铁道货车铸钢摇枕侧架无损检测第4部分:数字化射线成像及工业计算机层析成像检测.pdf
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1、ICS 4506020S 33 T B中华人民共和国铁道行业标准TBT 310542014铁道货车铸钢摇枕、侧架无损检测第4部分:数字化射线成像及工业计算机层析成像检测Nondestructive testing of cast steel bolstersand side frames for railway freight carPart 4:Digital radiography and industrial computed tomography testing2014一0926发布 201 50301实施国家铁路局发布目 次TBT 310542014日U 舀1 范 围12规范性引用文
2、件13术语和定义14技术要求15检 测26图像分析和缺陷评定47检测记录和数据保存4附录A(资料性附录)DR检测灵敏度测试方法5附录B(资料性附录) 空间分辨率测试方法7附录C(资料性附录) 密度分辨率测试方法9附录D(资料性附录)DR无损检测质量评定参考图谱13-J一刖 罱TBT 310542014TBT 3105铁道货车铸钢摇枕、侧架无损检测分为以下四个部分:第1部分:射线照相检验;第2部分:超声波检验;第3部分:磁粉检验;第4部分:数字化射线成像及工业计算机层析成像检测。本部分为TBT 3105的第4部分。本部分按照GBT 112009给出的规则起草。本部分由南车戚墅堰机车车辆工艺研究所
3、有限公司提出并归口。本部分主要起草单位:南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司、北京固鸿科技有限公司、南车长江车辆有限公司、北车齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司、天瑞集团铸造有限公司。本部分主要起草人:万升云、肖永顺、郑小康、卢东磊、张文斌、石胜平、李卫兵、高金生。TBT 310542014铁道货车铸钢摇枕、侧架无损检测第4部分:数字化射线成像及工业计算机层析成像检测1 范 围TBT 3105的本部分规定了新造铁道货车铸钢摇枕、侧架数字化射线成像(以下简称DR)及工业计算机层析成像(以下简称ICT)检测的技术要求、检测工艺、质量评定及检测记录。本部分适用于采用电子加速器对新造铁道货车铸钢摇枕、侧
4、架的DR及ICT检测。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。GB 18871 电离辐射防护与辐射源安全基本标准GBT 126042无损检测 术语射线照相检测GBZ 1 17工业x射线探伤放射卫生防护标准JBT 7902线型像质计3术语和定义GBT 126042界定的术语和定义适用于本文件。4技术要求41 人员要求4。11 从事摇枕、侧架DR及ICT检测的人员,应经过射线防护安全、摇枕、侧架DR和ICT检测工艺培训,并取得放射工作人员证和上岗操作证。412从事DR
5、及ICT检测人员应取得铁道行业射线级或级以上级别的技术资格证书,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;了解铸钢摇枕、侧架的基本知识以及缺陷可能产生的部位和受力区。42工作场所421 概 述用于检测铸钢摇枕、侧架的DR及ICT系统的工作场所,应设置满足辐射防护要求的检测室、控制室,检测室位于辐射区,控制室位于非辐射区,并合理布局。422检测室4221 检测室应保持清洁、干燥、无火源,有良好的通风及照明,臭氧含量应符合国家相应标准要求。4222 检测室放射防护条件应符合GB 18871及GBZ 117的规定,温度范围应控制在535;湿度应控制在2080,不结露。4。223检测室
6、应有专用的接地设施和防静电、避雷设施,接地电阻应小于1 Q或按设备使用要求规定。4224检测室应安装监视装置,配备声光报警装置和安全联锁装置。1TBT 310542014423控制室4231 控制室应与检测室相邻设置,室内应干净、整洁,光线柔和。温度、湿度应符合相关控制设备使用条件要求。4232 控制室应有专用的接地设施和防静电、避雷设施,接地电阻应小于1 n或按设备使用要求规定。4。3检测装备431 检测系统铁道货车铸钢摇枕、侧架等关键部件的DRICT检测系统一般由x射线源、探测器分系统、扫描装置分系统、扫描控制分系统、重建检查分系统等组成。432 系统性能43。21 x射线源应采用高能电子
