GB T 17925-2011 气瓶对接焊缝X射线数字成像检测.pdf
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1、ICS 23.020.30 J 74 中华人民11: .、道B和国国家标准GB/T 17925-2011 代替GB17925-1999 气瓶对接焊缝X射线数字成像检测Standard practice for X-ray digital radioscopic examination of cylinder weld 2011-12-30发布数码防伪/中华人民共和国国家质量监督检验检夜总局中国国家标准化管理委员会2012-07-01实施发布GB/T 17925-2011 目次前言.皿引言.N 1 范围-2 规范性引用文件3 术语和定义4 符号.35 检测人员.46 X射线数字成像检测系统.4
2、7 检测环境8 检测技术要求9 成像技术要求.810 图像质量.11 图像显示与观察.10 12 图像评定.10 13 检测报告.10 14 图像存储-15 检测工艺评定-16 工艺文件附录A(规范性附录)图像灰度测试程序.13 附录B(规范性附录)图像分辨率与不清晰度测试方法.14 附录c(规范性附录)整条环焊缝最少透照次数附录(规范性附录)几何测试体.20 附录E(资料性附录)检测报告.22 附录F(规范性附录)检测工艺评定.25I GB/T 17925-2011 前言本标准按照GB/T1. 1-2009(标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写给出的规则起草。本标准代替GB17925-1
3、999 (气瓶对接焊缝X射线实时成像检测。本标准与GB17925-1999相比,主要技术变化如下:一一修订后的标准由强制性标准修改为推荐性标准;修改了术语和定义;修改了成像技术的透照工艺条件;修改了X射线数字成像检测系统组成的规定;修改了最高管电压的限定;修改了X射线数字成像检测系统性能指标;修改了图像质量指标;一-对章条的顺序作了调整。本标准由全国气瓶标准化技术委员会(SAC/TC31)提出并归口。本标准起草单位:广东盈泉钢制品有限公司、兰州瑞奇戈德测控技术有限公司、中国特种设备检测研究院、苏州工业园区道青科技有限公司。本标准主要起草人:曾祥照、孙忠诚、丁克勤、陶维道。本标准所代替标准的历次
4、版本发布情况为:GB 17925-1999 阳皿GB/T 17925-2011 51 GB 17925-1999 (气瓶对接焊缝X射线实时成像检测首次发布以来,X射线实时成像检测技术得到了快速的发展,在气瓶对接焊缝检测中实时成像技术代替了胶片照相方法得到广泛的认同。随着射线探测器的多样化发展和实际应用的不断深入,成像技术已经从单一的图像增强器技术发展为线阵列探测器技术和平板探测器技术,以其辐射接收范围广、动态范围宽、检测速度快、检测图像清晰等特点,在工业无损检测中具良好的发展前景。X射线透过金属材料后经射线探测器将隐含的X射线检测信号转换为数字信号为计算机所接收,形成数字图像,按照一定格式存储
5、在计算机内并显示在显示屏上。通过观察检测图像和应用计算机程序按照有关标准进行缺陷评定,可达到元损检测的目的;检测图像可存储在计算机或数字存储媒体上。在检测结果上X射线数字成像检测方法与X射线胶片检测方法具有相同的效果。由于X射线数字成像探测器的不同,X射线数字成像检测技术形成了三种技术路线:平板探测器成像技术路线、线阵列探测器成像技术路线和图像增强器成像技术路线;不同的成像技术路线会有不同的成像设备配置、组成不同的X射线数字成像检测系统供使用单位选择。本标准规定了三种不同成像技术路线的基本要求。由于实时成像仅表述了该检测方法快速产生图像的特点,而没能全面准确地描述该方法是产生的数字图像和通过数
6、字图像处理获得更高图像质量的特点,用数字成像替代原来的实时成像更能表征成像技术的特点,因此,本次标准修订时将标准更名为气瓶对接焊缝X射线数字成像检测。由于本标准是检测方法标准,根据有关规定,将本标准更改为推荐性标准。W GB/T 17925-2011 气瓶对接焊缝X射线数字成像检测1 范围本标准规定了气瓶对接焊缝X射线数字成像检测方法的系统组成、射线探测器、检测环境、检测方法、成像技术、图像质量、图像显示与观察、图像评定、检测报告、图像存储、工艺评定等。本标准适用于母材厚度为1.5 mm20. 0 mm的钢及有色金属材料制成的气瓶对接焊缝X射线数字成像检测。本标准规定的射线检测技术为AB级中等
