射线检测技术20年回顾_郑世才.pdf

第20卷 第3期1 998年3月无损检测NDTVol.20MarNO.31 998射线检测技术2 0年回顾郑世才(射线专业委员会)摘要2 0年来,我国射线检浏技术得到了迅速发展介绍技术、设备、应用、标准化 等方面发展的情况,展望了发展射线检浏技术时必 须注意的方面主 题词射线照相无损检浏回顾TWE N T Y一Y E A RR E VIEW:RA D IOGR APH ICINSPECT IONZhengS hieai(Radiogr aphieTestingCom mitte e)A bstra ctOve rthela sttwenty years,industrialradiologyte ehniquehasbe e nr apidlyde velopedinoureo u n-try.Anintrodu etion15givenin elud inga speetsofteehniqu e s,equipment,ap plieatio nandstandard izationete.ThePote ntialimportantsubjeetsinthefuturear ebrieflydis euss ed,工业 射 线检测技术经长 时 间 的发 展,现已形成射线 照相 检验技术、射线 实 时成象检测技 术和 射线层析 检测技术三大部分。

X和Y射线的常 规射线照相 检验技术已发展成为相 当成熟的无损 检 测技术,广泛应用在机械、造船、石油、化 工、核 能、兵 器、航空、航天等各工业部门射线 实时成象 检测技 术、射线C T技术和康普顿 散射成象技术等射线层析 检测技术,在某 些领域具有特 殊的应用价值,受到非 常的重视1 978年无损 检测学会成立以来,我 国从事射线检测技术 工作的人员在技 术研究、设备研制’、应用开发和标准 化等 各方面努 力工作、不断 探索,进行了广泛的技术 交 流,加强国 际交往,引进新 技术、新设备,推动了我国射线检测技术的发展本 文 概括 地回顾我国射 线检测技术2 0年来发展 的简要情 况本 概念、各种细 节影 象(丝型细节、球型细节、柱孔型细 节、矩形缝型 细节)的可识别性与射 线照相技术因素关系 的理论公 式、自然缺陷的可检出性理论(其中一个 重要 问题是 裂纹 缺 陷 的可检出性理论公式)以及仙田富 男通 过引入 几 何修正系 数构成的丝、球 细节影象对比度公式这些 基本理论,3 0多a(年)来国内外 没有值得注意的发 展,至今仍 在 广泛地影 响着常规射线照相检验技 术我国 曾经利用这些基本理论讨论过最佳透照参数组 合 问题和源侧与 胶 片侧 象质 计灵 敏 度 问题,也开展 过用计算模拟验证丝型细节理论公 式正确性 的工作〔3〕。

这 些射线照相 技 术的基本理论介 绍到 我国以后,结合 工业生产实践 有 力地推 动了我国常 规射线照相 检验 技术 的发展1射线照相检验技术的基本理论60年代初 期,欧美已完成大 量 的常规射 线照相检 验技 术理论分 析和试验 研究工作,建立了比较 完善的常 规射线照相 检验技 术基本理论,日本也完成了类似的理论研究,并从6 0年代后 期已开始进人国外 的有关专 著为了迅速提高我国射线照相检验技术的理论水 平,从8 0年代初起,我国的射线 检测工作者通过撰写 专题综述、技 术讲座、翻译国外教材等,比较全面、系统、深人地 介 绍了国 外的这 些理论仁,,’3其中最主要的内容包 括Pollit tC G,Criscu o-l oEL及H a lmohawR等建立的细 节影象质量 的基2设备器材研制2 0a来,经设备器材生 产厂、研 究所和公司的不断努力,我国射线检测设备(器 材)得到很大 发展,各种射线照相辅助器材 均已能 自行生产2.IX射线机国内已能生产主要类 型的X射 线机便携式X射线 机现已形成较完整的 系列,在 主 要性 能上可与国外 相比较,主要 有 油浸绝缘 系列(玻 璃 管 定 向):X XY一1505,X XY一2005,XX Y一2 505;变频 气绝缘系列(玻 璃 管 定 向):X XQ一20 05,X XQ一2 505,X XQ-3 0 05;变 频气 绝 缘 系列(玻璃 管 周向):XXH一2005,X XH一25 05,X X H一3005;变频气 绝 缘系列(陶瓷 管定郑世才:射线检侧技术 2 0年回顾向):XX G一20 05,X XG一2505,X X G一30 05;恒 频 气绝缘系列(不 同 管各向):X CF一20 05,XCF一2205,X CF-2 505,X C F一2705,X CF一3005,XC F一3205。

