管板厚焊缝DR长焦距透照灵敏度校准数字成像检测方法与流程

本发明涉及基建技术领域，特别涉及一种管板厚焊缝dr长焦距透照灵敏度校准数字成像检测方法。

背景技术：

目前，常规的焊缝dr检测工艺根据工件特点和检测技术要求选择透照方式，射线源一般选用变频x射线机，检测焦距一般小于700mm，设置射线机的工作电压和检测曝光量等工艺参数，启动dr系统进行焊缝检测和质量评定。该检测方法只适用于检测焦距小于700mm且透照厚度小于25mm的焊缝dr检测，图像质量只能达到中等灵敏度技术等级。在工程检测中经常会对管板厚壁焊缝检测，对于大口径管道厚壁焊缝还存在双壁单影外透照检测情况，检测焦距远大于700mm，透照厚度随着检测焦距的加大呈递减变化，由于射线强度随着检测焦距和透照厚度的增加衰减变化大，dr检测透照能力和检测灵敏度降低，成像质量达不到检测标准技术要求，因此，dr检测技术在工程应用中存在局限性，还不能实现对管板厚壁焊缝长焦距的dr检测。

技术实现要素：

（一）要解决的技术问题

本发明提供了一种管板厚焊缝dr长焦距透照灵敏度校准数字成像检测方法，以克服厚壁焊缝和长焦距dr检测存在的dr检测透照能力和检测灵敏度降低，成像质量达不到检测标准技术要求，dr检测技术在工程应用中存在局限性，还不能实现对管板厚壁焊缝长焦距的dr检测等缺点。

（二）技术方案

为解决上述问题，本发明提供一种管板厚焊缝dr长焦距透照灵敏度校准数字成像检测方法，其包括如下步骤：

s1：检测透照方式选择，包括：根据待检测工件的规格选择检测透照方式，板焊缝采用单壁单影透照检测，大口径管道连头口环焊缝采用双壁单影外透照检测；其中，检测选用的成像探测器有效像素尺寸应不大于200μm；射线源选用额定电压为300kv的高频恒压x射线机，有效焦点尺寸不宜大于3mm；

步骤s2：射线机工作训机，包括：根据检测工件的焊缝材质和最大透照厚度，对选用的x射线机进行工作训机；

步骤s3：设置检测信息，包括启动dr数字探测器和系统检测器；

步骤s4：校准探测器响应灵敏度，包括：在无工件条件下，通过检测工装将数字探测器和x射线机相对放置并固定，根据实际检测焦距设置数字探测器和x射线机之间的距离；在关闭x射线机的状态下，校准探测器像素和本底灰度一致性；然后，打开射线联控安全防护装置和x射线机，通过设置x射线机的工作电压和工作电流，校准探测器的辐射响应灵敏度，将探测器的灰度直方图曲线调整至灰度满量程的80%-95%之间，再关闭x射线机；

根据管道规格、帧速、积分次数、搭接长度、曝光次数、运动步长、运动速度参数设置检测控制程序文件，实现对检测驱动机构的运动控制；

步骤s5：安装检测成像系统，包括：检测板焊缝，将检测成像系统安装在检测工装上，成像探测器和定向x射线机相对放置在焊缝两侧，射线束中心垂直焊缝，探测器中心对准焊缝的检测起点位置；检测管道连头口环焊缝，先将钢质轨道固定安装在焊缝一侧的管道表面上，然后将成像探测器和x射线机两个驱动机构安装在轨道上，并把两个驱动机构相对放置且固定连接，再将成像探测器和定向x射线机分别安装在各自的驱动机构上，射线束中心与管道环焊缝中心线所在垂直平面的夹角应控制在5°以内，探测器中心对准焊缝的检测起点位置。

步骤s6：设置检测透照几何参数，包括：通过检测工装调节机构设置成像探测器至焊缝的距离为20mm-30mm，再通过调节机构设置检测焦距；

步骤s7：布置检测标记和像质计，包括：检测前应在检测工件表面布置好检测标记和像质计；

步骤s8：设置检测工艺参数，包括：根据检测焦距和透照厚度初步设置x射线机的工作电压和工作电流，设置成像帧速和积分次数工艺参数。

步骤s9：校准系统成像灵敏度，包括：通过调整设置x射线机工作电压和检测曝光量工艺参数，校准系统成像灵敏度和灰度，将焊缝数字成像的灰度直方图曲线调整至灰度满量程的50%-60%之间；

