数字射线透照技术精确检测材料的缺陷及厚度的方法属于无损检测领域。把带固定斜率的试块，放置于被检测材料上，当由上向下的射线场同时穿过被检工件和带有固定斜率的试块时，由数字射线接收平板接收到衰减后的射线，由数据显示处理单元转换成二维图像；对于平板焊缝检测，带固定斜率的试块放置在被检工件旁边；该试块为截面是直角梯形的试块，其中直角边水平放置和工件在一个水平面上；对于小径管检测，用截面为半圆环形的带斜率试块，该试块轴向方向的截面为半圆环形，周向方向的截面为直角梯形；截面为半圆环形的带斜率试块的内径等于小径管的外径，试块紧密包裹在被检工件外，且放置在焊缝旁边。此方法能精确测量缺陷的高度、焊缝余高等，不会出现误判。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了，属于无损检 测领域。
技术介绍
1、工业射线透照技术 射线检验属于无损检测的一种，有X射线检验、γ射线检验、高能射线检验和中子 射线检验等方法。对于工业射线检验来说，一般使用的是X射线检验和γ射线检验。其原 理是：当强度均匀的射线束透照射物体时，如果物体局部区域存在缺陷或结构存在差异，它 将改变物体对射线的衰减，使得不同部位透射射线强度不同，这样，采用一定的检测器（例 如，射线照相中采用胶片）检测透射射线强度，就可以判断物体内部的缺陷和物质分布等， 从而完成对被检测对象的检验。 随着电子及计算机技术的发展，采用平板探测器（通过转换将穿透的X射线转换 成数字信号传输到电脑显示，省去了了胶片及洗片的过程）x射线直接成像检测（DR)系统 已经开始广泛应用于工业、安全、研究、医疗等领域。数字式X射线DR技术具有检测速度快、 灵敏度高、分析方法丰富、辐射低、无耗材等显著优点。 2、工业无损X射线检验的相关标准及试块检测方法介绍 2013年6月，国家主席习近平颁布的第四号主席令，《中华人民共和国特种设备安 全法》自2014年1月1日正式实施，特种设备包括锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机 械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内专用机动车辆等。这些设备一般具有在高压、高温、 高空、高速条件下运行的特点，易燃、易爆、易发生高空坠落等，对人身和财产安全有较大危 险性。特种设备生产、经营、使用、检验、检测应当遵守有关特种设备安全技术规范及相关标 准。 作为五大常规无损检测方法之一的射线检测（radiology)，在工业无损检测上有 着非常广泛的应用。航空航天、电力、国防、电力等行业对于检测都有相关的行业检测标准 和规程。《中华人民共和国行业标准JB/4730》和《在用工业管道定期检验规程》，规定了射 线检测的要求、工艺方法、检测质量评定分级、缺陷的定义、测量方法等。摘取如下： JB/T 4730《承压设备无损检测》表6 各级管道所所允许的单个焊接接头中未熔合自身高度的最大者 4730表21管外径DpiOOmm时不加垫板单面焊未焊透的分级 从以上标准和条款中分析，对于制造过程和在用检测，对于管道的"未焊透'未熔 合深度都需要精确测定，测定方法按4730标准规定，采用对比试块进行。 小径管专用对比试块（I型）的尺寸见下表（单位mm) 标准还规定，管径大于IOOmm的一般对比试块采用条形试块，其缺陷尺寸见下表 (摘取JB4730国家标准）。 表H. 2 -般对比试块（II型）的尺寸mm 通过上述的摘取标准内容和论述，我们知道：目前管道焊接缺陷（未焊透、未融 合、咬边等）的评级是通过阶梯试块对比缺陷位置的黑度，再按缺陷的大小除以管道的公 称厚度，进行评级评定的。 其他标准，如电力标准《DL/T821-2002》、石油、国军标等均采用类似的定义和测量 方法：采用梯度对比试块进行直接黑度比对。 由上面的介绍可以总结：现有的缺陷测深和评级，都是以条状或槽型的阶梯对比 试块的影像黑度和缺陷的影形黑度对比实现的。而这些方法存在的缺点论述如下： 1、传统射线照相检测（测量胶片黑度）存在的问题： 1)、读数精度误差：胶片的有效黑度范围约为1.5-4. 0,人眼的视别能力是 0. 006-0. 008,约500个级别，黑度计在测量胶片黑度中，标准规定误差级别约为0. 05,胶 片黑度计的测量级别为〇. 05级，每0. 05黑度为一个级别，在有效黑度范围，1. 5-4. 0内， (4. 0-1. 5)/0. 05 = 50级，级别较低，测量精确度受到限制。