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  Age留白123 2017-07-07 00:00:00

  　　X射線照相法操作簡單，結(jié)果顯示直觀，是企業(yè)常用的無損檢測方法之一.但該方法檢測成本高，檢測圖像不能動(dòng)態(tài)可調(diào)，因此目前國外已普遍采用X射線實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)和工業(yè)CT 成像系統(tǒng).X 射線照相法是使用Z廣泛的無損探傷方法，僅膠片一項(xiàng)，每年就需要十幾萬元，而X 射線實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)的檢測費(fèi)用還不及照相法的1 % ，每年節(jié)約成本在十萬元以上.但該系統(tǒng)價(jià)格昂貴，一次成本高，以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不全面等原因，限制了其在國內(nèi)的普及和使用.從長遠(yuǎn)利益出發(fā)，為降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，引進(jìn)了一套飛利浦X 射線實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)由飛利浦MG325 X 射線系統(tǒng)，XRS232 型圖像增強(qiáng)器和PXV2200 型圖像處理系統(tǒng)組成. 　　同傳統(tǒng)照相法相比，X 射線實(shí)時(shí)成像的檢測原理變化很大.傳統(tǒng)照相法是將穿過零件的X 射線在膠片上感光，根據(jù)膠片的灰白程度判定零件內(nèi)部質(zhì)量，得到的圖像是靜態(tài)不可調(diào)的.而X 射線實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)是將穿過零件的X 射線經(jīng)圖像增強(qiáng)器，CCD(電荷耦合器件) 攝像系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)換成一幅數(shù)字圖像，這種圖像是動(dòng)態(tài)可調(diào)的，電壓，電流等參數(shù)實(shí)時(shí)可調(diào)，同時(shí)計(jì)算機(jī)可對動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行積分降噪，對比度增強(qiáng)等處理，以得到Z佳的靜態(tài)圖像. 　　X射線實(shí)時(shí)成像在國外應(yīng)用比較成熟，而國內(nèi)近幾年才有應(yīng)用，技術(shù)經(jīng)驗(yàn)還不很成熟，相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還很欠缺，這些因素一直影響著該系統(tǒng)的推廣應(yīng)用.國外相關(guān)技術(shù)資料和國內(nèi)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，2.0～30mm 厚金屬材料的實(shí)時(shí)成像檢測靈敏度已接近或超過了照相法，但過薄和過厚兩個(gè)極限厚度的靈敏度與照相法還有差距.實(shí)時(shí)成像實(shí)際應(yīng)用的瓶頸問題是如何使實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)符合"三度四性"(三度指厚度靈敏度，清晰度和像質(zhì)計(jì)靈敏度，四性指環(huán)境適應(yīng)性，周期連續(xù)性，規(guī)格覆蓋性和機(jī)械傳動(dòng)性)的要求，盡可能使該系統(tǒng)完全適用于各種零件的檢測;同時(shí)根據(jù)試驗(yàn)研究，結(jié)合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，在不降低標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的在線檢測. 　　1 影響像質(zhì)的因素 　　1. 1 參數(shù) 　　影響實(shí)時(shí)成像的參數(shù)很多，主要因素有像素，對比度，不清晰度，分辨力，放大倍數(shù)和透照電壓. 　　1. 1. 1 像素 　　像素是由系統(tǒng)決定的，一般為512 ×512 ，像素越高，圖像越清晰. 　　