这些X射线机重量轻、携带方便,特别是气绝缘系列但X射线机的管电流一般固定 为smA,还有冷却 欠 完 善,影响现场检测效率 的问题试 验 室 用X射 线 机现主要 生 产 两 类型号:XXY一2020,XYY一2515和XYD一15 20,XY D一3010等,X Y Y系列为 抽绝 缘玻璃管X射 线 机,管电流可 达1 5~2 0m A,全套设备国内生产XYD系列 为双焦 点X射线 机,小 焦点 时管电流较 小,其X射线管多 为进口管也可生产40 0kV和棒阳极X射线机适于现 场应 用的小管 头、长高 压 电缆的 移动式及微焦 点X射线 机,国内目前还未生产相 应配套的玻璃X射线管、金属陶瓷X射线管和波 纹 陶瓷X射线 管 国 内均已能 够生产 或 研 制30 0kV以上 的金属陶瓷X射 线管和波纹 陶瓷X射线 管的质量 有待提高X射线机研制生 产现已形 成相 当规模目前存在 的 主要 问题之一是便撼式X射线 机的生产厂众多,但相 当数量厂家X射线机 的质量和性 能长期未能 迅速提 高对具有较大难度 的X射线 机的研制生 产问题,缺 少必要的关注,长 期停滞 在 原有水平,以至国外产 品不 断进人我国。

有志 人士应面对这个现实,向难、高、新技术领域挺进么 Zy射线机从1984年起,我国陆续 研制 生产出 常用 的下射线源,包括,,‘Ir,‘oCo和”Tm等,并在 不断研制新的了射线源国内已有携带式商品丫射线机,并已研制了管道爬 行Y射线机目前 国内市场 上供应的y射线源的主要类型、活度和规格 如下:‘,2Ir:3.7TB q(娜mmX3mm),1.85TB q(哪mmXZmm),1.11TB q(哪mmXlm m),0.37TB q(势1.2mmX1.Zmm )‘oCo:3.7T翔(叫mmX4m m ),1.85T鞠(娜mmX3m m),1.11T队(娜mm又Zmm),0.37TBq(哪m mXZm m)‘70Tm:~1.1 1T队(邻mmx3mm),一0.3 7T断(哪mmXZm m ),一0.18 T鞠(弹m mXlmm )1 37Cs7射线 源,由于其热不稳定性 及可榕性 粉末(C sC I)易泄 漏带来的问题,在国内外均 处于被淘汰状态2 .3加 速器工业探伤用加 速器 我国未投入较大力 量研制八五”期 间,清华 大学研制了能 量 为6和gMeV电子直 线(行波)加速器,用于高 能射线实 时成 象检 测系统。

近年,射线机生 产单位引人了体积 小、重 量轻的现场用小型电子回旋加速器,能 量为4和6MeV,焦 点为 卯.2mm又 1.2mm,控制器、电源箱及发生器的总重量 为12 0一1 8Okg此 外,我国还进口了多 台美国生产的加 速器2.4射线实时成 象检测系统进 人 9 0年代,射线实 时成象 检测系统在我 国受到 较大重 视一些 高校、研究院所和 系统先后推出了性能比较先进 的图象处理单元,在此 基础上研制 或构成了可用于4oo kV以下管电压,采 用图象增 强器的射线实时成象检测系统同时 也研制了能量可覆盖1 5keV~2 5MeV荧光屏超硬射线 实 时 成象 检测系统和适于高能的阵列检测 器射线实时成象 检测 系统中科院系统还 研制了敏X射线的、适于1 00kV以下管 电压 的软射 线实时成象检测系统2.5工业C T和康 普顿散射成 象系统19 9 3年以来,重 庆大 学、东 北 大学秦皇岛分校和中国科学 院高 能研究所等 陆续研制出工业y射线CT装置,部分已应用于实际检测,其 主要 性 能见 附表一些单 位正在研制X射线工业CT装置19 95年 1 2月我国已有单 位研制出Y射线 源的康普顿散射成象装置,其扫描范 围:20 0m mX20 Omm只looml n,空 间分 辨率:簇0.smm,密 度 分 辨 率:~1%,并已通过鉴定。