采用数字射线时黑度（也叫灰 度）为14、或16位，响应的灰度范围16000或65000,精度要高于胶片。 2)、测量误差：工件中一般需要测定深度的缺陷是细线型的，其在胶片上显示的特 征是细的黑线，如未焊透，未熔合，咬边等，此类缺陷的宽度一般在0. 5MM以下甚至更小， 而槽型对比试块的槽宽度为2MM，对于测量用的黑度计，其打点的针头为毫米级，当用于测 定槽型试块槽的黑度时，能够找准其位置，当测定缺陷处黑度时，往往难以找准其位置，一 是缺陷宽度远小于针头宽度，二是底片在自然光线下是黑色的，人眼不易辨别其缺陷精确 位置，所以测量误差较大。同样，胶片的处理（温度、药水、显影时间、胶片保持环境等）差 异也会导致测量结果的差异。另外，操作人员的视力影响、技能水平也会影响测量结果。 2、对于数字数字射线来说： 目前无区别于胶片的专用试块，相关标准规定（JB/4730. 11，近期已经改为 NB47013, 7月开始宣贯）可以参考如上所述的（胶片）标准执行，但没有具体实施的方法、 步骤、要求。目前标准试块用于数字射线（DR)时，虽然可以去除胶片检测的某些缺点，但数 字射线检测有其区别于常规胶片的特点，而这些独有的特点给判定带来了麻烦。目前的比 对试块还存在如下问题： 1)、之前采用黑度计对比观测，胶片黑度范围一般最大为1.5-4. 0.范围小，数字 射线的灰度范围大1. 6万或6. 5万个灰度级，图像灰度感官上起伏很大。不容易选取基准 点进行比对。见图1，均匀管壁上选取的一段直线其灰度线（坐标框内的曲线）起伏很大： 2)、阶梯试块每个阶梯都是直角，对于感光灵敏度更高（相比胶片高1-2个数量 级）的数字射线来说，散射影响从感官上来讲更大。如图2为数字射线拍摄的带阶梯试块 (槽型）的管道界面显示，其中线性图显示了直角凹槽的边缘部分的图像，见标注画圈的位 置，理论上应该为直角，由于散射的作用其为带有抖动的过渡数值灰度。这种情况在现实检 测时会导致用户无法确认比对的精确位置。 3、更重要的一点是，上述的两种方法均存在误判（不准确）的可能性： 目前实施的标准和方法，只测量缺陷位置的绝对灰度、再和梯度试块上人工缺陷 的灰度进行对比，以此来判定缺陷的高度是否超过试块上的人工缺陷。但是，此方法没有 充分考虑焊缝余高变化对灰度带来的影响（灰度取决于真实穿透的厚度）。比如GB50235 《工业金属管道施工规范》要求对接焊缝的余高< 1+0. 2b (b为焊缝坡口宽度）并且不大于 3mm，所以实际焊接时余高在一定范围内均能够满足施工标准。但现场检测时，高度固定的 未融合缺陷，出现在余高2mm和Imm的余高中时，其最终灰度一定会有差别，和试块对比时 可能会导致评级结果会有所不同。 而2015年4月颁布的最新标准NB/T47013 (替代JB/4730的最新版本，9月1日实 施）要求考虑余高差异，并根据余高高度（试块的厚度等于余高高度）来制做试块，但仍然 采用阶梯试块灰度对比的方式。可是，实际现场的焊接环境、人员差异等决定了余高的范围 很大，并且同一条焊缝的余高起伏也比较大，试块高度难以确定；比如，焊缝起伏较大时，如 何制作参考试块并没有说明。
技术实现思路
本专利技术能够解决上述的所有问题。具体论述如下： 基本原理依据：同等透照条件下，射线穿过等厚度的同材质的工件后其灰度相等； 同样，透照条件相同时，相同灰度的位置穿透的材料厚度也相等。 本专利技术提出一套系统，包括把带固定斜率的试块，放置于被检测材料上，当由上向 下的射线场同时穿过被检工件和带有固定斜率的试块时，由数字射线接收平板接收到本文档来自技高网...
【技术保护点】
数字射线透照技术精确检测材料的缺陷及厚度的装置，其特征在于：包括把带固定斜率的试块，放置于被检测材料上，当由上向下的射线场同时穿过被检工件和带有固定斜率的试块时，由数字射线接收平板接收到衰减后的射线，由数据显示处理单元转换成二维图像；对于平板焊缝检测，带固定斜率的试块放置在被检工件旁边；该试块为截面是直角梯形的试块，其中直角边水平放置和工件在一个水平面上；对于小径管检测，用截面为半圆环形的带斜率试块，该试块轴向方向的截面为半圆环形，周向方向的截面为直角梯形；截面为半圆环形的带斜率试块的内径等于小径管的外径，试块紧密包裹在被检工件外，且放置在焊缝旁边。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵建江，
申请(专利权)人：赵建江，
类型：发明
国别省市：北京;11
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