小口径管子对接焊缝X射线实时成像检测规程
1 范围
本规程适用于钢制管子外径D≤100mm，管子壁厚2mm≦t≦13mm的小口径管对接焊缝的检验。
2 规范参考标准
2.1 GB/TI19293-2003《对接焊缝X射线成像检测法》
2.2JB4730.2-2005承压设备无损检测
3.3GB18871电离辐射防护与辐射源安全标准
3 术语和定义 下列术语和定义适用本标准
3.1图像处理（利用数字成像处理技术，将图像对比度和清晰度进行增强，以获得良好的图像质量和视觉效果）
3.2灰度（图像中黑白程度的分级值）
3.3图像对比度（检测图像中细节影像与背景影像的灰度差）
3.4系统分辨率（系统分辨率是指成像系统显示细节的能力，用每毫米线对数1.P/mm）表示
3.5像数（像数是构成图像的最小单元）
3.6原始图像数据（是指初始采集而未作处理的图像数据）
4 人员的要求
4.1 从事本规程的检验人员，应根据相应标准通过考核，取得射线中级或高级资格，并需通过本检验方法的技术培训后，方可进行相应的工作。
4.2图像评定人员应能分辨距离为400mm远的一组高为0.5的印刷字母。评定人员的视力每年检查一次。
4.3图像评定人员在评定前应进行图像灰度分辨率的相应训练，要求在36个灰度块中能分辨出4个连续变化的灰度块。
5 设备
5.1构成：由以下装置：X射线机、X射线接受转换装置、数字图像处理单元、图像显示单元、图像存储单元。
5.2X射线机—射线源采用320恒电位X光机
焦点尺寸：3.0*5.5mm(大焦点)
(EN12534)1.5*4.0mm(小焦点)
5.3X射线机接受转换装置—X射线接受转换装置是硅晶化合物为接收单元的扫描式X射线接受器。
型号：SEZW2-160 规格：160mm
图像点数：1856(接受器分辨率设置为0.083mm) 920(接受器分辨率设置为0.167mm)
5.4数字图像处理单元——利用图像处理软件对采集的原始图像进行降噪、对比度增强、边缘增强等处理并且具有图像几何尺寸测量功能。
5.5图像显示单元——17英寸计算机显示器，分辨率1024×768，刷新频率85hz以上。
5.6图像存储单元——图像编号后作为文件临时存储在硬盘上，并刻录在光盘上以供今后查阅。
5.7根据被检测焊缝的材质和厚度范围选择X射线机的能量范围。但是不宜用高能量的机器透照相对较薄的工件。
5.8系统分辨率
5.8.1X射线实时成像系统分辨率不小于3.0L/mm。可用标准的分辨力测试卡测试（测试方法见附录A）
5.8.2使用阶梯试块评价对比灵敏度，试块必须与被检测工件的材质相同，其阶梯显示被检材料最厚和最薄面的100％、99％、98％、97％(测试方法见附录B)。要求薄面对比灵敏度不低于3％，厚面对比度不低于2％。
6 设备性能测试规定
设备系统分辨力、对比灵敏度的校验每三个月测试一次。系统每次修理或调整、更换有关零部件或软件都需要重新校验系统分辨力和对比灵敏度。系统性能的定期测试记录应有保存。对比灵敏度见附录B，对比试块见附录C。
7 检测工装
检测连续焊缝，当需要记录多个位置的透照图像时，焊缝搭接长度不低于10mm。
8 相关要求
工作室环境温度范围：(15～25)度，X射线室环境温度(5～15)度，相对湿度≦80％。应配备空调系统调整。
9 图像处理方法
9.1成像系统至少应进行以下方法处理：
(a)连续帧叠加 (b)勾边处理(c)对比度增强。任何处理方法都不得改变图像的原始数据。
9.2图像处理可以在整个屏幕上进行，也可以在屏幕局部部位的焊缝区域进行。
10图像质量
10.1测定方法 —采用金属丝像质计来测定图像质量。
10.2在每班开始工作时应校验探伤灵敏度，当透照参数(如电压、焦距、降噪时间等)发生改变时，应重新校验灵敏度；在相同条件下，连续开机4小时应校验灵敏度。
10.3校验灵敏度的图像应和该批次焊口图像一起保存。
