GB 17925-1999 气瓶对接焊缝 X射线实时成象检测.pdf

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1、GB 17925-1999 前在总结我国气瓶行业研究、应用X射线实时成像检测成果的基础上，并参考了国外先进标准的有关内容而制定本标准。本标准的附录A、附录B和附录C都是标准的附录。本标准由全国气瓶标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位:圈家质量技术监督局锅炉压力容器检测研究中心、广东粤海钢瓶厂、兰州|二三磊电子公司、航天工业总公司北京市福瑞达电子科技工程公司和江苏民生集团公司。本标准主要起草人z康纪黔、曾祥照、孙忠诚、刘建春、唐鹏林。467 GB 17925-1999 寻l言由于汁算机数字化图像技术的发展.X射线实时成像技术已经能够应用于气瓶对接焊缝的无损检测。X射线透过金属材料后经图像增

2、加器将隐含的X射线信号转换成可视图像，此图像经摄像机摄取后输入汁算机进行模拟量/数字量转换，形成数字化图像，按照一定的格式储存在计算机硬盘内并显示在屏幕上。数字化图像的产生会有短暂的延时，这种延时取决于计算机的运算速度。数字化图像能够提供有关金属材料表面及内部缺陷的性质、大小、位置等信息，运用计算机程序按照有关标准进行辅助评定，从而达到无损检测之目的。检测图像可在计算机及光盘或数码磁带上保存。在检测结果上.X射线实时成像检测l方法与X射线胶片照相方法具有相同的效果。468 1 范围中华人民共和国国家标准气瓶对接焊缝X射线实时成像检测Standard practice for X-ray rea

3、l-time examination of cylinders weld 1. 1 本标准为气瓶对接焊缝X射线实时成像无损检测标准。GB 17925 -1999 1. 2 本标准适用于母材厚度为2.020. 0 mm的钢及有色金属材料制成的气瓶对接焊缝无损检测。2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB 4792-1984 放射卫生防护基本标准B 4730一1994压力容器无损检测l3 定义本标准采用下列定义。3. 1 实时成像图像的采集速度达到25帧/秒

4、(PAL制式)或30帧/秒(NTSC!ilJ式)，即视为实时成像。3. 2 图像处理检测信号经计算机数字化后按一定的格式储存在计算机内，利用数字图像处理技术将图像对比度和清晰度进行增强，以获得较好的图像质量。3. 3 灰度级图像黑白的程度用灰度来表述。本标准将图像中黑白的变化范围定义为8bit 25灰度级。3. 4 图像分辨率显示器屏幕图像可识别线条分离的最小间距，单位是线对每毫米(LP/mm), 3. 5 图像不清晰度与图像清晰程度相对应的物理量。一个边界明显而敏锐的器件成像后，其边界的影像会变得模糊，模糊区域的宽度即为图像不清晰度，单位是毫米(mm)。4 人员要求4. 1 从事X射线实时成

5、像检测的人员，应进行本检测方法的技术培训，并按照锅炉压力容器无损检测人员资格考核规则及有关规定进行考核，取得相应等级资格后方可进行相应的工作。4. 2 检测人员应了解与本检测技术有关的计算机基础知识和掌握计算机的基本操作方法。4. 3 图像评定人员应能辨别距离为400mm远的一组离为Q.5mm、问R.为口，smm的印刷字母。国家质量技术监督局1999- 12 -17批准2000-10-01实施lf9 GB 17925-1999 4.4 图像评定人员在评定前应进行显示屏视觉适应能力的训练。5 x射线实时成像系统5.1 X射线实时成像系统的组成X射线实时成像系统主要由X射线机、X射线图像增强器、光

