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  Age留白123 2017-07-07 00:00:00

  　　X射線照相法操作簡單，結果顯示直觀，是企業常用的無損檢測方法之一.但該方法檢測成本高，檢測圖像不能動態可調，因此目前國外已普遍采用X射線實時成像系統和工業CT 成像系統.X 射線照相法是使用Z廣泛的無損探傷方法，僅膠片一項，每年就需要十幾萬元，而X 射線實時成像系統的檢測費用還不及照相法的1 % ，每年節約成本在十萬元以上.但該系統價格昂貴，一次成本高，以及技術標準不全面等原因，限制了其在國內的普及和使用.從長遠利益出發，為降低生產成本，提高產品質量，引進了一套飛利浦X 射線實時成像系統，該系統由飛利浦MG325 X 射線系統，XRS232 型圖像增強器和PXV2200 型圖像處理系統組成. 　　同傳統照相法相比，X 射線實時成像的檢測原理變化很大.傳統照相法是將穿過零件的X 射線在膠片上感光，根據膠片的灰白程度判定零件內部質量，得到的圖像是靜態不可調的.而X 射線實時成像系統是將穿過零件的X 射線經圖像增強器，CCD(電荷耦合器件) 攝像系統以及計算機轉換成一幅數字圖像，這種圖像是動態可調的，電壓，電流等參數實時可調，同時計算機可對動態圖像進行積分降噪，對比度增強等處理，以得到Z佳的靜態圖像. 　　X射線實時成像在國外應用比較成熟，而國內近幾年才有應用，技術經驗還不很成熟，相關的技術標準還很欠缺，這些因素一直影響著該系統的推廣應用.國外相關技術資料和國內的應用經驗表明，2.0～30mm 厚金屬材料的實時成像檢測靈敏度已接近或超過了照相法，但過薄和過厚兩個極限厚度的靈敏度與照相法還有差距.實時成像實際應用的瓶頸問題是如何使實時成像系統符合"三度四性"(三度指厚度靈敏度，清晰度和像質計靈敏度，四性指環境適應性，周期連續性，規格覆蓋性和機械傳動性)的要求，盡可能使該系統完全適用于各種零件的檢測;同時根據試驗研究，結合現行標準，在不降低標準要求的前提下，實現產品的在線檢測. 　　1 影響像質的因素 　　1. 1 參數 　　影響實時成像的參數很多，主要因素有像素，對比度，不清晰度，分辨力，放大倍數和透照電壓. 　　1. 1. 1 像素 　　像素是由系統決定的，一般為512 ×512 ，像素越高，圖像越清晰. 　　1. 1. 2 對比度 　　對比度一般直接在微機上測出.設某一點的灰度為M ，背景灰度為N ，則對比度C = M - N .試 　　驗表明，對比度40～210 效果Z佳. 　　1. 1. 3 不清晰度 　　不清晰度是指一條明銳的棱邊在成像后變得模糊并擴展成一區域的寬度.不清晰度直接影響圖 　　像質量，不清晰度過大， 得到的圖像模糊不清， 操作人員無法讀取缺陷.如圖1 所示， Ug 為焦點引起 　　的幾何不清晰度，L1 表示焦點到工件的距離， L2 表示工件到圖像增強器的距離，則放大倍數M 為 　　設圖像增強器的不清晰度為Ui ，圖像傳輸到計算機后的總不清晰度U 為 　　圖1 零件透照圖 　　圖像增強器不清晰度Ui 一般固定不變，試驗測得Ui = 0. 5～0. 7mm.為得Z佳圖像效果，降低總 　　不清晰度，放大倍數不宜過大，焦點尺寸越小越好. 　　1. 1. 4 圖像分辨力 　　圖像分辨力在數值上等于不清晰度的倒數，它主要與以下幾個因素有關. 　　(1) 所選用的圖像增強器和攝像系統. 　　(2) 對比度，當對比度 40. 　　1. 1. 5 放大倍數 　　放大倍數M 是實時成像的密度靈敏度和不清晰度的重要影響因素.采用飛利浦三視野圖像增強 　　器，320kV(1. 2mm ×1. 2mm 焦點) X 射線管，X 射線管到圖像增強器的距離L = 1 000mm ，對厚度 　　T 分別為5 ，10 ，15 ，20mm的鋼件在不同放大倍數M 下用線型像質計測量密度靈敏度S ，結果見表 　　1. 表1 靈敏度S 與厚度T 和放大倍數M 的關系 　　由表1 可見，當放大倍數> 2 時，靈敏度數值增大，實際靈敏度反而降低，因此采用過大的放大倍數 　　對于靈敏度的提高沒有太大意義.Z佳放大倍數Mo 由圖像增強器的固有不清晰度Ui 和射線源尺 　　寸d 決定，由Mo = 1 + ( Ui/ d) 3/ 2計算可得， Mo 在1. 