7、直线加速器,能量宜为9 MeV。4322 系统所能检测工件的长度不小于2 300 mm,能检测工件的质量不小于1 000 kg,能检测工件的纵向回转直径不小于800 mm。432。3 系统能够穿透的等效钢厚度小于200 mm。4324 DR扫描应满足下列技术指标:DR灵敏度:优于10,测试方法参见附录A,使用性型像质计时,其型号和规格应符合JBT7902的规定;最小图像矩阵:800 X 2 300。4325 旋转平移扫描模式及只旋转扫描模式ICT检测的技术指标应满足表1中的要求。表1 旋转平移扫描模式及只旋转扫描模式ICT检测的技术指标项目 旋转平移扫描模式 只旋转扫描模式空间分辨率 优于20
8、 lpmm,测试方法参见附录B 优于10 lpmm,测试方法参见附录B密度分辨率 03。测试方法参见附录c 05,测试方法参见附录C根据用户对成像质量的不同需求5 rain一 根据用户对成像质量的不同需求1 rain6 minICT扫描时间10 rain(2 0482 048) (2 0482 048)ICT重建时间 3 S(1 024 xl 024) 3 s(1 0241 024)根据实际需求可选2 0482 048、4 096 根据实际需求可选2 0482 048、4 0964 096、最大成像矩阵4 096、8 192 X 8 192 8 1928 1924326 系统图像处理软件应具有
9、图像缺陷自动识别与标识功能。5 检 测51 检测前的准备511 摇枕、侧架应在外观检查合格后进行DR和ICT检测。5。12 确认检测系统、安全联锁、监视系统、声光警示等正常工作。513摇枕、侧架应有专用的夹具进行装夹,装夹后的摇枕、侧架可以进行360。旋转,并能在任一旋转角度沿摇枕、侧架长度方向与探测器相对平移。被检摇枕、侧架在旋转和平移的过程中不产生窜动,检测区域都能在有效检测范围内。52 系统校正521 每月应采用阶梯试块对系统进行校正。当发现图像质量下降时应及时校正。校正方法如下:试块采用碳素钢或低合金钢材料台阶试块。试块最小台阶厚度不大于20 mm,最大台阶厚度不小于200 him,不
10、同厚度的台阶段数不小于8个。进行校正时,关闭工件旋转驱动;校正时,试块台阶面与射线方向垂直,台阶面长度方向与准直器方向一致;校正结束后,在图像处理软件中观察图像,验证校正2TBT 310542014效果,像质指数符合相应要求。522 每年进行空间分辨率、密度分辨率校正。53参数设置531 根据摇枕、侧架检测的要求选择扫描模式。532在开始扫描之前,根据扫描模式进行以下参数的设定:a)扫描参数:触发频率:50 Hz250 Hz;一一加密采样次数:1次;工件与探测器相对移动速度:120 mms;IcT检测位置:根据检测要求确定;ICT检测工件转动速度:360s。b)重建参数:IcT图像重建范围:1
11、00 mm;重建规模(重建图像的像素大小):不小于2 048 X2 048。5。4扫 描541 必要时,在扫描之前,摇枕、侧架上应放置适当的定位标记,以方便确认缺陷在工件中的位置。542摇枕、侧架的DR检测,最少需要进行四次扫查,具体各下:a)摇枕扫查:1)第一次扫描时,宜将心盘面与射线方向垂直或平行,参见图1,检测区域靠近探测器;2)第二次扫描宜以第一次扫描角度为基准,旋转15。300;3)第三次扫描宜以第一次扫描角度为基准,旋转一30。一15 o;4)第四次扫描宜以第一次扫描角度为基准,旋转90。或者旋转一90。(摇枕侧面与射线方向垂直);5)必要时,增加摆动检测扫描。f圈f l射线方向I
12、 II I图1 摇枕心盘面与射线方向垂直示意图b)侧架扫查:1)第一次扫描时,宜将弹簧承台面与射线方向垂直或平行,参见图2,检测区域靠近探测器;2)第二次扫描宜以第一次扫描角度为基准,旋转15。一30。;3)第三次扫描宜以第一次扫描角度为基准,旋转一30。一15。;4)第四次扫描宜以第一次扫描角度为基准,旋转90。或者旋转一90。(侧架侧面与射线方向垂直);5)必要时,增加摆动检测扫描。3TBT 310542014匦厂 J |I 、闲 n|函旁u怛趣热。一I l 图2 侧架弹簧承台面与射线方向垂直示意图54-3 DR扫描完成后,在DR图像上若需要判断缺陷截面情况时,在DR图像上指定需要进行IC
13、T检测的位置,提交给系统继续ICT检测。6 图像分析和缺陷评定61 图像获取通过直方图、对比度调整、图像缩放等操作,获取合适的观察图像。62缺陷评定6-21 进行缺陷评级判读时,显示图像大小与实际尺寸相同,与DR无损检测质量评定参考图谱进行比较,判断缺陷的类型和等级,DR无损检测质量评定参考图谱参见附录D。622对工件腔体圆弧处的缺陷显示,可参照各个方向DR检测的图像显示情况及工件形状和透照角度,评级时可适当提高缺陷的等级。623 进行缺陷评定判读时,一个评定区域的大小为177 mm127 mm。62-4在一个评定区域内,存在一个类别的缺陷且级别不同时,取其中最严重的级别为最终评定级别;存在两