6、学镜头、电视摄像机、计算机系统、图像采集单元、图像显示器和图像储存单元及检测l工装等设备组成。5.2 X射线机宜采用恒压式小焦点连续检测X射线机。当额定电压小于、等于320kV时，焦点尺寸应小于、等于O. 6 mrn X Q. 6 mm j当额定电压小于、等于160kV时，焦点尺寸应小于、等于O.4 mm X O. 4 mm , X射线的能量应能适应被检焊缝厚度的要求，并有一定的穿透能力储备。5. 3 图像增强器图像增强器输入屏直径不小于150mm，分辨率不小于3.6LP/mm。5. 4 电视摄像机可选用光电祸合器件(CCD)或电子管线路摄像机，采集分辨不小于800X600像素。5. 5 汁算

7、机系统5.5.1 计算机基本配置主极具有PCI总线，并应有一定数量的插槽，便于安装显示卡、图形加速卡、图像采集卡、网卡。中央处理器(CPU):Pentium 166MMX , 内存:32MB。显示卡.平面图形加速卡。图像采集卡:采集分辨率768X576像素。硬盘:2. OGB , 显示器:显示器屏幕尺寸380mm，点距0.25mm.逐行扫描，显示分辨率1024X768像素。另配光盘驱动器、1.44MB软盘驱动器和鼠标。图像储存媒体:光盘或数码磁带。图像转录器件:光盘刻录机或数码磁带机。5.5.2 软件基本配置在DOS或Windows中文操作系统下，支持图像处理和图像辅助评定程序运行P图像存储文

8、件格式应尽可能采用通用、标准格式。5. 6 系统分辨率X射线实时成像系统分辨率应大于、等于1.4LP/mm.系统分辨率检测方法见附录A(标准的附录)。系统分辨率应定期测试。5. 7 检测工装检测工装应至少具备4个自由度，并应具有较高的运转精度。6 检测环境操作室享施:1028C，相对湿度:80%，射线卫生防护条件应符合GB4792的要求。X射线检测室室温535C，相对湿度:85% 室内电i原应有专用地线，地线电阻小于等于0.30。7 图像处理对采集的图像数据可选用以下方法进行处理，以优化图像质量ga)连续帧叠加g470 b)灰度增强pc)边界锐化，d)平滑强度ge)其他。GB 17925-19

9、99 任何处理方法不得改变采集的原始数据。8 图像质量8. 1 像质指数图像像质指数应达到JB4730-1994表53中AB级的要求。8. 1. 1 像质计的选用线型像质计金属丝的材料应与被检测l气瓶的材料相一致，像质汁按JB4730-1994中表5习的规定选用。8.1.2 像质计的放置线型像质计宜放在靠近射线源一侧的气瓶焊缝表面上，金属丝应横跨焊缝并与焊缝方向垂直。当射线源一侧无法放置像质计时，也可放在靠近图像增强器一侧的焊缝表面上，但像质it指数应提高一级;或通过对比试验，使实际像质指数达到规定的要求。当像质汁放在靠近图像增强器侧焊缝表面时，应附加F标记以示区别。8. 1. 3 连续检测时

10、像质计的放置连续检测时，在成像工艺条件不变的情况下，每条焊缝应至少放置一只像质计。如其中的一幅图像有完整的像质计影像，则该幅图像的像质指数可代表同一条焊缝其他幅图像的像质指数。8.1.4 像质汁的识别在图像焊缝位置上直接观察像质汁的影像，如在焊缝位置上能清楚地看到像质计金属丝影像，则认为像质计是可以识别的。8.2 图像分辨率8.2.1 图像有效评定区域内的分辨率图像有效评定区域内的分辨率应达到表1的规定。表1图像有效评定区域内要求达到的分辨率透照厚度.mm图像分辨率.LP/mm25 二三1.68.2.2 图像分辨率的校验每连续检测10只同型号的气瓶，应至少校验一次图像分辨率。8. 3 图像灰度