1. 1. 2 對比度 　　對比度一般直接在微機(jī)上測出.設(shè)某一點(diǎn)的灰度為M ，背景灰度為N ，則對比度C = M - N .試 　　驗(yàn)表明，對比度40～210 效果Z佳. 　　1. 1. 3 不清晰度 　　不清晰度是指一條明銳的棱邊在成像后變得模糊并擴(kuò)展成一區(qū)域的寬度.不清晰度直接影響圖 　　像質(zhì)量，不清晰度過大， 得到的圖像模糊不清， 操作人員無法讀取缺陷.如圖1 所示， Ug 為焦點(diǎn)引起 　　的幾何不清晰度，L1 表示焦點(diǎn)到工件的距離， L2 表示工件到圖像增強(qiáng)器的距離，則放大倍數(shù)M 為 　　設(shè)圖像增強(qiáng)器的不清晰度為Ui ，圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)后的總不清晰度U 為 　　圖1 零件透照圖 　　圖像增強(qiáng)器不清晰度Ui 一般固定不變，試驗(yàn)測得Ui = 0. 5～0. 7mm.為得Z佳圖像效果，降低總 　　不清晰度，放大倍數(shù)不宜過大，焦點(diǎn)尺寸越小越好. 　　1. 1. 4 圖像分辨力 　　圖像分辨力在數(shù)值上等于不清晰度的倒數(shù)，它主要與以下幾個(gè)因素有關(guān). 　　(1) 所選用的圖像增強(qiáng)器和攝像系統(tǒng). 　　(2) 對比度，當(dāng)對比度 40. 　　1. 1. 5 放大倍數(shù) 　　放大倍數(shù)M 是實(shí)時(shí)成像的密度靈敏度和不清晰度的重要影響因素.采用飛利浦三視野圖像增強(qiáng) 　　器，320kV(1. 2mm ×1. 2mm 焦點(diǎn)) X 射線管，X 射線管到圖像增強(qiáng)器的距離L = 1 000mm ，對厚度 　　T 分別為5 ，10 ，15 ，20mm的鋼件在不同放大倍數(shù)M 下用線型像質(zhì)計(jì)測量密度靈敏度S ，結(jié)果見表 　　1. 表1 靈敏度S 與厚度T 和放大倍數(shù)M 的關(guān)系 　　由表1 可見，當(dāng)放大倍數(shù)> 2 時(shí)，靈敏度數(shù)值增大，實(shí)際靈敏度反而降低，因此采用過大的放大倍數(shù) 　　對于靈敏度的提高沒有太大意義.Z佳放大倍數(shù)Mo 由圖像增強(qiáng)器的固有不清晰度Ui 和射線源尺 　　寸d 決定，由Mo = 1 + ( Ui/ d) 3/ 2計(jì)算可得， Mo 在1. 2～1. 5 時(shí)，綜合考慮放大倍數(shù)與密度靈敏度， 　　不清晰度之間的關(guān)系以及現(xiàn)場的情況，對于1. 2～4. 0mm的焦點(diǎn)建議放大倍數(shù)介于1. 0～3. 0 ，此時(shí) 　　能滿足零件靈敏度的要求，動(dòng)態(tài)靈敏度 2 % ，滿足無損檢測有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際使用 　　要求. 　　1. 1. 6 透照電壓 　　照相檢驗(yàn)中為得到一定黑度的底片，膠片必須經(jīng)過曝光，曝光量在數(shù)值上等于電流和時(shí)間的乘積; 　　而實(shí)時(shí)成像無需曝光過程，只要X 射線穿過零件就能在顯示器上成像，因此對實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)來講，研究 　　曝光量沒有多大的實(shí)際意義. 　　為防止過強(qiáng)的射線對圖像增強(qiáng)器的損害，在透照過程中，電壓應(yīng)從零緩慢升起，直到能看清楚每個(gè) 　　細(xì)節(jié)為止. 　　1. 2 靈敏度 　　1. 2. 1 與照相法的比較 　　制作了具有代表性的焊接試樣，在各試樣的焊縫部位加工了生產(chǎn)中可能產(chǎn)生的缺陷，然后用照相 　　法和實(shí)時(shí)成像法進(jìn)行檢測，結(jié)果如表2 所示(缺陷按航標(biāo)進(jìn)行評定) . 　　試驗(yàn)表明，該實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)在焊縫檢測上可達(dá)到照相法的水平，對7mm 30CrMnSiA 鋼板對接焊 　　縫的探傷水平超過了傳統(tǒng)照相法，此外，該系統(tǒng)還具有多幅圖像疊加功能，減少了X 射線漫反射等干擾 　　因素對成像的影響，提高了系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)缺陷的能力. 　　1. 