Page 101 - 无损检测2025年第一期

李邱达，等：

核级管道焊缝数字射线成像几何参数优化

来控制焦距和透照次数。文章基于RCC-M规范要 因此，国内相关标准通过约束透照厚度比来限制横
求和几何不清晰度理论推导，分析胶片照相法与DR 向裂纹检出角θ。焊缝射线透照示意如图2所示，其
检测在透照工艺上的区别，探讨核级管道环焊缝DR 中，cos θ=T/T'=1/K （T'为射线束穿过工件的最
检测成像几何参数的控制，建立几何不清晰度-成像 大厚度，K为透照厚度比）。
几何参数关系模型，制定管道环焊缝DR检测透照次
数图。

1 核级管道焊缝成像几何参数

1.1 成像几何参数影响因素分析
核级管道焊缝射线检测时的焦距和透照次数除
取决于被检管道规格外，还与选用的透照布置、几何
不清晰及黑度范围要求有关，同时，其通常需满足横
向裂纹检出角的要求，黑度范围要满足RCC-M的要
求。核级管道焊缝DR检测目前仅采用双壁双影和
双壁单影两种透照方式，因此，研究其成像几何参
数，需分别基于此两种透照布置下的几何不清晰度
要求、横向裂纹检出角要求来展开分析。
几何不清晰度U 是由射线源焦点尺寸导致的
g
工件轮廓或缺陷边缘出现的一定宽度的半影，如图1 图 2 焊缝射线透照示意
所示（T为工件厚度），其计算公式如式（1）所示 。
[9]
1.2 双壁双影成像几何参数
由式（1）可知，几何不清晰度U 与射线源的有效焦 核级管道双壁双影射线检测透照次数是固定
g
点尺寸d，射线源到工件表面的距离f 和工件表面到
的，最小焦距通过几何不清晰度来计算，无需考虑横
成像器件的距离b 相关。为得到更小的 U 应尽量减 向裂纹检出角。双壁双影透照布置示意如图3所示。
g
小 d 或b，增大 f。
管道焊缝上任意一点A至成像器件的距离b为AB，
（1） 目前计算最大几何不清晰度时，b值一般取管外径
D 。胶片照相时，由于AB =DE=D ，可使用D
0 max 0 0
计算最大几何不清晰度；DR检测时，由于无法紧贴
管子，可能存在一个区域使AB>DE，即b>D ，该
0
情况下使用管外径D 计算最大几何不清晰度有一定
0
的误差。

图 1 射线检测几何不清晰度示意
在实际检测中，当检测系统选定后，d 为确定
值，此时几何不清晰度的控制主要通过精确计算b
及限制f的最小值来实现。
国内研究显示 [12] ，裂纹的检出与透照角度有较
大关系，随着透照角度的增大，裂纹的检出率减少。 图 3 双壁双影透照布置示意
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2025 年 第 47 卷 第 1 期
无损检测