11、图像有效评定区域内的灰度范围应控制在80230级。8. 3. 1 图像灰度的校验每连续检测10只同型号的气瓶，应至少校验一次图像灰度。8.4 图像评定的时机图像质量满足规定的要求后，方可进行焊缝缺陷等级评定。9 成像技术9. 1 x射线能量的选择9. ,. 1 透照不同厚度材料时允许使用的最高X射线管电压，按JB4730-1994中图56的规定选择。4 1 GB 17925 -1999 9. 1. 2 有色金属材料X射线透照等效系数有色金属材料的X射线透照等效系数，见B4730-1994中的表5-1。9. 2 图像放大由于检测气瓶不可能紧贴在图像增强器输入屏的表面1:.，根据X射线机、气瓶和闹

12、像增强器三者之间相互位置，检测l图像是放大的，如图1所示。放大倍数M为:M士1十全. . . . . . ( 1 ) 式中，LX射线管焦点至图像增强器输入屏表面的距离，mm;L，-X射线管焦点至被检焊缝表面的距离，mm;L2 被检焊缝表面至图像增强器输入屏表面的距离，mmol 4 5 I飞L , L j-X射线管焦点，2气瓶，3被检测焊缝，4图像增强器，5一光学镜头，6摄像机图1X射线源、气瓶、图像增强器相互位置图9. 3 囱像不清晰度图像放大后的不清晰度U为U量式中:E。圈像放大前的不清晰度。图像放大后的不清晰度测试方法见附录A。9. 4 图像放大前的不清晰度6 ,( 2 ) 在定的检测条件

13、下，图像放大前的不清晰度由X射线实时成像系统的固有不清晰度忆和儿何小清晰度Ug按(3)式确定.U, (U，3十Ug3)%(3 ) X射线实时成像系统固有不清晰度的测试方法见附录A。9. 5 几何不清晰度几何不清晰度L飞与放大倍数M之间的关系是:dXI Tg t丁丁二d(M - 1) . . . . . . ( 4 ) 式中，d-X射线管的焦点尺寸，mmo172 GB 17925-1999 9. 6 图像检测的最佳放大倍数随着放大倍数的增大，几何不清晰度也随之增大，根据X射线实时成像系统的固有不清晰度U，与X射线机焦点尺寸d之间的关系，确定图像检测的最佳放大倍数M咐:M刑=1十lr. ( 5 )

14、 9.7 可检测出的最小缺陷尺寸在一定的条件下.图像可检测出的最小缺陷尺寸dmin为:9. 8 图像储存d飞m巧有检测的图像储存在计算机内，并可转储存到光盘等保存媒体中。9. 9 圈像的显示方式图像在显示屏上可以正像或负像的方式显示s也可以黑白或彩色的方式显示。10 工艺评定10. 1 通过工艺试验与评定，确定能满足图像质量要求的工艺参数，详见附录C(标准的附录)。10.2 工艺条件改变后，应重新进行工艺评定。11 检测l方法11. 1 透照力式. ( 6 ) 气瓶焊缝的透照方式可采用纵缝透照、环缝外照、环缝内照、双壁单影透照方式。采用双壁单透照方式，当图像放大倍数M运2时，宜以靠近图像增强器

15、一侧焊缝为检测焊缝g当图像放大倍数MZ时，宜以靠近射线源一侧的焊缝为检测焊缝。但不论何种透照方式，气瓶表面与图像增强器输入屏表面之间保持伞定的距离，以保护图像增强器不致损坏。11. 2 焊缝透照厚度比焊缝的透照厚度比K按式(7)确定。环缝的K值不大于).)，纵缝的K值不大于1.03。焊缝透照厚度比为K = 1/1 式中I一母材厚度，mmo1 射线束斜向最大透照厚度，mm。11. 3 透照厚度透照厚度按JB4730一1994中的附录C对接焊缝透照厚度确定。11.4 检测氏度的测量11. 4. 1 实际检测长度( 7 ) 图像实际检测长度可由计算机程序测量得出。图像检测l氏度的校验以与被检焊缝同时

