[发明专利]聚乙烯管道热熔焊接质量的X射线数字成像检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油行业的压力管道检测技术领域，确切地说涉及一种聚乙烯管道热熔焊接质量的X射线数字成像检测方法。 

背景技术

聚乙烯管道因其良好的抗腐蚀性能、焊接性能等普遍应用于我国城镇中低压燃气输配系统，并随着聚乙烯材料性能的提高，成功进入次高压燃气管网。目前现场应用最多的聚乙烯管道连接方式是热熔焊接，在实际焊接过程中，常因操作环境恶劣或者操作不当而引入各种缺陷，比如裂纹、孔洞、未熔合等缺陷，因此，聚乙烯管道焊接接头的缺陷对管道运行是一个很大的威胁；同时，有实践表明，聚乙烯管道焊接接头是整个管道的薄弱环节，容易产生裂纹、泄漏等，甚至造成更为严重的事故。因此，采用有效、可靠的无损检测方法对焊接接头质量进行定期检测是聚乙烯燃气管网安全无故障运行的重要保证。 

工程上常用的检测方法主要有目视检测、破坏性试验以及超声检测，另外，微波扫描技术用于聚乙烯管道焊接接头质量检测的可行性也得以验证。 

目视检测只能观察到外表面缺陷，对于管道安全性威胁更大的内部缺陷信息不能获得，检测结果不可靠。 

破坏性试验是一种抽样检测方法，无法针对焊接接头进行检测，检测结果有很大的局限性。 

相对而言，超声检测是目前较为有效的方法；近几年，很多检验、检测单位以《无损检测聚乙烯管道焊缝超声检测》（JB/T10662-2006）推荐标准作为依据，对聚乙烯管道焊接接头进行超声波检测；超声波可以实现对常见内部焊接缺陷的检测，但灵敏度不高，不能分辨小颗粒缺陷等；而且难以检测出因焊接工艺（如温度、压力等）引起的缺陷，如冷焊；冷焊缺陷危险性大且难以发现，这是因为大多数的冷焊表现为焊接接头良好，但实际上熔合区只是刚刚形成，界面层的聚乙烯分子并未充分地扩散与缠结，分子之间渗透的深度不足，接头连接强度不够；另外，聚乙烯比金属材料声速小，声波衰减系数大，超声回波小，不容易对缺陷定性、定量，影响检测结果的准确性，同时也增加了超声检测的难度。 

经过试验发现，微波扫描法可以检测出冷焊缺陷，但此方法整体上还处于初步探索阶段，而且目前只证明了未熔合、裂纹等少数几种缺陷检测的有效性。 

美国McElroy．Mfg公司使用传统的A扫描方法(超声波A型扫描显示，用X轴代表时间，Y轴代表幅度的超声信号显示方式)对聚乙烯焊接接头质量进行检测，但只能检测出接头中的一些夹杂物，对其他焊接缺陷不能准确地检测；日本 Osaka Gas公司使用传统的 B 扫描方法(超声波B型扫描显示，以幅度在预置范围内的回波信号的声程长度与探头仅沿一个方向扫查时声束轴线位置之间的关系而绘制的受检件的横截面图)也没能取得很好的检测效果。 

国内学者在传统超声检测的基础上做了大量的研究，并取得了新的进展。2008 年，郑津洋教授等首次提出了聚乙烯管道热熔焊接接头耦合聚焦超声波检测方法及检测装置，但未广泛应用于工程实践。 

南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室的于润桥等测量了聚乙烯管道的纵横波声速及热熔焊接接头声衰减系数，确定了聚乙烯管道的声学性能。采用小波域去噪理论去除噪声，提高了检测回波的信噪比。试验表明，超声波检测方法适用于聚乙烯管道热熔焊接质量的检测，但其准确性和现场适用性还有待提高。 

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种聚乙烯管道热熔焊接质量的X射线数字成像检测方法，采用本方法，在检测过程中能够实现实时成像，直观清晰地观察到聚乙烯管道热熔焊接处存在的缺陷，整个检测过程受外界因素影响小，只要检测参数能够满足检测要求，就能够保证图像质量，从而准确地评判热熔焊接缺陷。 

本发明是通过采用下述技术方案实现的： 

一种聚乙烯管道热熔焊接质量的X射线数字成像检测方法，其特征在于步骤包括：

a、布置X射线数字成像装置：选取相互配套使用的X射线管和平板探测器，平板探测器与计算机连接，X射线管和平板探测器分别置于检测平台的两端，在X射线管和平板探测器之间的检测平台上布置焊接接头，且焊接接头能够自由旋转并在X射线管和平板探测器之间能自由移动；

b、焊接接头位置调整：打开X射线管，锥形X射线束沿焊接接头的周向和径向照射焊接接头，在X射线管的初始电压和电流情况下，且在焊接接头的初始位置下，计算机获得并显示由平板探测器成像处理后传送的实时图像，作为初始图像；

然后调节焊接接头在X射线管与平板探测器之间的移动位置，计算机再次获得并显示由平板探测器成像处理后传送的实时图像，作为调整图像；