GB T 29070-2012 无损检测 工业计算机层析成像（CT）检测 通用要求.pdf

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1、道国ICS 19. 100 J 04 和国国家标准=l:I工-、中华人民GB/T 29070-2012 仁B无损检测工业计算机层析成像(CT)检测通用要求Non-destructive testing-Industrial computed tomography (CT) testing-General requirements r-R 2013-1 0-01实施2012-12-31发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会、护?!/中华人民共和国国家标准无损检测工业计算机层析成像(CT)检测通用要求GB!T 29070-2012 * 中国标准出版社出版发行北京市朝

2、阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 开本880X 1230 1/16 印张O.75 字数16千字2013年4月第一版2013年4月第一次印刷* 书号:155066. 1-46472定价16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107，比d -快. G/T 29070-2012 目U吕本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准由全国

3、无损检测标准化技术委员会CSAC/TC56)提出并归口。本标准起草单位:重庆大学ICT研究中心、中国兵器科学研究院宁波分院、齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司、铁道科学研究院金属及化学研究所、天瑞集团铸造有限公司、重庆市机械工程学会无损检测分会、重庆真测科技股份有限公司。本标准主要起草人:卢艳平、倪培君、谭辉、段晓礁、徐向群、高金生、黄永巍、李卫兵、鞠青龙、王哇。I 啤G/T 29070-2012 1 范围无损检测工业计算机层析成像(CT)检测通用要求本标准规定了X射线和伽马射线工业计算机层析成像(CT)无损检测的人员、环境、设备、检测过程控制、记录、报告和档案等通用要求。本标准适用于金属、非金

4、属和复合材料构件及零部组件(大多数材料例如焊接件、铸件、电子组件、装药结构、火工产品等)的工业CT检测。其他应用领域或其他类型射线的工业CT检测可参照使用。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GBZ 98 放射工作人员健康标准GBZ 117 工业X射线探伤放射卫生防护标准GBZ 175 y射线工业CT放射卫生防护标准GB/T 9445 元损检测人员资格鉴定与认证GB/T 12604.2元损检测术语射线照相检测GB/T 12604. 11元损检测术语工业计算机

5、层析成像(CT)检测GB 18871 电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB/T 29069 元损检测工业计算机层析成像(CT)系统性能测试方法3 术语和定义GB/T 12604.2、GB/T12604. 11和GBZ175界定的术语和定义适用于本文件。4 一般要求4. 1 检测人员要求4. 1. 1 检测人员应具备计算机软、硬件的基本知识，熟悉计算机的操作和日常维护。4. 1.2 从事工业CT检测的人员应按GB/T9445或其他相应标准要求接受培训和考核，并取得相应的资格证书，持有不同级别资格的人员只能从事与其资格相应的技术工作。4. 1.3 检测人员的健康状况应符合GBZ98的有关规定，检测

6、人员的吸收剂量限值应满足GB18871 的有关规定。4. 1.4 检测人员在实施检测工作时应佩带个人剂量计，个人剂量计应定期送当地有关部门进行检测。4.2 环境条件要求4.2. 1 工业CT检测场所通常应具有检测室和控制室，检测室为辐射区，控制室为非辐射区。1 G/T 29070-2012 4.2.2 检测室应干净、整洁，具有良好的通风及照明设施或条件，通风换气置换量每小时不少于两次。4.2.3 检测室辐射防护条件应符合GB18871和GBZ117(或GBZ175)的有关规定。4.2.4 检测室应安装监视装置，并将监视终端安装在控制室，以便从控制室观察检测室的情况。4.2.5 检测室应有专门的

7、接地设施，接地电阻应小于1.0或满足设备使用条件要求。4.2.6 控制室应干净、整洁，噪声低，光线柔和。4.2.7 检测室和控制室应配备安全连锁装置和声光报警装置。4.2.8 检测室和控制室的面积、电源、温度和湿度应符合设备使用条件要求。4.2.9 检测室和控制室的其他要求由设备供需双方合同确定。5 设备要求5.1 系统组成5.1.1 概述5. 1.3 探测系统/ _/ 5. 1. 3. 1 探测系统用来接收透射过被测物体的光子信号，并将其转换成电信号。5. 1. 3. 2 根据不同的探测原理，探测器可分为气体电离探测器和闪烁探测器。气体电离探测器中，入射射线电离气态或液态的稀有元素，这些电离