7、灵敏度技术。本标准可作为其他设备的对接焊缝X射线数字成像检测参考。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。JB/T 4730.2-2005 承压设备元损检测第2部分:射线检测JB/T 7902元损检测线型像质计JB/T 10815 元损检测射线检测图像分辨力测试计3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1 X射线数字成像X-ray digital radioscopy X射线穿透工件经光电探测器采集转换为数字输入计算机处理显示图像的一种成像方法。3.2 X
8、射线实时成像X-ray real time Imaging X射线穿透工件经光电探测器采集转换为数字输入计算机处理显示图像的一种成像方法;图像采集速度通常不低于25帧/秒。3.3 X射线探测器X-ray detectors 通过直接或间接的方式将X射线转化为电信号或直接输出数字信号的光电转换装置,如平板探测器、线阵列探测器、图像增强器等。3.4 图像质量image quality 图像质量是图像清晰度、对比度和信噪比等因素的综合反映,用像质计灵敏度表示。3.5 图像不清晰度unsharpness 评价图像清晰程度的物理量。一个明锐的边界成像后的影像会变得模糊,模糊区域的宽度半影区)即为图像不清
9、晰度,单位是毫米(mm)。它是几何不清晰度、固有不清晰度和运动不清晰度的综合作用的结果。1 GB/T 17925-2011 3.6 图像处理image process 利用计算机程序对图像数据进行变换处理,以获得更高的图像质量。图像处理是一种辅助方法,不可改变保存的原始图像数据。3. 7 平板探测器f1at panel detector (FPD) X射线通过转换屏转换为光(电)信号后,由平板式二维图像探测器阵列接收并转化为图像数据输出的一种射线探测器。3.8 钱阵到探测器Iinear diode array (LDA) X射线通过转换屏转换为光(电)信号后,由线阵列图像传感器接收并转化为数字
10、信号的一种射线探测器。线阵列探测器需利用与物体的相对运动来形成检测区域的数字图像。3.9 图像增强器image intensifier tube (IIT) X射线通过闪烁体转换为可见光,利用光电倍增的方法在输出屏上获得高亮度可见光图像的装置。通常与CCD(电荷藕合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)摄相机藕合后输出视频电信号或直接数字信号。3.10 灵敏度sensitivity 显示的透视图像中肉眼可识别细节的能力,用能观察到的像质计钢丝最小直径表征,用像质指数表示。3. 11 图像灰皮等级image gray scale 黑白图像明暗程度的定量描述,用位数(2)值表示。3.12 探测器
11、动态范围dynamic range 在不做校正的条件下,探测器可输出的最大灰度值与射线源关闭时采集的暗图像灰度值之比,用探测器倍数表示。3.13 图像动态范围dynamic range 系统可采集最大灰度值与最小灰度值的范围,由系统的A/D(模拟量/数字量)转换器的位数(2) 决定。3.14 像素pixel 数字图像的最小组成单元和显示图像中可识别的最小几何尺寸。各像素点赋予的灰度值不同构成明暗不同的数字图像。3. 15 线对line pair 由一根线条和一个间距组成,间距的宽度等于线条的宽度;以每毫米宽度范围内的可识别线对数表示图像分辨率。3. 16 图像分辨率image resoluti