10.4使用JB4730.2规定的专用线型像质计评价探伤灵敏度。像质计应横跨放置。要求在邻近焊缝母材金属区能识别的最细钢丝直径符合表1的要求。在显示器上观察像质计的动态和静态影响时，专用线型像质计至少能识别两根金属丝，且长度不小于10mm。一般按AB级要求选择像质计。
10.5几何条件的要求
所选用射线源至工件表面的距离f宜满足以下要求：f≧10d•b2/3
d—有效焦点尺寸；
b—工件表面至成像接收器的距离。
10.6表面状态的要求—焊缝表面应符合目视检验有关要求，管子焊缝表面及附近应无脱层氧化皮及油漆等污物，焊缝应向母材平滑过度。焊缝上的不规则状态，不应掩盖缺陷影像，否则应作休整。
11透照方式的要求和选择
根据客户要求和工艺，选择相应的透照方式。
11.1透照采用双壁双影透照法。射线束中心一般与被检测焊缝平面倾斜一定角度，以便把射线源侧焊缝和成像接收器侧焊缝的影像在显示器上分开。
11.2采用“双壁双影展开式”透照法属于动态成像。当管子旋转时，接收器连续不断采集中心位置数据，从而获得小口径管对接焊缝的展开图。每个焊口应旋转大于360度，每个管口的成像长度必须大于焊缝展开长度，首尾保证有10％以上的搭接长度。
11.3采用“双壁双影椭圆成像”透照法属于静态成像。当T/D0≧0.12时，相隔120°或60°透照3次。
11.4X射线能量的选择
X射线能量的选择应符合JB/4730.2的规定。不同的透照厚度允许采用的最高X射线管电压不超过图1的规定。
12成像技术
12.1几何放大
根据X射线机头、被检焊缝和射线接收转换装置三者之间相互位置的关系，几何放大倍数M为：
M＝I+L2/L1………………(1)
式中：L1—X射线机焦点至被检测焊缝表面的距离；
L2—被检测焊缝表面至射线接收转换装置表面的距离。
12.2放大倍数M的选取
最佳放大倍数为：Mopt＝I＋(U1/d)2/3……(2)
式中：U1—系统固有不清晰度；
d—焦点尺寸。
13图像的观察
13.1图像观察分为动态和静态观察。
13.2应在光线柔和的环境下观察检验图像，图像显示器屏幕应清洁、无斑痕、无明显的光线反射。观察距离约为显示屏幕高度的3～5倍。
13.3图像可以正像和负像显示。
14图像尺寸测量
14.1标定方法 将经过计量的或已知精确尺寸的试体紧贴被检测焊缝的一侧与焊缝同时成像。用计算机提供的测量方法多次测量图像上试体放大或缩小比例，当测量值稳定于某一定值时，表示图像评定尺的标定结果已经准确。
14.2评定前的标定 每次评定前，应作一次标定。连续透照检验时，在透照工艺一致的条件下，每一条同类型的需评定的焊缝检验图像中，应至少有一幅图像是具体有校验图像标定尺寸。
14.3测量误差应小于0.3mm。
15验收标准 按JB4730.2—2005标准评
15.1 合格焊接接头内不允许存在裂纹、未熔合、未焊透、深孔和烧穿等缺陷。
15.2 圆形缺陷评定
15.2.1 在10×10mm圆形缺陷评定区内或与圆形缺陷评定区边界线相割的缺陷均应划入评定区内。将评定区内的缺陷按表2的规定换算为点数，圆形缺陷的点数在圆形缺陷评定区大于表3的规定或单个圆形缺陷长径大于T/2时不合格。
缺陷长径,mm ≤1 ＞1～2 ＞2～3 ＞3～4 ＞4～6 ＞6～8 ＞8
缺陷点数 1 2 3 6 10 15 25
表2 缺陷点数换算表
表3 合格焊缝允许的圆形缺陷最多点数
评定区(mm) 10×10
母材公称厚度T(mm) ≤10 ＞10～15 ＞15～25
允许的缺陷点数 3 6 9
15.2.2 当缺陷的长径尺寸≤0.5mm时，评定时不计该缺陷的点数。管子母材公称厚度T ≤5mm的Ⅱ级对接焊接接头，不计点数的缺陷在圆形缺陷评定区内不得多于10个，超过时对接焊接接头不合格。
15.3 条形缺陷的评定按表4的规定
单个条形缺陷最大长度 一组条形缺陷累计最大长度
T/3（最小可为4） 在长度为12T的任意选定条形缺陷评定区内，相邻缺陷间距不超过6L的任一组条形缺陷的累计长度应不超过T,但最小可为4