8、电子通过电场加速后运动到阳极，在阳极产生与人射信号成比例的电荷量。闪烁探测器利用特殊材料制成，这种材料暴露在射线中时能产生可见的荧光，荧光通过光电转换器件转化为电信号。5. 1.3.3 根据不同的结构形式，探测器可分为单探头探测器、线阵探测器和面阵探测器。5. 1.3.4 探测器的主要性能参数包括晶体尺寸、通道数量、串扰等。晶体尺寸决定有效空间内探测器的通道数量，在没有准直器的系统中，晶体尺寸也影响成像的空间分辨力;晶体尺寸越小，有效空间内的探测通道越多，数据采集速度越快，但信噪比和抗串扰能力也越差。2 哩、 G/T 29070-2012 5. 1. 4 数据采集传输系统5. 1.4. 1 数

9、据采集传输系统用于获取和收集信号，它将探测器获得的信号转换、收集、处理和存贮，供图像重建用。5. 1. 4. 2 数据采集传输系统的主要性能指标包括信噪比、稳定性、动态范围、采集速度及一致性等。5.1.4.3 数据采集传输系统主要包括信号调理与转换单元、数据采集控制单元和数据传输控制单元。信号调理与转换单元对探测器输出的微弱信号进行放大、滤波、A/D转换等处理，获得大动态范围、高信噪比的数字信号;数据采集控制单元负责控制信号调理与转换单元进行数据采集，并进行数据的缓5.1.6.3 控制系统应包括操作控制台、工业控制计算机或控制器、操作人机界面计算机及软件、控制机柜及必要的精密测量系统等。在一些

10、特殊情况下，操作人机界面计算机可与图像系统计算机合并为一台。5. 1. 6. 4 控制软件应包括扫描参数设置、扫描控制、运动保护、系统校准等功能。部分CT系统的控制系统还具有故障诊断等功能。5. 1.7 图像系统5. 1.7. 1 工业CT系统需配置充足的计算机资源，当前主流计算机配置均能满足图像存储、运算处理要求。计算速度能够通过特殊硬件来提高，通常采用一个单独的工作站用于图像重建与处理。5. 1. 7.2 图像软件至少应具有图像重建、图像显示、图像处理、图像测量、图像分析、可视化等基本功能，并可根据实际应用开发专业的后处理软件，例如缺陷自动识别软件、逆向CAD软件等。3 GB/T 2907

11、0一20125.1.8 辐射安全防护系统5. 1. 8. 1 辐射安全防护系统包括辐射防护与报警系统、现场监视系统，也可根据情况选配语音通讯装置。5. 1. 8. 2 辐射防护与报警系统是指门连锁装置、急停按钮、专用钥匙及声光报警等，必要时可以配备红外和微波双鉴探测装置。5. 1. 8. 3 现场监视系统包括摄像机、监视器，应尽量保证检测室内元监控盲区。5. 1. 8. 4 语音通讯装置是指对讲通讯设备，实现检测室操作人员与控制室操作人员的双向语音通讯。有易燃易爆物品的CT系统现场不宜采用无线方式的对讲系统。5.2 系统性能5.2. 1 适检对象参数5. 2. 1. 1 适检对象参数包括对象最

12、大回转直径、最大长度(或高度)、最大重量、最大等效钢厚度等。5.2. 1. 2 适检对象最大回转直径由系统最大视场直径、射线扇面分布、扫描方式等因素决定。5.2. 1. 3 适检对象最大长度(或高度)由立式系统的最大升降行程或卧式系统的最大平移行程决定。5.2. 1. 4 适检对象最大重量由系统运动部件及机械结构综合承载能力决定。5.2. 1.5 适检对象最大等效钢厚度主要由系统射线源能量决定。5.2.2 空间分辨力5.2.2. 1 空间分辨力指工业CT系统在足够信噪比条件下辨别物体空间几何细节特征的能力。5.2.2.2 空间分辨力通常要满足一定的调制度要求。5.2.2.3 在实际应用中，空间

13、分辨力通常采用线对卡法进行测试，线对卡法可直接确定空间分辨力及其调制度。5.2.3 密度分辨力5.2.3. 1 密度分辨力描述了工业CT系统在足够信噪比条件下辨别物体中指定大小区域与周边区域密度差异的能力。5.2.3.2 密度分辨力的测试要满足一定的置信度要求。5.2.3.3 在实际应用中，密度分辨力通常采用空气间隙卡法进行测试，空气间隙卡法可以直接确定指定区域的密度分辨力及置信度。5.2.4 检测时间5.2.4. 1 检测时间包括装卸时间、扫描时间和重建时间。5.2.4.2 装卸时间与工件装夹的复杂程度有关。5.2.4.3 扫描时间是指获得一幅CT图像所需要的数据采集时间，由扫描模式、采样时