2. 2 圖像疊加對靈敏度的影響 　　采用絲型像質(zhì)計(jì)，1. 2mm ×1. 2mm 焦點(diǎn)尺寸，228. 6mm(9in) 圖像增強(qiáng)器，放大倍數(shù)M = 3 的試 　　驗(yàn)條件，分別對厚度為20 ，40 ，60 ，80 ，100 ，120 ，140 和160mm的鋁合金及厚度為 　　5 ，10 ，15 ，20 ，25 ，30 ，35 和40mm 的碳鋼進(jìn)行靈敏度試驗(yàn)，結(jié)果如表3 和表4 所示. 　　從表3 和表4 可見，通過多幅圖像疊加，可顯著提高靈敏度，疊加的幅數(shù)要適中，過少達(dá)不到降噪 　　效果，靈敏度提高不明顯;過多疊加時(shí)間長，效率降低.試驗(yàn)證明，圖像疊加幅數(shù)在25～50 有Z佳效果. 　　2 實(shí)時(shí)成像檢測工藝規(guī)程的編制 　　經(jīng)大量試驗(yàn)研究，結(jié)合國內(nèi)外一些應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)產(chǎn)品自身特點(diǎn)，在不降低現(xiàn)用標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，編制 　　了X射線實(shí)時(shí)成像檢測工藝規(guī)程，該規(guī)程經(jīng)長期的修訂和補(bǔ)充，現(xiàn)已成功應(yīng)用于實(shí)際在線檢測. 　　表3 鋁合金材料圖像疊加對靈敏度的影響 　　表2 焊接件檢測結(jié)果 　　表4 碳鋼材料圖像疊加對靈敏度的影響 　　X射線實(shí)時(shí)成像檢測規(guī)程共包括17 個(gè)章節(jié)，對范圍，引用標(biāo)準(zhǔn)，定義，人員要求，X射線實(shí)時(shí) 　　成像系統(tǒng)，檢測環(huán)境，圖像處理，圖像質(zhì)量，成像技術(shù)，工藝評定，檢測方法，圖像觀察，圖像評 　　定，缺陷等級評定，檢測報(bào)告及保存，射線防護(hù)以及工藝文件等方面進(jìn)行了規(guī)定和限制，有效保證了 　　X 射線實(shí)時(shí)成像檢測系統(tǒng)對產(chǎn)品質(zhì)量的控制. 　　3 鞏固措施 　　實(shí)際檢測中的零件缺陷具有不可預(yù)見性，遇到典型缺陷，應(yīng)詳細(xì)記錄并錄入缺陷圖集.加強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)交 　　流.X射線實(shí)時(shí)成像檢測是一項(xiàng)高新應(yīng)用技術(shù)，需不斷研究和交流加以完善. 　　4 結(jié)論 　　應(yīng)用研究表明，X 射線實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)的靈敏度達(dá)到了照相法的水平，在有些零件的檢測上比傳統(tǒng) 　　照相法有更高的檢出率和靈敏度. 　　X射線實(shí)時(shí)成像檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了檢測圖像動(dòng)態(tài)可調(diào)，能從多個(gè)角度觀察缺陷，增加了檢測結(jié)果的 　　可靠性，避免了錯(cuò)判和漏判.此外，通過多幅圖像疊加，增強(qiáng)對比度，放大細(xì)節(jié)等圖形處理方法對圖像 　　進(jìn)行調(diào)整，可方便準(zhǔn)確地評定缺陷細(xì)節(jié). 　　X射線實(shí)時(shí)成像檢測系統(tǒng)是現(xiàn)代科技發(fā)展的產(chǎn)物，它將計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)和傳統(tǒng)照相法有機(jī)結(jié) 　　合，使X射線探傷上升到一個(gè)更高的層次，可實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制的智能化和自動(dòng)化，減少各干擾因素對試驗(yàn) 　　結(jié)果的影響. 　　經(jīng)過研究和印證，X 射線實(shí)時(shí)成像檢測系統(tǒng)完全可以應(yīng)用于零件的實(shí)時(shí)在線檢測，能提高產(chǎn)品質(zhì) 　　量和生產(chǎn)效率，為企業(yè)創(chuàng)造大的經(jīng)濟(jì)效益.

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