注1：L为该组条形缺陷中最长缺陷本身的长度；T为母材公称厚度，当母材公称厚度不同时取较薄板的厚度值。
注2：条形缺陷评定区是指与焊缝方向平行的、具有一定宽度的矩形区， T≤25mm，宽度为 4mm；25 mm＜T≤ 100mm，宽度为6mm；T＞100mm，宽度为8mm。
注3：当两个或两个以上条形缺陷处于同一直线上、且相邻缺陷的间距小于或等于较短缺陷
长度时，应作为1个缺陷处理，且间距也应计入缺陷的长度之中。
表4 合格对接接头允许的条形缺陷长度 mm
15.4 根部内凹和根部咬边的评定
15.4.1 管外径Do≤100mm的小径管的根部内凹和根部咬边深度可采用附录H规定的小径管专用对比试块 (ⅠA或ⅠB型) 进行测定。测定时，对比试块应置于源侧表面、靠近被测根部内凹和根部咬边缺陷附近部位。
15.4.2 合格焊缝根部内凹和根部咬边缺陷不大于表5的规定。
根部内凹和根部咬边最大度mm 根部内凹和根部咬边最大总长度与焊缝总长度的比
与壁厚的比 最大值
≤15％ ≤1.5 ≤30％
注：对断续根部内凹和根部咬边,以根部内凹和根部咬边本身的长度累加计算总长度。
表5 外径Do≤100mm时根部内凹和根部咬边
15.5 综合评级
在条形缺陷评定区内同时存在多种缺陷时，应进行综合评级。对各类缺陷按CG1502分别评定级别，取质量级别最低的级别作为综合评级的级别，超过Ⅱ级为不合格；当各类缺陷的级别相同为Ⅱ级时，综合评级判为不合格。
16射线防护 射线防护应符合GB18871—2002的有关规定。
17图像存储及检验报告
17.1检验图像应及时刻录在光盘(CD_R)上，光盘背面应写上探伤报告号。光盘保存在防磁、防潮、防尘、防挤压的环境中。
17.2相应的原始记录及检验报告、光盘应至少保存七年以上。
17.3检验报告的内容应包括：产品的名称、编号、规格、材质；检验设备的型号、焦点尺寸、及检验参数、检验部位、检验比例、检验标准、验收等级、评定等级、返修情况、检验等。
17.4验收报告应由II级或II级以上人员签字。
18关于空间分辨率和静态分辨率的测试
18.1概述 空间分辨率是可以检测到数字化图像的最小单元尺寸，以实时成像系统识别的毫米线对数来表征。
18.2线对试块 线对可选用Nr91237(typ82)或Nr38910(typ56)等。每毫米宽度内所排列的线对数称为毫米线对数，用LP/mm表示。
18.3空间分辨率与图像不清晰度Uf的关系是：
Uf＝1/线对数
18.4测试方法 空间分辨率的测量在静态下进行。将图像测试卡放在接收器中心区域，线对栅条与水平位置垂直，按如下工艺条件进行透照，并在显示屏上成像：(a)焦距600mm (b)管电压50kv (c)管电流2ma
18.5X光机大、小焦点分别测量空间分辨率。
18.6在显示屏上观察测试卡影像，观察到两根分离的线条刚好重合一根线条时所对应的线对数即为系统的空间分辨率。
18.7静态分辨率可以用线型像质计进行测试，达到相应要求，满足检测。
19实时成像检测的工艺标定
实时成像检测工艺的制作关系到图像质量，必须按系统软件的步骤精确计算。步骤如下：
(a)在系统软件菜单里点击工艺。
(b)选择标定工艺文件，系统根据标定的工艺文件创建时的积分时间、和分辨率自动填写“分辨率”、“运行速度”、“积分时间”，其中积分时间可以根据实际情况改写，“运行速度”自动根据积分时间计算后填写。
(c)计算次数，为达到精确，选用5次。
(d)分辨率的选择，通常选择0.083mm和0.167mm
(e)降噪时间30ms
(d)经过5次的精确计算，确定了电压kv和电流ma，满足了工艺要求即可以标定工艺名称。
20图像评定
图像的评定分为两部分：系统软件评定和手工评定相结合，并做好评定记录，确保真实可靠。评定满足JB4730—2005。
21实时成像检测设备属于精密仪器，需做好日常的保养与维护。其中训机是必须严格执行，确保检测过程的稳定性。训机有以下几种方式：