附表型号射线派可检物休尺寸(m m )空 间分辨率(m m )密度分辨率(%)XN一130 0石uCo邓006 0Co科000.10. 2~0.CH压101IC T一B0 1’ 37C、哪o ox6 5o0. 2 5~0.52.6工业射线胶 片多年 来,天津感光 胶片厂研 制生产了l,l,N-l,I v一C和v型等工业射线 胶 片,皿型大体属于1505 5 7 9一8 5的GI类,v型可划人Gl类此外,还 有多家 胶片厂生产了类似1 505579一8 5标准中的GI类工业射线 胶 片,无锡胶片厂还尝试了与国外公司的合作国产工业 射线 胶片现在 占据着国内工 业射线胶 片的 主要市场,但正面临着国外 工业射线胶 片 的强大 冲击国产工业射线胶片 应大力提高自身的质量,射 线 检测技 术 工 作者 希望我 国工业射线胶 片研制生 产迅速发展郑世才:射线检侧技术2 0年回顾3射线检测技术3.1小直 径管 对接焊 缝射线照 相检验技术对常规射线照相检验技术,即X和丫射线 胶 片照相检验技术,欧美等国已很 少 有文章讨论其技术问题我国从6 0年代以来,小直 径管对接焊缝射线照相检验技术 一直是 某些行业关注的问题。

关于这 个问题已发表了很多文 章,讨论的 问题可归结为¹透照布 置和次数º透照参数,主要是透照电压的选取第 一 个问题,原西 德标 准D I N54111一1一1988规定了透照方式、透照次数和相应 的条件及要求应该认为,它已给出了科学的总结性规 定第二个问题,我们仅有一般性的提高透照 电压 的意见,缺少具体规定国标G B/T12605一9 0在 附录中给出了透照厚度的参考规 定,可作为 解决这个问题的参考199 4和19 96年,《无损检测》发表的有关 文章也给 出了一些初步的可予考 虑的建议[ ’j3.2缺陷自动识别技 术缺陷 自动识别技 术是国内外十分关注 的课题进人 7 0年代以后,数字图象处理技术在计算机技术的支持下得到 迅速 发展,这 为缺陷自动识别技 术发展提供了有力的基 础目前研究的基本思路是对射线图象首先进行数字图象增强处理,改善图象质量;然后进 行图象的二值化 处理,从二值化处理后的 图象提取缺陷特征值,实现缺 陷 自动识别国内少数研究单位和高校进行了这方面的工作一 般性地解决缺陷 自动识别技术问题,还 需进一步的工作但对一 些特定 的对象,可期望能较快地实现缺陷自动识别。

3.3y射线和 中子射线照相 检验技术y射线 照相检验技术近年来在我国得到较 多 的应用,突出的是球罐焊缝 的全景下射线 照 相以及遥控 自动曝光技术经研究已形成一套应 用技 术,并已制订了相应的国家 标准此外管道 焊缝 也正在应用爬行下射线机进行射线 照相检验由于设备和防护 等方面的特 殊要求,中子射线照相检 验技术目前 仅限于极少 数单位 对特殊 产品的检验3.4射 线实时 成 象检验技 术70年代我国 一 些行 业 引进了射线实时成象检测 系统,8 0年代以后我 国研制了图象处理器和各种射线实时成象检测 系统数字图象处 理技术和小焦点、微焦点 投影放大射线照相技术引人到射线 实 时成 象检验技术中,提高了其灵敏度,满足了工业射线检验技术灵敏度 的要求近年来,锅炉压力 容器行业 十分重视射 线实 时成象检验技术。