X射线计算机实时成像系统在压力容器筒体焊缝检测中的应用.pdf

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1、626化工机械20lO年X射线计算机实时成像系统在压力容器简体焊缝检测中的应用。蔡建刚树(兰州石化职业技术学院)李浩河(中国石油第二建设公司)王建勋(兰州石化职业技术学院)摘要介绍了一套适应锅炉汽包和压力容器筒体纵、环焊缝检测的x射线计算机实时成像系统。该系统采用了计算机控制被检测筒体的定住和移动、数字图像处理以及光盘有储图像数据等先进技术，与传统的X射线照相法相比，系统检测效率大大提高，检测灵敏度相当，检测成本显著降低。关键词压力容器焊缝无损检测X射线实时成像中图分类号TQ053．2文献标识码B文章

2、编号0254_6094(2叭O)05．0626一03锅炉、压力容器制造企业，长期以来都把x射线照相法作为焊缝无损检测的主要手段而在生产实际中普遍应用⋯。由此每年需拍片数万张，消耗材料费用极大，并且X射线照相法检测工序多、技术复杂、效率低，往往不能满足敏捷制造及生产进度的要求。为了解决X射线照相法高消耗、低效率的问题，一些大型的锅炉、压力容器厂家相继引进了x射线计算机实时成像检测系统。其与胶片照相法相比具有检测速度快、检测周期短和成本低的特点拉o。在对结构尺寸较大的锅炉、压力容器筒体焊缝检测中，配合适当

3、的检测工艺使其达到与胶片照相法同等的缺陷检出能力，则可替代x射线照相法在生产实践中加以推广应用p’4-。1系统设备组成和技术指标筒体焊缝x射线实时成像系统(图1)主要包括系统检测工装及控制设备、x射线机和x射线计算机实时成像系统等3大部分"1。1．1检测工装及控制设备检测工装主要包括x射线机工装、图像增强器工装、台车和滚轮架4部分。其中x射线机头悬臂和图像增强器都安装在可调节的专用支架上，在检测过程中保持相对静止。检测过程主要图像增强器x射线计算机实时成像系统实时成像系统IIx射线机Il检测工装及控制

4、设备翼ll毳ll茎ll蓑驯降图1x射线计算机实时成像系统台生由台车带动被测工件作水平移动、滚轮架带动工件作旋转运动来实现简体环缝与纵缝的检测。1．1．1x射线机工装为满足锅炉和压力容器筒体纵、环焊缝的检测要求，x射线机的工装至少具备3个自由度，即上下(垂直)、前后(横向)、左右(纵向)方向哺】，因而需将x射线机工装设计为具有可伸缩臂结构的移动式支架，而且该支架在各个方向的移动范围由具体的机械传动的设计参数确定。为实现双壁单影透照，x射线机头可水平倾斜30。。以上各个方向在移动范围内任意可调，均采用电动

5、方式驱动。·甘肃省教育厅高教科研项目(0915_02)和兰州石化职业技术学院科研项目(k09_01)。··蔡建刚，男，1972年5月生，副教授。甘肃省兰州市，730060。第37卷第5期化工机械6271．1．2图像增强器工装图像增强器工装同样具有3个自由度，配合x射线机头的运动。除纵向移动是在工装轨道上手动外，其余均为电动驱动方式。1．1．3带滚轮架的电动台车由计算机控制的变频调速电动台车可沿轨道移动，滚轮架和台车的移动速度、位移量可通过具有控制接口的计算机设置。从探伤工艺的要求出发，每移动一次焊缝检

6、测的定位误差不大于2．5mm。由于在工装运动过程中，X射线实时成像系统的计算机处于相对空闲状态，所以可采用同一台计算机完成滚轮架与台车的控制。这样不仅使系统具有较高的性价比，而且容易实现焊缝全自动检测。1．2x射线计算机实时成像系统为保证焊缝检测图像的质量，并满足在线连续检测的需要，x射线机应选择小焦点、直流恒压、连续稳定工作的x射线机。x射线计算机实时成像系统主要由图像增强器、摄像机、图像处理器、显示器、计算机图像评定单元以及大容量图像数据存储器等组成"1，主要技术参数为：图像采集分辨率768×57

7、6图像灰度等级256图像分辨力≥2．4Lp／mm检测灵敏度≤2％(Fe)缺陷几何尺寸测量精度≤O．3mm缺陷定位误差≤2mm2工作原理将X射线机安装在可自由调节的悬臂上，筒体由带滚轮架的台车沿轨道送至检测区，使x射线焦点、被检焊缝区和图像增强器中心在同一直线上，如图2所示。x射线穿透焊缝后，由置于焊缝后面的图像增强器接收，经增强后转化为可见光图像。通过电视摄像机摄取该可见光图像，送至计算机图像处理单元，转化为数字图像，存储在系统内或在显示器屏幕上显示。检测人员利用计算机提供的图像处理和图像测量工具，对

8、焊缝缺陷的性质、大小、位置等做定性、定量的判定，并按有关国家或行业标准对焊缝质量等级进行评定，自动生成可打印输出的检测报告。强器图2筒体焊缝X射线实时成像原理3检测工艺3．1透照方式锅炉和压力容器筒体焊缝透照方式选择，应考虑的影响因素主要有工件的结构形式、射线焦点的几何尺寸、检测图像的灵敏度和清晰度要求以及散射线等。优先选择透照方式的顺序为单壁单影法、双壁单影法或双壁双影法。3．2工艺参数影响检测的工艺参数有：a．透照距离(焦距)^实时成像系统中，为防止