12、on 又称图像空间分辨率,是描述显示图像中两个相邻的细节的分辨能力,用每毫米范围内的可识别线对数表示,单位为LP/mm。GB/T 17925-2011 3.17 系统分辨率syste resolution 透照几何放大倍数等于1时的图像分辨率,由系统配置所决定,用于评价成像系统性能。3.18 数字存储媒体digital storage edia 用于存储计算机数字代码的载体,例如光盘、硬盘等。3.19 几何测试体geoetrical tester 图像几何尺寸标定和几何变形量的测试工具。3.20 系统技正syste calibration 用软件的方法消除数字图像中固有噪声的方法,这些固有噪声
13、可能是因射线探测器暗电流、吸收剂量与灰度值的非线性响应和存在不敏感像素(坏点)等。3.21 信噪比signal to noise ratio (SNR) 信号的平均值与噪声的均方差值之比,用于评估数字图像的噪声大小。4 符号下列符号适用于本文件。D。一一-被检测气瓶外直径d 二-x射线管有效焦点E 几何变形率F 一一焦点至探测器输入屏表面的距离f 一一焦点至被检焊缝靠近探测器输入屏侧表面的距离fl -焦点至靠近射线源侧气瓶被检焊缝表面的距离f2 靠近射线源侧气瓶被检焊缝表面至探测器输入屏表面的距离K 透照厚度比值kV -X射线管电压L, 一探测器有效长度Ly 一一焊缝一次透照长度的投影长度LP
14、 线对LP/mm一-每毫米范围内的线对数,分辨率的单位M 一一图像几何放大倍数N 一一整条环焊缝检测时的最少透照次数S 一一几何测试体测量值T 一一被检测气瓶母材厚度U 二一几何变形测量值W 透照厚度 一-一次透照范围对应的圆心角的1/21j一-X射线透照角度的1/2。一根据K值、被检测气瓶外直径和气瓶母材厚度计算的对应角度3 GB/T 17925-2011 5 检测人员从事X射线数字成像检测的人员,取得相应项目和等级的特种设备无损检测人员资格后方可进行相应的工作。检测人员应具有与本检测技术有关的技术知识和掌握相应的计算机基本操作方法。按附录A的方法测试检测人员的视力适应能力,要求检测人员在1
15、min内能识别灰度测试图像中的全部灰度级别。6 X射线数字成像检测系统6. 1 系统的组成6.1.1 X射线机根据被检气瓶的材质、母材厚度、透照方式和透照厚度选择X射线机的能量范围;射线管有效焦点应不大于3.0mm。6.1.2 X射线探测器根据不同的检测要求和检测条件,可选择以下X射线探测器:1) 平板探测器;2) 线阵列探测器;3) 图像增强器;4) 与上述具有类似功能的其他探测器。6. 1.3 计算机系统6. 1. 3. 1 计算机基本配置计算机基本配置应与所采用的射线探测器和成像系统的功能相适应。宜配置较大容量的内存和硬盘、较高清晰度黑白显示器或彩色显示器以及网卡、纸质打印机、光盘刻录机
16、等。6. 1. 3. 2 计算机操作系统计算机中文Windows操作系统应具有支持工件运动控制、图像采集、图像处理、图像辅助评定等功能。6.1.3.3 计算机图像采集、图像处理系统计算机系统软件应具有系统校正、图像采集、图像处理、缺陷几何尺寸测量、缺陷标注、图像存储、辅助评定和检测报告打印等功能。6. 1.4 图像存储格式6. 1. 4. 1 尽量采用通用、标准的图像存储格式;也可根据需要采用专门的存储格式。专门存储格式应留有与其他格式交换信息的接口。6. 1. 4. 2 存储格式应具有保存图像数据功能,将保存工件名称、型号、执行标准、工件编号、母材厚度、工件主要尺寸、焊缝编号、透照方式、透照
17、厚度、透照工艺参数、几何尺寸标定、缺陷定性、定位、定量、评GB/T 17925-2011 定级别等相关信息写人图像存储格式中;存储格式应具有文件输出打印的功能。6. 1. 4. 3 存储图像的信息应具备不可更改性、连续性和可读性。6. 1.5 检测工装6. 1.5. 1 检测工装z检测工装应至少具备一个运动自由度;气瓶在工装上能进行匀速运动和步进运动。6. 1.5.2 焊缝定位根据工件焊缝位置特征或规定的部位作为焊缝检测的起始位置和位移的方向。在检测图像上应有起始位置的标记影像。6.1.5.3 检测焊缝位移控制根据一次透照有效检测长度控制焊缝位移;100%检测和扩大检测范围时,相邻检测图像上应