(a)自动训机 软件状态下点击训机列表自动训机。
(b)手动训机 1停X光机超过8小时且小于48小时训机(大焦点)2起始电压50kv～120kv，每300秒增加10kv，电流2ma。120kv~使用电压＋10kv，每300秒增加5kv，电流2ma。
(c)注意事项！ 1训机过程中高压不可以停2训机期间如果出现错误，按错误信息查找原因，在确保解决错误之后，方可以开始训机。
22工业电视实时成像检测操作过程及流程图流程见附录D
a准备：工作人员佩戴个人剂量仪。系统安全检查，接通电源。
b开启计算机，显示器、监视器。调整焦距及调试控制面板工作按钮。
c射线训机(参照训机规程)
d点击计算机桌面上成像检测软件和射线电压电流应用软件。评片和扫描程序以及看图在相应的菜单中打开。选择合适的电压和电流。
e选择工艺文件。如需要新建工艺文件，送入被检测工件，在被检测工件表面光洁处(母材)，此操作过程中严格要求选择合适的电压电流参数，控制好分辨率和灵敏度。
f开始工作，扫描成像检测，退管。
g评片，记录，报告。图像储存及刻录。
h评片如遇不合格，切割重新焊接检验至合格。
i每日工作结束后，在菜单中打开组件选择，查找工作令号，进行复评。
j退出扫描软件，退出电压电流应用软件，机械工装电源。关闭显示器、监视器。
k停机5min以上关闭射线机电源，关闭空调。
附录ABCD
附 录 A
（规范性附录）
空间分辨率的测试
A.1 概述
空间分辨率是可检测到的数字化图像的最小单元尺寸，以实时成像系统识别的毫米线
对数来表征。
A.2 线对试块
线对试块可选用Nr91237(typ82) 或 Nr38910(typ56)等。
A.2.1 每毫米宽度内所排列的线对数称为毫米线对数，用LP／mm表示。
A.2.2 空间分辨率与图像不清晰度Uf的关系是：
Uf＝1／线对数
A.3 测试方法
A.3.1 空间分辨率的测量在静态下进行。
A.3.2 将图像测试卡放在接收器中心区域,线对栅条与水平位置垂直,按如下工艺条件进行透照,并在显示屏上成像：
a) 焦距600mm；
b) 管电压50kV;
c) 管电流2mA；
A.3.3 X光机大、小焦点分别测量空间分辨率。
A.3.4 在显示屏上观察测试卡影像，观察到两根分离的线条刚好重合成一根线条时所对应的线对数即为系统的空间分辨率。
附 录 B
（规范性附录）
对比灵敏度的测试
B.1 概述
对比灵敏度是可检测到的最小射线剂量改变量，反映了发现沿射线束方向缺陷的能力。
B.2 对比灵敏度试块
对比灵敏度试块按ASTM E 1647的要求制造。
B.3 对比灵敏度的测量
B.3.1 对比灵敏度的测量在静态下进行。
B.3.2 对比灵敏度的测量应尽可能接近实际检验条件。这些条件包括管电压、管电流、焦距、降噪时间等参数。
B.3.3 最浅的凹进处能可靠的且重复的成像，定为极限对比灵敏度
附 录 C
（规范性附录）
对比试块的型式和规格
C.1 对比试块
对比试块分为小径管专用对比试块（Ⅰ型）和一般对比试块（Ⅱ型）两类。制作对比试块的材料应与被检工件的材料的射线吸收系数相同或相近。
C.2 小径管专用对比试块的型式、规格和尺寸
Ⅰ型专用对比试块分ⅠA和ⅠB两种型式，其规格和尺寸应符合图C.1和表C.1的规定。
图C.1 小径管专用对比试块Ⅰ
管壁厚T 第一阶厚度T1 偏差 第二阶厚度T2 偏差 第三阶厚度T3 偏差
3.5 1 0
- 0.06 0.65 + 0.025
0 0.5 +0.025
0
4 1 0.6 0.4
5 1 0.5 0.25
6 1 0.4 0.1
表C.1 小径管专用对比试块（Ⅰ型）的尺寸 mm
附 录 D
（资料性附录）
D.1实时成像操作流程图
No
是
|
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
千斤顶
显身卡