2～1. 5 時，綜合考慮放大倍數與密度靈敏度， 　　不清晰度之間的關系以及現場的情況，對于1. 2～4. 0mm的焦點建議放大倍數介于1. 0～3. 0 ，此時 　　能滿足零件靈敏度的要求，動態靈敏度 2 % ，滿足無損檢測有關標準和實際使用 　　要求. 　　1. 1. 6 透照電壓 　　照相檢驗中為得到一定黑度的底片，膠片必須經過曝光，曝光量在數值上等于電流和時間的乘積; 　　而實時成像無需曝光過程，只要X 射線穿過零件就能在顯示器上成像，因此對實時成像系統來講，研究 　　曝光量沒有多大的實際意義. 　　為防止過強的射線對圖像增強器的損害，在透照過程中，電壓應從零緩慢升起，直到能看清楚每個 　　細節為止. 　　1. 2 靈敏度 　　1. 2. 1 與照相法的比較 　　制作了具有代表性的焊接試樣，在各試樣的焊縫部位加工了生產中可能產生的缺陷，然后用照相 　　法和實時成像法進行檢測，結果如表2 所示(缺陷按航標進行評定) . 　　試驗表明，該實時成像系統在焊縫檢測上可達到照相法的水平，對7mm 30CrMnSiA 鋼板對接焊 　　縫的探傷水平超過了傳統照相法，此外，該系統還具有多幅圖像疊加功能，減少了X 射線漫反射等干擾 　　因素對成像的影響，提高了系統發現缺陷的能力. 　　1. 2. 2 圖像疊加對靈敏度的影響 　　采用絲型像質計，1. 2mm ×1. 2mm 焦點尺寸，228. 6mm(9in) 圖像增強器，放大倍數M = 3 的試 　　驗條件，分別對厚度為20 ，40 ，60 ，80 ，100 ，120 ，140 和160mm的鋁合金及厚度為 　　5 ，10 ，15 ，20 ，25 ，30 ，35 和40mm 的碳鋼進行靈敏度試驗，結果如表3 和表4 所示. 　　從表3 和表4 可見，通過多幅圖像疊加，可顯著提高靈敏度，疊加的幅數要適中，過少達不到降噪 　　效果，靈敏度提高不明顯;過多疊加時間長，效率降低.試驗證明，圖像疊加幅數在25～50 有Z佳效果. 　　2 實時成像檢測工藝規程的編制 　　經大量試驗研究，結合國內外一些應用經驗，根據產品自身特點，在不降低現用標準的基礎上，編制 　　了X射線實時成像檢測工藝規程，該規程經長期的修訂和補充，現已成功應用于實際在線檢測. 　　表3 鋁合金材料圖像疊加對靈敏度的影響 　　表2 焊接件檢測結果 　　表4 碳鋼材料圖像疊加對靈敏度的影響 　　X射線實時成像檢測規程共包括17 個章節，對范圍，引用標準，定義，人員要求，X射線實時 　　成像系統，檢測環境，圖像處理，圖像質量，成像技術，工藝評定，檢測方法，圖像觀察，圖像評 　　定，缺陷等級評定，檢測報告及保存，射線防護以及工藝文件等方面進行了規定和限制，有效保證了 　　X 射線實時成像檢測系統對產品質量的控制. 　　3 鞏固措施 　　實際檢測中的零件缺陷具有不可預見性，遇到典型缺陷，應詳細記錄并錄入缺陷圖集.加強經驗交 　　流.X射線實時成像檢測是一項高新應用技術，需不斷研究和交流加以完善. 　　4 結論 　　應用研究表明，X 射線實時成像系統的靈敏度達到了照相法的水平，在有些零件的檢測上比傳統 　　照相法有更高的檢出率和靈敏度. 　　X射線實時成像檢測系統實現了檢測圖像動態可調，能從多個角度觀察缺陷，增加了檢測結果的 　　可靠性，避免了錯判和漏判.此外，通過多幅圖像疊加，增強對比度，放大細節等圖形處理方法對圖像 　　進行調整，可方便準確地評定缺陷細節. 　　X射線實時成像檢測系統是現代科技發展的產物，它將計算機圖像處理系統和傳統照相法有機結 　　合，使X射線探傷上升到一個更高的層次，可實現質量控制的智能化和自動化，減少各干擾因素對試驗 　　結果的影響. 　　經過研究和印證，X 射線實時成像檢測系統完全可以應用于零件的實時在線檢測，能提高產品質 　　量和生產效率，為企業創造大的經濟效益.

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