18、有不小于5mm的焊缝搭接长度。6.2 X射线数字成像系统的分辨率6.2. 1 系统分辩率6.2. 1. 1 系统分辨率指标系统分辨率指标宜控制在2.0 LP/mm2. 5 LP/mm范围内。系统分辨率低于2.0LP/mm的检测系统不得用于气瓶焊缝检测。6.2. 1. 2 系统分辨率的测试系统确定后或系统改变后应测试系统分辨率。采用JB/T10815射线检测系统分辨力测试计测试系统分辨率E系统分辨率测试方法见附录B.6.2. 1. 3 系统分辨率的校验间隔30天或停用30天后重新启用时应校验系统分辨率,校验后的系统分辨率应不低于控制范围。7 检测环境放射卫生防护应符合相关标准的规定。操作室内温度
19、:15.C25 .C;相对湿度80%。X射线曝光室内温度5oC30 .C;相对湿度运80%;曝光室内应有抽风装置。电源电压波动范围不大于士5%。检测设备外壳应有良好的接地。射线洒、高压发生器应有独立的地线,电阻4n。8 检测技术要求8. 1 X射线能量选用较低的管电压,图1规定了不同材料、不同透照厚度允许采用的最高X射线管电压。5 GB/T 17925-2011 500 300 / / / / 问v / _.,./ ,./ v / v v 卢国-v v J.-2 / v v 飞v/ - _./ 问J_/ v 3 , v -卢/_. L-问-400 200 - 函1.!Ifl 惺噶70Z 结60
20、4司50 40 30 20 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 透照厚度W/mm20 30 40 50 金金A口A口钦铝及和钢铁铝肌一一一剖UU唱inLqa圄1不同材料、不同透照厚度允许采用的最高X射线管电压8.2 气瓶检测的时机气瓶对接焊缝X射线检测应在焊接后和热处理前进行。如焊后有产生延迟裂纹倾向材料的产品,应在制造、焊接及热处理完成24h以后进行检测。8.3 被检气瓶焊缝表面要求被检气瓶焊缝表面不得有油脂、铁锈、氧化皮或其他物质(如:粗劣的焊波,多层焊焊道之间的表面沟槽,以及焊缝的表面凹坑、凿痕、飞溅、焊疤、焊渣等),表面的不规则状态不得影响检测结果的正确性和完整性,焊缝余高
21、应不大于2mm,否则应修磨。8.4 透照布置8.4.1 X射线机、气瓶和X射线探测器三者之间相互位置,如图2所示。6 GB/T 17925-2011 气之=k. 、.:4 说明:1一一X射线管焦点52一一被检纵焊缝;3一一被检环焊缝54一一X射线探测器;F 焦点至探测器输入屏表面的距离,单位为毫米(mm);11一一焦点至靠近探测器侧气瓶被检焊缝表面的距离,单位为毫米(mm);1,一靠近探测器侧气瓶被检焊缝表面至探测器输入屏表面的距离,单位为毫米(mm);L,一一探测器有效长度,单位为毫米(mm);Ly-焊缝一次透照长度的投影长度,单位为毫米(mm)。图2X射线源、气瓶、X射线探测器相互位置8.
22、4.2 图像几何放大倍数Ih- + FJ一土LfJ-M . ( 1 ) 式中:M二图像几何放大倍数。8.4.3 为保护探测器、X射线管不受工件碰撞损伤和为控制一次透照长度范围内两侧环焊缝影像的不清晰度和投影变形量,图像几何放大倍数M宜控制在1.2左右。8.5 图像几何不清晰度控制检测图像几何不清晰度值(Ug)应不大于O.3mm,通过公式(2)验证。f2 d Ug=一=(M- l)d 11 . ( 2 ) 式中zUg一一几何不清晰度,单位为毫米(mm);d一二X射线管有效焦点尺寸,单位为毫米(mm)。7 GB/T 17925-2011 8.6 图像灰度分布范围控制8.6. 1 检测图像有效评定区
23、域内的灰度分布范围应控制在图像动态范围的40%90%之间。8.6.2 图像灰度分布宜呈正态分布,通过图像灰度直方图测量图像灰度分布范围;直方图可在图像采集程序中实时显示。8.6.3 通过调节射线透照参数、几何参数、透照厚度差补偿等方法以获得较佳的图像灰度分布范围。8. 7 图像处理对采集的图像数据可选用连续帧叠加、灰度增强、平均强度等图像处理方法优化图像的显示效果。任何处理方法不得改变采集的原始图像数据。9 成像技术要求9. 1 适照方式和透照方向根据气瓶的结构,气瓶对接焊缝宜采取双壁单影透照方式;宜以靠近探测器一侧的焊缝为被检测焊缝。透照时射线束中心应垂直指向透照区域中心,需要时可选用有利于
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