步骤s10：焊缝数据采集成像，包括：取焊缝检测成像区，控制两个检测驱动机构沿着轨道同步运行，按照设置的工艺参数进行焊缝数据采集和数字成像，根据焊缝长度和曝光次数采集多幅数字图像，并将焊缝数字图像采用diconde格式存储到计算机中；

步骤s11：评定焊缝质量，包括：在静态成像状态下，测量焊缝数字图像的灵敏度、分辨率、归一化信噪比和灰度技术指标，采用双线型像质计进行几何尺寸标定，对焊缝数字图像增强和对比度调整，依据检测标准评定焊缝质量。

优选地，检测前应在检测工件表面布置好检测标记和像质计：

在标记带上布置好工程编号、桩号、焊缝编号、焊缝规格、部位编号、日期识别标记，将标记带和标记尺用磁夹固定在工件表面，检测标记应距离焊缝边缘至少5mm；

单壁单影透照时，线型像质计布置在工件的射线源侧；双壁单影透照时，线型像质计布置在工件的探测器侧；像质计应布置在焊缝一端被检区长度的1/4位置，金属丝应垂直横跨焊缝，细丝置于外侧；

双线型像质计放置在工件的射线源侧，布置在板焊缝被检区长度的1/4位置的母材上，管道环焊缝有效透照区的中心位置与端点位置；双线型像质计的金属丝与探测器的行或列成2°～5°夹角，且细丝置于外侧。

（三）有益效果

本发明提供的管板厚焊缝dr长焦距透照灵敏度校准数字成像检测方法，提高dr检测透照能力、检测灵敏度和成像质量，实现管板厚壁焊缝和长焦距条件下的dr检测，提高检测质量和工效，降低作业强度和施工成本。

附图说明

图1为本发明实施例管板厚焊缝dr长焦距透照灵敏度校准数字成像检测方法流程图；

图2为本发明实施例管板厚焊缝dr长焦距透照灵敏度校准数字成像检测方法中管道环焊缝检测工装图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。

如图1和图2所示，本发明提供一种管板厚焊缝dr长焦距透照灵敏度校准数字成像检测方法，其具体包括：

步骤s1：检测透照方式选择，根据待检测工件的规格选择检测透照方式，板焊缝采用单壁单影透照检测，大口径管道（φ813mm-φ1422mm）连头口环焊缝采用双壁单影外透照检测。检测选用的成像探测器有效像素尺寸应不大于200μm。射线源选用额定电压为300kv的高频恒压x射线机，有效焦点尺寸不宜大于3mm。准备检测用的铅字、标记带、标记尺、磁夹、像质计、记号笔等材料。焊缝及热影响区的表面质量（包括余高高度）应经外观检查合格。

步骤s2：射线机工作训机，包括：根据检测工件的焊缝材质和最大透照厚度，对选用的x射线机进行工作训机，设置x射线机的最高工作电压和工作电流值，工作电压不宜超过x射线机额定电压的90%。打开x射线机的电源开关调至工作档位进行工作训机，x射线机的管电压和管电流逐渐上升至工作电压和工作电流，训机完成后将x射线机的电源开关调至安全档位关闭x射线。

步骤s3：设置检测信息，启动dr数字探测器，检测系统网络连接成功后，设置检测文件名、存储路径和检测程序文件等信息步骤。

s4：校准探测器响应灵敏度，包括：在无工件条件下，通过检测工装将数字探测器和x射线机相对放置并固定，根据实际检测焦距设置数字探测器和x射线机之间的距离；在关闭x射线机的状态下，校准探测器像素和本底灰度一致性；然后，打开射线联控安全防护装置和x射线机，通过设置x射线机的工作电压和工作电流，校准探测器的辐射响应灵敏度，将探测器的灰度直方图曲线调整至灰度满量程的80%-95%之间，再关闭x射线机。

根据管道规格、帧速、积分次数、搭接长度、曝光次数、运动步长、运动速度参数设置检测控制程序文件，实现对检测驱动机构的运动控制。

步骤s5：安装检测成像系统，包括：检测板焊缝，将检测成像系统安装在检测工装上，成像探测器3和定向x射线机1相对放置在焊缝两侧，射线束中心垂直焊缝，探测器3中心对准焊缝的检测起点位置；检测管道连头口环焊缝，先将钢质轨道2固定安装在焊缝一侧的管道表面上，然后将成像探测器和x射线机1两个驱动机构4安装在轨道上，并把两个驱动机构相对放置且固定连接，再将成像探测器3和定向x射线机1分别安装在各自的驱动机构4上，射线束中心与管道环焊缝中心线所在垂直平面的夹角应控制在5°以内，探测器中心对准焊缝的检测起点位置。

