Page 89 - 无损检测2024年第九期

刘会彬：
包覆层液氨管道数字射线实时成像检测

氨制冷液氨管道直径大多在150 mm以下，X射 国家标准，文章参考由北京市特种设备检测中心牵
线可穿透包覆层液氨管道，故文章采用X射线数字 头制定的北京市地方标准DB11/T 1699—2019《在
成像检测方法对管道服役阶段产生的缺陷进行实时 用氨制冷压力管道X射线数字成像检测技术要求》，
成像检测，同时将数字射线检测图像与包覆层拆除 试验时，含液氨介质管道线型像质计放置在探测器
后的管道宏观特征进行比对，分析包覆层液氨管道 侧的工件上，平板探测器紧贴氨管道捆绑，多次试验
缺陷及腐蚀在线检测的可行性。 优化后的透照工艺参数如下：焦距为700 mm，管电
压为230 kV，管电流为5 mA，帧数为2帧，单帧曝光
1 数字射线检测技术原理
时间为30 s。
X射线数字成像是基于射线的穿透特性和衰减 包覆层液氨管道数字射线检测图像及包覆层拆
特性，利用射线的光电转换材料和图像传感器来获 除后的液氨管道如图2所示。由图2（a）可以看出，
得可被显示和记录的数字图像的检测方法，其成像 焊缝的厚度较母材的大，对射线的吸收作用大，使得
原理如图1所示。数字射线成像检测（DR）系统由 穿透射线的强度发生改变，成像后对应检测图像的
X射线机、 被检试件、成像板、计算机、电缆、电源线、 灰度低，显示在图像上为图2（a）中偏白的一圈，该
网线与路由器组成。计算机用于运行检测软件、新 处为多道鱼尾纹状的手工焊痕迹；母材部位因X射
建检测项目、设置检测参数、校准成像板、采集和编 线吸收较少，图像均匀性较好，灰度较高。同时在母
辑图像；路由器用于发射无线信号，实现成像板与计 材的直管及弯头部位均有密集黑色点状显示，灰度
算机之间的无线网络通信；X射线机与射线机控制 较正常母材部位的高，弯头局部区域存在白色块状
器相连，射线机控制器用于调节管电压、管电流与曝 显示。为了对图2（a）中黑色点状与白色块状的显
光时间，同时控制X射线的发射。当被检工件的包
示给出合理的解释，将此液氨管道数字射线检测部
覆层受到X射线照射时，由于密度和厚度的差别，穿
位包覆的隔热材料予以拆除，由图2（b）可以看出，
透射线的强度会发生改变，探测器内部的转换屏会
弯头局部区域隔热效果不佳，裸露在空气中的管道
将穿透射线转换为可见光或电信号从而被图像传感
短时间内迅速结霜、结冰，该结冰部位与图2（a）中
器记录，通过外围电路读出图像传感器像元记录的
白色块状显示相对应，管道外表面呈现的腐蚀形貌
电信号并进行数字化处理后，图像数据被发送至计
与X射线数字图像基本一致，数字图像中的黑色点
算机系统进行显示、处理和存储 。
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状显示也与管道外壁腐蚀部位相对应。液氨介质对
管道内壁通常没有腐蚀，管道的腐蚀大多为外表面
腐蚀，因此显示为包覆层液氨管道腐蚀后形成的X
射线影像。此外，通过X射线数字图像还可以对包
覆层液氨管道焊缝的咬边、错边进行检查。结冰部
位X射线透照的检测结果为灰度较均匀的白色块状
区域，同时，分布在未结冰部位的点状腐蚀缺陷对比
度与信噪比较结冰部位的高，腐蚀缺陷可识别度较

图 1 X 射线数字成像原理示意
2 数字射线成像检测试验

某 食 品 企 业 氨 管 道 尺 寸（直 径 × 壁 厚）为
108 mm×4 mm，材料为20#钢，使用温度为-10 ℃，
工作压力为1. 2 MPa，介质为液氨，考虑到使用过程
中有应力腐蚀倾向，对其中2道焊口进行在线数字射
线检测。数字射线检测标准参照NB/T 47013. 11—
2015《承压设备无损检测 第11部分：X射线数字成 图 2 包覆层液氨管道数字射线检测图像及
像检测》，但是带介质的管道数字成像检测无相应的 包覆层拆除后的液氨管道
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2024 年 第 46 卷 第 9 期
无损检测