Page 55 - 无损检测2023年第一期
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张林文, 等:
X 射线数字成像技术在预应力索灌浆质量检测中的应用
力管道内注浆不饱满存在液态水; 预应力管道内浆 管电流为 5mA , 采用辐射角为 40° 的定向辐射窗
液部分不饱满, 注浆与管道之间存在微小缝隙 [ 4 ] 。 口。平板探测器型号为 CareVision1500P , 尺寸为
2 数字 X 射线检测基本原理 434mm×355mm ( 长 × 宽), 像素矩阵为 2816×
2304 , 像素间距为154 μ m 。
数字 X 射线检测原理为: X 射线通过被检测工 选择焦距时主要考虑几何不清晰度和一次透照
件时, 部分射线被工件吸收和散射后被数字平板探 区, 其中几何不清晰度主要限制了最小焦距, 一次透
测器接收, 探测器发生光电效应激发产生电子, 电子 照区根据对比度来确定 [ 7 ] 。射线实时成像一般采用
经过 A / D ( 模 / 数) 转换并放大后, 由计算机进行处 放大透照布置, 得到的缺陷图像会产生一定程度的
理, 最终通过数字图像的形式进行呈现 [ 6 ] 。混凝土 放大, 其几何不清晰度U g 为
构件 X 射线数字成像检测布置如图 1 所示。该成 U g= d f M -1 )
(
像方式的优势为直接将接收的 X 射线转化为图像, 式中: d f 为射线源的焦点尺寸; M 为放大系数。
减少了普通胶片多次转化产生的图像模糊现象, 可 由于混凝土材料为不均匀的混合性材料, 其对
在同样的透照电压条件下大幅缩短透照时间, 有利 射线的散射较严重, 所以为保证整体成像质量, 几何
于现场快速检测和满足辐射安全要求。 不清晰度应不大于0.5mm , 根据上述计算公式, 透
照厚度为220mm , 射线机焦点直径为1mm , 得到
其焦距大于660mm , 为兼顾一次透照区域范围, 试
验采用700mm 的焦距。经多次实际检测, 最终确
定采用285kV 的管电压, 透照时间为18s 。
4 试验结果分析
试验梁的 X 射线数字成像检测结果如图 3 所
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示, 1 孔道为金属波纹管, 2 孔道为塑料波纹管,
3 孔道为塑料波纹管, 4 孔道为金属波纹管, 每次
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透照均在平板探测器侧布置像质计。
图1 混凝土构件 X 射线数字成像检测布置示意
3 试验过程
试验对象为预应力索孔道试验梁( 见图 2 ), 试
验梁的整体尺寸为10m×1.2m×0.22m ( 长×宽
×高), 预应力索孔道为塑料波纹管和金属波纹管,
波纹管外径为77mm , 内径为70mm , 内穿7根直
径为15.2mm 的钢绞线。
图2 试验梁外观 图3 试验梁的 X 射线数字成像检测结果
试验梁采用 C50的细石混凝土浇筑, 钢筋均匀 图3中( a ) 和( b ) 为缺陷处的成像结果,( c ) 和
分布于试验梁两侧, 根据设计的位置确定波纹管中 ( d ) 为同一水平位置孔道的成像结果, 数字成像结果
心位置在试验梁的两个侧面, 两侧分别布置 X 射线 可清晰识别像质计的5号丝 。从图3可以明确看
[ 7 ]
机和平板探测器, 保证 X 射线的中心与平板探测器 到金属波纹管的位置, 金属波纹管实际壁厚约为0.3
中心点的连线穿过波纹管中心。 mm , 波纹高度约为2~3mm ; 塑料波纹管的波纹高
试验采用3005型 X射线机, 其管电压为300kV , 度约为4~5mm , 壁厚约为2mm ; 且可明显看到对
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2023年 第45卷 第1期
无损检测