步骤s6：设置检测透照几何参数，包括：通过检测工装调节机构设置成像探测器至焊缝的距离为20mm-30mm，再通过调节机构设置检测焦距。

步骤s7：布置检测标记和像质计，包括：检测前应在检测工件表面布置好检测标记和像质计。

具体包括：在标记带上布置好工程编号、桩号、焊缝编号、焊缝规格、部位编号、日期识别标记，将标记带和标记尺用磁夹固定在工件表面，检测标记应距离焊缝边缘至少5mm；

单壁单影透照时，线型像质计布置在工件的射线源侧；双壁单影透照时，线型像质计布置在工件的探测器侧；像质计应布置在焊缝一端被检区长度的1/4位置，金属丝应垂直横跨焊缝，细丝置于外侧；

双线型像质计放置在工件的射线源侧，布置在板焊缝被检区长度的1/4位置的母材上，管道环焊缝有效透照区的中心位置与端点位置；双线型像质计的金属丝与探测器的行或列成2°～5°夹角，且细丝置于外侧。

步骤s8：设置检测工艺参数，包括：根据检测焦距和透照厚度初步设置x射线机的工作电压和工作电流，设置成像帧速和积分次数工艺参数。

步骤s9：校准系统成像灵敏度，包括：通过调整设置x射线机工作电压和检测曝光量工艺参数，校准系统成像灵敏度和灰度，将焊缝数字成像的灰度直方图曲线调整至灰度满量程的50%-60%之间。

本步骤中，焊缝数字成像的灰度直方图曲线调整至灰度满量程的50%-60%之间可最大程度确保图像成像的清晰度。

步骤s10：焊缝数据采集成像，包括：取焊缝检测成像区，控制两个检测驱动机构沿着轨道同步运行，按照设置的工艺参数进行焊缝数据采集和数字成像，根据焊缝长度和曝光次数采集多幅数字图像，并将焊缝数字图像采用diconde格式存储到计算机中；

步骤s11：评定焊缝质量，包括：在静态成像状态下，测量焊缝数字图像的灵敏度、分辨率、归一化信噪比和灰度技术指标，采用双线型像质计进行几何尺寸标定，对焊缝数字图像增强和对比度调整，依据检测标准评定焊缝质量。

本发明实施例中采用的焊缝数据采集成像以及评定焊缝质量这两步骤中采用现有技术中成熟的技术直接实现即可。

本发明提供的管板厚焊缝dr长焦距透照灵敏度校准数字成像检测方法：

（1）采用dr系统检测成像灵敏度校准工艺技术大幅度提高了dr检测透照能力，实现检测焦距1600mm条件下透照厚度达到65mm，相同焦距条件下检测透照厚度提高3倍多，解决了dr检测重大技术难题，实现了管板厚壁焊缝长焦距dr检测；

（2）采用高频恒压小焦点射线源技术和探测器近距成像技术降低了dr成像几何变形和图像不清晰度，图像质量达到检测标准的高灵敏度技术等级；

（3）采用检测工艺程序和控制系统提高了检测驱动机械装置的运动速度、运动步长、运动次数和搭接长度等工艺参数精度，实现了dr高效自动化控制检测，提高了检测工效，大口径管道连头口焊缝dr检测工效平均提高7倍以上，降低了检测作业强度和施工成本；

（4）采用射线防护联控装置进行射线作业安全防护，提高了检测作业安全性；

（5）实现了对大口径管道（ф813～ф1422mm）厚壁焊缝的dr长焦距双壁单影外透照检测，拓展了dr检测技术的工程应用范围。

本发明提供的管板厚焊缝dr长焦距灵敏度校准数字成像检测方法。根据焊缝类型及规格选择dr透照方式。通过响应灵敏度校准技术保证探测器像素的灰度响应准确性。安装检测工装、驱动机构、成像控制系统。设置检测透照几何参数，采用探测器近距成像技术降低图像的几何变形和不清晰度。布置检测标记和像质计。通过设置检测工艺参数和校准系统成像灵敏度保证检测透照能力和灵敏度，提高系统成像质量。通过检测工艺程序和控制系统自动控制采集焊缝数据成像并存储到计算机中。对焊缝数字图像进行几何尺寸标定、细节增强和对比度调整，依据检测标准评定焊缝质量。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。