14、类及两类以上缺陷时,对照DR无损检测质量评定参考图谱分别评定。625 图像上焊补区域的气孔、夹渣缺陷,视为铸造缺陷进行评定。7检测记录和数据保存71 检测记录至少包括以下内容:a)检测产品的名称、型号、铸造顺序号、铸造年月、材质代号及企业代号等;b)检测工艺参数:检测系统型号、扫描方式、工件旋转角度、检测位置、扫描参数、重建参数、图像编号等;c)评定结果:评定标准、评判结果、检测人、评定人、检测日期等。72 检测记录及电子图像应妥善保存。附 录 A(资料性附录)DR检测灵敏度测试方法TBT 310542014A1 线型像质计测试方法A11 线型像质计线型像质计由一组最小长度25 mm的钢线组成
15、,每组7根。线之问相互平行、依线径增大的顺序并列排放,各线轴之问的距离不小于线径的3倍且不小于5 mm,见图A1。像质计采用线号为17一组或者610一组,线号与钢线标称直径见表A1,其要求应符合JBT 7902的要求。图A1 线型像质计示意图表 A1线号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12标称直径320 250 200 160 125 100 080 063 O50 040 O32 025A12测试方法选择的扫描工艺及图像处理等条件要与实际检测试件的条件一致。将像质计放置于厚度为40 mm、60 mm、80 mm、100 mm试块上。至少有10 mm钢线长连续清晰可见,该钢线
16、就认为可识别。按A13计算检测灵敏度,每一个试块厚度上的检查灵敏度都达到要求,则认为系统DR检测灵敏度符合要求。A13检测灵敏度的计算按公式A1计算系统的DR检测灵敏度。R=(dT)100 (A1)式中:R系统DR检测灵敏度的数值;d在各个厚度的试块上能够分辨的最小的丝的直径的数值,单位为毫米(mm);STBT 310542014卜试块厚度的数值,单位为毫米(mm)。A2 阶梯孔型像质计A21 阶梯孔型像质计阶梯孔型像质计是由一系列阶梯构成的钢材料部件或组件,每个阶梯上有一个或多个直径与该阶梯厚度e相等的圆孔。其基本结构如图A2所示。图A2 阶梯孔型像质计示意图A22测试方法选择的扫描工艺及图
17、像处理等条件要与实际检测试件的条件一致。将像质计放置于厚度为40 mm、60 mm、80 mm、100 film试块上。若阶梯孑L上有两个同径孔,两孑L均可识别,该阶梯孑L才可视为识别。按A23计算检测灵敏度,每一个试块厚度上的检查灵敏度都达到要求,则认为系统DR检测灵敏度符合要求。A23检测灵敏度的计算按公式A2计算系统的DR检测灵敏度。R=(eT)X 100 (A2)式中:R系统DR检测灵敏度的数值;e在各个厚度的试块上可识别的最小的阶梯孔孔径的数值,单位为毫米(mm);卜试块厚度的数值,单位为毫米(mm)。6附 录 B(资料性附录)空间分辨率测试方法TBT 310542014B1 线对测
18、试卡法B11 线对测试卡线对测试卡是在低密度材料(通常为聚丙烯或其他透明塑料)制成的基体内部布置一系列由高密度材料钢片制成的线对组,每个线对组由四块规格尺寸相同的钢片平行:1t列构成。其基本结构如图B1所示。图B1 线对测试卡示意图线对组每个线对组中的钢片厚度丁,相邻片中心间距2丁。可以根据实际情况加以选择,一般应包括0125 mm,025 mm,05 mm,1 mm。钢片的长度为15 mm20 mm,高度为10 mm15 mm。基体直径西应使基体包含整个线对组系列,一般不大于40 mm。基体厚度日不小于钢片高度。B12测试方法选择的扫描工艺、重建参数及图像处理等条件要与实际检测试件的条件一致
19、。切片位置应选在测试卡的中部区域。根据线对测试卡的ICT图像按B13计算空间分辨率。B13 空间分辨率的计算按公式B1计算系统的空间分辨率R。R=(12)(1T。i。) (B1)式中:尺空间分辨率的数值,单位为线对每毫米(1pmm);Tmi在ICT图像上能够分辨的最小线对组(在10的调制度下分辨出的线对组)的钢片厚度的7TBT 310542014数值,单位为毫米(mm)。B2 圆孔型测试卡B21 圆孑L型测试卡圆孑L型测试卡是在钢的圆柱形基体上,加工一系列直径不同的圆形孑L,孑L成行状排列。其基本结构如图B2所示。卜图B2 圆孔型测试卡结构图圆孔型测试卡的孑L径为D,孑L(或中心)间距为2|D
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