16、成像的铅质标尺为准，标尺的结构见附录B(标准的附录)。11.4. 2 有效检测长度有效检测长度应小于实际检测长度，其差值应大于等于5mmo 11- 5 图像幅数11- 5. 1 焊锋连续检测时，一条焊缝内检测图像的幅数N为N 一条焊缝长度一一幅图像的有效检测长度图像幅数NI主取大于、等于上式计算值的整数。11- 5.2 一条焊缝内多幅检测图像的编号应连续，可用计算机程序自动编号。. ( 8 ) 1 :i GB 17925-1999 11. 5. 3 连续检测时，如一条焊缝内的第一幅图像有完整的铅字编号影像，贝其他幅图像的铅字影像可省略。11. 6 无用射线和散射线的屏蔽无用射线和散射线应屏蔽:

17、a)用铅质窗口限制主射线束的面积pb)用密度较高的材料做滤板，减弱低能散射线。12 图像观察在光线柔和的环境下观察检测图像。图像显示器屏幕应清洁、无明显的光线反射，观察距离为300500 mm。13 图像评定13- 1 计算机辅助评定可用汁算机程序进行图像质量和焊缝缺陷的评定。焊缝缺陷性质的确定应以取得相应资格的无损检测人员为准，焊缝缺陷的测长、评级可由计算机辅助评定。13- 2 图像灰度的测量用计算机程序测量图像灰度级别。13.3 焊缝缺陷尺寸的测量用计算机程序测量焊缝缺陷尺寸。13- 3- 1 图像评定尺的标定将铅质标尺(见附录B)紧贴在被检焊缝的一侧与焊缝同时成像，用计算机程序多次测量图

18、像上铅质标尺的尺寸，当测量结果趋近于某一定值时，则表示标定结果已被确认。气瓶型号和检测工艺改变后，应重新进行标定。13-3- 2 测量误差图像尺寸的测量误差应小于或等于0.5mmo 14 焊缝缺陷等级评定焊缝缺陷等级评定按照1B4730一1994第二篇第6章中有关焊缝缺陷等级评定的内容进行。15 检测报告及图像保存15. 1 检测报告检测报告的主要内容应包括:产品名称、型号、编号、材质、母材厚度、检测装置型号、检测部位、透照方法、工艺参数、图像质量、缺陷名称、评定等级、返修情况和检测日期等。检测报告必须有操作人员和评定人员的签名并注明其资格级别。15. 2 图像备份与保存检测图像宜备份两份，保

19、存7年以上，相应的原始记录和检测报告也应同期保存。在有效保存期内，图像数据不得丢失。15. 2. 1 保存环境保存检测图像的光盘或数码磁带应防磁、防潮、防尘、防挤压、防划伤。16 射线防护射线防护应符合GB4792的有关规定。47,j GB 17925-1999 17 工艺文件为了有助于对X射线实时成像检测的结果作出正确解释，应随同检测结果提供所采用技术的详细资料，这些资料包括以下内容:a)适用范围gb)检测依据;c)人员要求，d)设备条件;e)工件要求;f)技术要求;g)透照方法;h)检测参数$0图像评定;j)记录报告，k)安全管理;l)其他必要内容。., 7 ,j GB 17925 -19

20、99 附录A(标准的附录)图像分辨率和图像不清晰度的测试方法A1 概述用图像测试卡测试X射线实时成像系统和检测图像的分辨率和不清晰度。A2 图像现1)试卡的结构A2.1 铅质栅条与线对在一定宽度内，均匀地排列着若干条宽度相等、厚度为O.IO.2 mm的铅质栅条，栅条的问距等于栅条的宽度。.条栅条和与它相邻的一个问距构成一个线对，线对用LP表示。A2.2 毫米线对1 mm宽度内排列的线对数称为毫米线对，用LP/mm表示。A2.3 线对组5 mm宽度内均匀的排列着若干个相同的线对，构成一组线对。A2.4 测试卡的构成在定宽度内，均匀地排列着7组线对组，相邻两组的距离为3mm; 7组线对数排列顺序为

