[发明专利]数字射线透照技术精确检测材料的缺陷及厚度的方法

说明书

技术领域

本发明公开了数字射线透照技术精确检测材料的缺陷及厚度的方法，属于无损检测领域。

背景技术

1、工业射线透照技术

射线检验属于无损检测的一种，有X射线检验、γ射线检验、高能射线检验和中子射线检验等方法。对于工业射线检验来说，一般使用的是X射线检验和γ射线检验。其原理是：当强度均匀的射线束透照射物体时，如果物体局部区域存在缺陷或结构存在差异，它将改变物体对射线的衰减，使得不同部位透射射线强度不同，这样，采用一定的检测器(例如，射线照相中采用胶片)检测透射射线强度，就可以判断物体内部的缺陷和物质分布等，从而完成对被检测对象的检验。

随着电子及计算机技术的发展，采用平板探测器(通过转换将穿透的X射线转换成数字信号传输到电脑显示，省去了了胶片及洗片的过程)X射线直接成像检测(DR)系统已经开始广泛应用于工业、安全、研究、医疗等领域。数字式X射线DR技术具有检测速度快、灵敏度高、分析方法丰富、辐射低、无耗材等显著优点。

2、工业无损X射线检验的相关标准及试块检测方法介绍

2013年6月，国家主席习近平颁布的第四号主席令，《中华人民共和国特种设备安全法》自2014年1月1日正式实施，特种设备包括锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场(厂)内专用机动车辆等。这些设备一般具有在高压、高温、高空、高速条件下运行的特点，易燃、易爆、易发生高空坠落等，对人身和财产安全有较大危险性。特种设备生产、经营、使用、检验、检测应当遵守有关特种设备安全技术规范及相关标准。

作为五大常规无损检测方法之一的射线检测(radiology)，在工业无损检测上有着非常广泛的应用。航空航天、电力、国防、电力等行业对于检测都有相关的行业检测标准和规程。《中华人民共和国行业标准JB/4730》和《在用工业管道定期检验规程》，规定了射线检测的要求、工艺方法、检测质量评定分级、缺陷的定义、测量方法等。摘取如下：

JB/T 4730《承压设备无损检测》表6

各级管道所所允许的单个焊接接头中未熔合自身高度的最大者

4730表2l 管外径D₀>100mm时不加垫板单面焊未焊透的分级

从以上标准和条款中分析，对于制造过程和在用检测，对于管道的“未焊透’未熔合深度都需要精确测定，测定方法按4730标准规定，采用对比试块进行。

小径管专用对比试块(I型)的尺寸见下表(单位mm)

标准还规定，管径大于100mm的一般对比试块采用条形试块，其缺陷尺寸见下表(摘取JB4730国家标准)。

表H.2 一般对比试块(II型)的尺寸mm

通过上述的摘取标准内容和论述，我们知道：目前管道焊接缺陷(未焊透、未融合、咬边等)的评级是通过阶梯试块对比缺陷位置的黑度，再按缺陷的大小除以管道的公称厚度，进行评级评定的。

其他标准，如电力标准《DL/T821-2002》、石油、国军标等均采用类似的定义和测量方法：采用梯度对比试块进行直接黑度比对。

由上面的介绍可以总结：现有的缺陷测深和评级，都是以条状或槽型的阶梯对比试块的影像黑度和缺陷的影形黑度对比实现的。而这些方法存在的缺点论述如下：

1、传统射线照相检测(测量胶片黑度)存在的问题：

1)、读数精度误差：胶片的有效黑度范围约为1.5-4.0，人眼的视别能力是0.006-0.008，约500个级别，黑度计在测量胶片黑度中，标准规定误差级别约为0.05，胶片黑度计的测量级别为0.05级，每0.05黑度为一个级别，在有效黑度范围，1.5-4.0内，(4.0-1.5)/0.05＝50级，级别较低，测量精确度受到限制。采用数字射线时黑度(也叫灰度)为14、或16位，响应的灰度范围16000或65000，精度要高于胶片。