14、间、图像尺寸、探测器通道数等因素综合决定。同等条件下，二代扫描模式所需扫描时间是三代扫描模式的5lO倍;采样时间是指单次采样所需要的时间，采样时间过短可能导致穿透射线信息量不足从而影响图像质量，具体采样时间设置应考虑被测物体等效钢厚度、射线源剂量率等因素;同等条件下，图像尺寸越大，所需扫描时间越长;探测器通道数量越多，越有利于缩短扫描时间。5.2.4.4 重建时间由图像尺寸、计算机运算能力、图像重建算法等因素综合决定。同等条件下，图像尺4 飞 .-f 寸越大，重建时间越长;图像重建算法及其加速算法对重建速度影响显著。5.2.5 缺陷检出能力5.2.5.1 缺陷检出能力可由用户根据其检测应用需求

15、来提出。5.2.5.2 缺陷检出能力常用可分辨的最小气孔直径、最小裂纹尺寸等来描述。5.2.6 伪影GB/T 29070-2012 5.2.6. 1 伪影是指工业CT图像中与物体真实物理特征不相符的影像。伪影无法进行量化描述，但可通过图像进行观察。5.2.6.2 在工业CT图像中，某些伪影是CT的物理特性和数学特性中所固有的，不能被消除，如边缘条纹伪影和部分体积伪影。某些伪影来源于硬件或软件的设计缺陷，在工程上是可以消除的，如射线散射伪影、环状伪影和电子噪声。另一些伪影可能是两种类型的结合，如杯状伪影。5.2.6.3 在其他参数相同的条件下，伪影的种类和严重性是比较不同CT系统性能指标的两个重

16、要因素。用户需要理解各种伪影的差异和对测量的影响。例如，未校正的杯状伪影会对绝对密度的测量产生严重影响;条状伪影会对尺寸测量精度产生严重影响;环状伪影会对环状结构产品的分层缺陷判断准确性产生严重影响。5.3 设备检定5.3.1 工业CT系统的空间分辨力、密度分辨力等主要性能指标要进行定期检定，每年不应少于一次，推荐采用GB/T29069进行空间分辨力和密度分辨力的测试。5.3.2 在设备安装调试、维修或更换部件后，应对主要性能指标进行测试，并记录测试结果。6 检测过程控制6. 1 检测准备6. 1. 1 了解被测物的结构、尺寸、状态、质量及密度特性、待检缺陷主要类型及其分布，明确检测需达到的空

17、间或密度分辨力、尺寸或密度测量精度、切片厚度、切片数量、检测时间及评判标准等要求。. 6.1.2 检测前应根据检测要求，按相关标准编制工艺规程，至少包括:检测要求、被测物装夹方式、射线源参数、切片位置、切片数量、切片厚度、系统校准、扫描视场、采样时间、图像矩阵、扫描方式、重建参数、图像显示及分析方法、图像评定标准等。6. 1. 3 必要时，用标准试件对检测规程进行试验验证，得到的图像符合质量要求后实施检测。6.2 系统校准6.2. 1 每次开机时按工业CT系统使用说明书进行暗场和空气校准。6.2.2 在准直器参数调整后，应对工业CT系统进行空气校准。6.2.3 在射线参数调整后，应对工业CT系

18、统进行空气校准。6.3 工艺参数选择6.3. 1 射线控制6. 3. 1. 1 射线源的能量应保证穿透被测物。对于单一材料或密度差异很大的材料组成的被测物，宜选GB/T 29070-2012 择偏高的射线能量，以提高信噪比;对于密度差异小的材料组成的被测物，宜选择偏低的射线能量，以增加对比度。6.3. 1. 2 在条件许可的情况下，宜选用高的管电流或射线出束频率，提高射线强度，增加信噪比。对于X射线机，在管电压一定时，增大管电流可提高射线强度;对于电子直线加速器，在能量一定时，增加其出束频率可提高射线强度;对于同位素源，选用比活度大的射线源可提高射线强度。6.3. 1.3 在射线能量和强度允许

19、的条件下，宜选用小的焦点尺寸，提高空间分辨力。6.3. 1. 4 提高射线强度，有利于缩短扫描时间。6.3. 1. 5 在满足空间分辨力要求前提下，宜选用大的后准直器孔或晶体尺寸，提高密度分辨力。6.3. 1. 6 采用前准直器控制射线束的形状，以减少散射。6.3. 1. 7 在条件许可的情况下，宜采用后准直器控制射线束的路径，以改善分辨力、降低散射。6.3.1.8 将滤波片放在射线源侧可减少X射线能谱中的低能成分，降低射束硬化的影响。6.3. 1. 9 将滤波片放在探测器侧比放在射线源侧更能有效降低射线散射的影响。6.3.2 选择切片厚度6.3.2. 1 增大切片厚度有利于增加信噪比、提高扫

