內操作,工作臺上配置 2 臺顯示器,一臺用于采集和處理圖像,另一臺用于直接評定圖像。滄州歐譜該計 算機主 CPU 為 P Ⅲ其安裝的操作系統是 Windows2000。配置有高速圖像采集器、89 mm 軟盤、CD - ROM、高分辨率彩色顯示器。

4. 4 設備系統的綜合性能評定 該系統的主要優點是:分辨率高、系統對比靈敏度好、實時性強。 設備系統的綜合性能對圖像質量有很大影響。設備系統的重要綜合性能指標之一是系統分辨率(系 統分辨率測試方法:將分辨率測試卡置于增強器輸入屏上,在監視器光屏上顯示的分辨率測試卡尺寸與測試卡的實物尺寸之比不大于 1. 5 倍時,在不采用圖像處理器的情況下,測得每厘米線對數) 。按照ASME 的要求,系統分辨率應優于 30 LP/ cm ,系統分辨率與系統中各組成設備的性能有關,按照日前我公司裝機 的設備性能,X 射線數字化實時成像檢測的系統分辨率≥33 Lp/ cm ,這為檢測質量,達到要求的靈敏度提 供了必要的設備保證。

5 結 論 綜上所述,X 射線數字化實時成像檢測技術在鍋爐壓力容器管材對接焊縫探傷中應用是可靠的.