21、. 2 LP/mm、1.4LP/mm、).6 LP/mm、1.8LP/mm、2.0LP/mm、2.2LP/mm、2.4LP/mmo A2.5 栅条的构成A2. 5. 1 栅条的长度J二20mmo A2. 5. 2 栅条的宽度a按下式计算z式中，a栅条宽度，mm;户对数.LP/mmo栅条宽度偏差为士5%。A2. 5. 3 栅条数目n按下式计算A2. 5. 4 栅条的问距b等于栅条宽度a。A2.6 图像测试卡的结构和对应关系民I象测试卡的结构和对应关系见表AL1 . 1 a 二二X 一-2 .、户n 5户十1表Al图像测试卡的结构和对应关系线对数编号t 栅是宽度a 栅条间距b 栅条数目mm 1m

22、是1. 2 O. 416 0.416 7 1.4 0.357 0.357 8 1. 6 O. 313 0.313 9 1. 8 O. 277 O. 277 10 L一2.0 O. 250 O. 250 11 2. 2 。.2270.227 12 2.4 0.208 O. 208 13 176 . ( Al ) .( A2 ) n 分辨率户LP/mm 1. 2 1. 4 1. 6 1. 8 2. 0 2. 2 2. 4 GB 17925-1999 A2.7 在每组线对栅条的上方标注线对数的铅字标记，在栅条的下方标注标准代号和线对单位的铅字标记。A2.8 各组线对的栅条紧夹在两块厚度为1mm的有机

23、玻璃板之间。A3 x射线实时成像系统的分辩率和系统E有不清晰度的;U式方法A3. 1 测试方法将图像测试卡紧贴在图像增强器输入屏表面中心区域，线对栅条与水平位青垂直，按如下工艺条件进行透照，并在显示屏上成像a) X射线管的焦点至图像增强器输入屏表面的距离不小于700mm; b)管电压不大于40kV; c)管电流不大于2.0mA; d)图像对比度适中。A3.2 X射线实时成像系统分辨率的确定在显示屏上观察测试卡的影像，观察到栅条刚好分离的一组线对，则该组线对所对应的分辨率即为系统分辨率。A3.3 系统固有不清晰度的确定在显示屏上观察测试卡的影像，观察到栅条刚好重合的一组线对，则该组线对所对应的栅

24、条间E巨即为系统固有不清晰度。A4 图像分辩率和不清晰度的测试方法M1 测试方法将图像测试卡紧贴在被检焊缝的表面上，线对栅条与焊缝垂直，并与焊缝同时成像。A4.2 图像分辨率的确定在显示屏上观察测试卡的影像，观察到栅条刚好分离的一组线对，则该组线对所对应的分辨率即为图像分辨率。A4. 3 回像不清晰度的确定在显示屏上观察测试卡的影像，观察到栅条刚好重合的一组线对，贝tl该组线对所对应的栅条间i即为图像不清晰度B1 结构附录B(标准的附录)铅质标尺用厚度为O.1 O. 2 mm的铅条制成长度为170mm、宽度为25mm的铅质标尺，标尺的刻度范围为口.-150mm，两端50mm范围内的最小刻度为1

25、mrn，中间50mm范围内的最小刻度为Q.5 mm;在标尺亥IJ度的t方标注厘米数，在标尺的下方标注汁量单位。铅质标尺紧夹在两层软质包装条之间。B2 使用方法将铅质标尺紧贴在被检焊缝上，与被检焊缝同时成像。C1 工艺评定GB 17925 -1999 附录C(标准的附录)工艺评定在X射线实时成像检测技术使用之前，或在检测气瓶型号、工艺因素、检测设备改变之后，均应进行工艺评定。C2 工艺因素X射线实时成像检测的主要工艺因素有必射线管电压、X射线管电流、成像距离、放大倍数、散射线屏蔽、低能射线的吸收、图像帧叠加频次。C3 工艺评定的结果C3.1 工艺评定的结果应能满足图像质量的要求。C3. 2 工艺评定文件应经单位技术负责人批准，并存入技术档案。478