20、描效率。切片越厚，增加了贯通切片的特征的对比灵敏度，同时减少了未贯通切片异物的缺陷检出灵敏度。6.3.2.2 对于线阵探测系统，切片厚度通常可通过切片厚度调节机构来设置。6.3.2.3 对于面阵探测系统，探测器纵向排列密度和软件设置决定切片厚度。6.3.3 选择扫描视场直径6.3.3. 1 为了改善图像视觉效果，不宜用大视场直径来检测小直径被测物。6.3.3.2 选择扫描视场直径时，被测物在图像中宜占视场的2/3。6.3.4 提高空间分辨力6.3.4. 1 选用的射线源焦点尺寸越小，越有利于提高空间分辨力。6.3.4.2 减小探测器(单探头探测器或弧线型线阵探测器)后准直孔的宽度，有利于提高空

21、间分辨力。6.3.4.3 增大射线源焦点到探测器距离，有利于提高空间分辨力。6.3.4.4 一定范围内，增大扫描图像矩阵，有利于提高检测空间分辨能力。6.3.4.5 如果射线源焦点到探测器距离一定，当射线源焦点尺寸小于后准直孔宽度时，源焦点到被测物的距离越小，越有利于提高空间分辨力;当射线源焦点尺寸大于后准直孔宽度时，被测物到探测器的距离越小，越有利于提高空间分辨力。6.3.5 提高密度分辨力6.3.5. 1 提高射线强度，有利于提高密度分辨力，增强信噪比。6.3.5.2 增加采样时间，有利于提高密度分辨力，增强信噪比。6.3.5.3 对于单探头探测器或弧线型线阵探测器，增大后准直孔的有效截面

22、，有利于提高密度分辨力，增强信噪比。6.3.5.4 缩短射线源到探测器之间的距离，可增加入射到探测器单位面积内的射线强度，有利于提高密度分辨力，增强信噪比。6 咱. - GB/T 29070一20126.3.6 减轻或消除图像伪影6.3.6.1 可通过适当的硬件和软件校正方法来消除或减轻图像伪影。6.3.6.2 射束硬化伪影可通过提高射线能量或过滤人射射线中的低能成分来减弱，或同时使用这两种方法。6.3.6.3 金属伪影可通过减少边界处变化率或特殊软件校正等方法得到减轻。降低对比度的方法包括将被测物埋在第二介质(如水或沙子)中进行扫描，或者是提高射线源的能量。使用特殊软件校正方法通常需要具备一

23、定的局部先验知识，并采用数据非线性校正方法。6.3.6.4 对探测器信道响应不一致性进行校正，有利于消除或降低三代扫描中的环状伪影。6.3.7 提高扫描效率6.3.7. 1 在密度分辨能力、信噪比允许条件下，减小采样时间，可提高扫描效率。6.3.7.2 提高射线强度，有利于提高扫描效率。6.3.7.3 在精度允许的条件下，图像矩阵越小，采集投影数据越少，扫描效率越高。6.4 图像重建、处理、分析和评判6.4. 1 图像重建根据检测需求，如优先考虑空间分辨能力、密度分辨能力、重建效率，或综合考虑以上因素，选择重建参数。6.4.2 图像处理6.4.2. 1 根据需要，选取灰度、伪彩色、放大或二维、

24、三维等图像显示方式。6.4.2.2 通过全局或局部的对比度、亮度调整等，使得图像便于观察。6.4.3 图像分析和评判根据图像上细节特征的像素值、形状、尺寸、灰度等情况，采用相关测量分析软件功能，结合有关评判标准，对图像进行分析和评判。7 记录、报告和档案7. 1 检测记录检测记录通常应包括检测目的、被测物名称和材料、被测物编号、检测设备、射线源参数、扫描模式、标定方法、断层厚度、断层位置、采样时间、视场直径、重建参数、图像描述以及检测人、审核人、检测日期等详细记录。部分用于生产质量控制的工业CT检测还应包括被测物批次号等信息。7.2 检测报告检测报告通常应包括检测目的、被测物名称和材料、被测物

25、编号、检测设备、射线源参数、扫描模式、标定方法、断层厚度、断层位置、采样时间、视场直径、重建参数、图像描述以及检测人、审核人、检测日期等详细内容。部分用于生产质量控制的工业CT检测还应包括被测物批次号等信息。检测报告还应包括评判标准、评判结果。NFON-ohoNH阂。GB/T 29070-2012 检测档案定期或单次对工业CT检测的原始图像数据及处理分析的图像备份在光盘或硬盘上，并统一存档保存，保存期限可根据供需双方合同约定来具体确定。同期存档的应有检测记录和检测报告，并且使三者标记唯一对应。存档图像数据应具有重复评判的价值。7.3 . . 咱。，-FU究口一-yadnb-nu -a4-o 权L-6侵-1铸创一有四一专臼-M阜一批血书一定GB/T 29070-2012 打印日期:2013年4月18日F002