胡建啟，馬立東，楊娟莉，范鵬軍，白嘉偉，解 濤

（1.上海藍(lán)濱石化設(shè)備有限責(zé)任公司，上海 201518；2.機(jī)械工業(yè)上海藍(lán)亞石化設(shè)備檢測(cè)所有限公司，上海 201518）

0 引言

注汽壓力管道長(zhǎng)期處于高溫、高壓、反復(fù)注汽的特殊工作環(huán)境，經(jīng)常為了滿足生產(chǎn)，無(wú)法停車(chē)檢修。隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，整個(gè)蒸汽管道的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和薄弱點(diǎn)進(jìn)一步放大，可能在強(qiáng)度、材料、應(yīng)力、疲勞等方面出現(xiàn)異常情況，結(jié)構(gòu)失效概率增大，需從安全性、適用性及滿足生產(chǎn)等因素對(duì)設(shè)備狀況進(jìn)行在線檢驗(yàn)和綜合評(píng)估，確保滿足當(dāng)前的使用工況要求。

1 DR 檢測(cè)單元介紹

現(xiàn)場(chǎng)DR（Digital Radiography，數(shù)字射線成像）技術(shù)檢測(cè)中，管道處于帶壓帶保溫狀態(tài)，檢測(cè)設(shè)備常采用敦瑞科技有限公司采集軟件、瓦里安平板探測(cè)器、丹東射線機(jī)。

（1）注汽壓力管道參數(shù)：管道規(guī)格，DN325×26；長(zhǎng)度，16 條總計(jì)15 km；保溫材料，巖棉、玻璃棉；使用壓力，16.1 MPa；使用溫度，320 ℃；介質(zhì)，飽和濕蒸汽。

（2）成像平板技術(shù)規(guī)格參數(shù)：平板類型，非晶硅面陣列平板（感光材料碘化銫），通過(guò)CE 認(rèn)證；動(dòng)態(tài)范圍，16 位（65536 灰度級(jí)別）；空間分辨力，3.94 線對(duì)/mm 等；像素尺寸，127，雙絲像質(zhì)計(jì)達(dá)9D；灰度級(jí)，16 bit；影像采集，千兆速率；供電，電池（8 h的配置）及電源適配器；壽命，輻射承受能力＞1 兆拉德（目前各廠家已知公布的最高參數(shù)）。

（3）射線機(jī)技術(shù)參數(shù)：高頻射線機(jī)，160 kV 射線機(jī)；焦點(diǎn)尺寸，0.8 mm；供電方式，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電機(jī)；工作溫度，-25～+50 ℃。

2 原理分析

射線檢測(cè)技術(shù)是常規(guī)五大檢測(cè)技術(shù)之一，對(duì)金屬內(nèi)部可能產(chǎn)生的缺陷，如氣孔、針孔、夾雜、疏松、裂紋、偏析、未焊透和熔合不足等，都可以用射線檢查。由于射線檢測(cè)結(jié)果能非常直觀地顯示出材料及其構(gòu)件的本質(zhì)信息，能直接體現(xiàn)出缺陷的大小、分布和性質(zhì)，在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，甚至在某些領(lǐng)域具有不可替代性。

（1）RT（Radiographic Testing，膠片檢測(cè)法），也稱作射線照相檢測(cè)。RT 膠片檢測(cè)法主要利用了膠片成像的基本原理。射線穿透被檢物體，攜帶焊縫本體的具體缺陷信息，利用射線在膠片中使鹵化銀感光，通過(guò)膠片的黑度反映射線強(qiáng)度變化，判斷有關(guān)射線信息，明確缺陷位置、大小等信息。

（2）DR 技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)射線技術(shù)和傳感器技術(shù)發(fā)展，膠片檢測(cè)技術(shù)逐步被DR 技術(shù)取代。數(shù)字射線檢測(cè)技術(shù)（DR）是可獲得數(shù)字化圖像的射線檢測(cè)技術(shù)，最明顯的特征是取代了傳統(tǒng)的膠片成像模式，采用傳感器接收、電子信號(hào)傳輸、數(shù)字成像，可以更加直觀、即時(shí)地反映缺陷信息。

3 優(yōu)勢(shì)分析

射線檢測(cè)過(guò)程中需要涉及的參量有射線源類型、射線源電壓、電流、曝光時(shí)間、透照方式、教具和探測(cè)器類型等，當(dāng)被檢驗(yàn)工件較厚、構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜時(shí)，需要調(diào)節(jié)的參數(shù)較多，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)調(diào)整檢測(cè)參數(shù)以達(dá)到最佳檢測(cè)效果是很困難的，此時(shí)借助DR 技術(shù)可以提高工作效率，快捷有效。DR 技術(shù)由于不使用傳統(tǒng)的膠片和沖洗設(shè)備，傳統(tǒng)膠片檢測(cè)的常見(jiàn)問(wèn)題將迎刃而解，具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

3.1 檢測(cè)過(guò)程的優(yōu)勢(shì)

DR 技術(shù)對(duì)于檢測(cè)設(shè)備的施工空間要求降低，可以對(duì)一些空間狹小，尤其對(duì)于不規(guī)范的壓力管道布局具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。在具體的焊縫檢測(cè)過(guò)程中，探測(cè)器可以和射線機(jī)一起快速機(jī)動(dòng)，完成布點(diǎn)和檢測(cè)工作。

RT 膠片檢測(cè)法由于需要2 人以上有經(jīng)驗(yàn)的檢測(cè)人員進(jìn)行布點(diǎn)，故其對(duì)于施工空間的要求較高，無(wú)法檢測(cè)一些空間狹小的設(shè)備。在具體的焊縫檢測(cè)過(guò)程中，針對(duì)每個(gè)布點(diǎn)，均需要完成相同的重復(fù)工作，設(shè)備尺寸越大，需要的時(shí)間越多。

因此，DR 技術(shù)較于RT 膠片檢測(cè)法在檢測(cè)過(guò)程中檢測(cè)人員、檢測(cè)時(shí)間、設(shè)備空間方面更具有優(yōu)勢(shì)，更具便捷性。

3.2 檢測(cè)結(jié)果的優(yōu)勢(shì)

DR 技術(shù)采用輻射探測(cè)器代替膠片完成射線信號(hào)的探測(cè)和轉(zhuǎn)換，可以直接完成圖像數(shù)字化，獲得檢測(cè)數(shù)字圖像，評(píng)片人員可以直接在PC 端進(jìn)行缺陷信息的判斷。

RT 膠片檢測(cè)法則需要對(duì)底片，在暗房進(jìn)行沖洗，然后由評(píng)片人員在評(píng)片燈的輔助下進(jìn)行缺陷信息的判斷。在實(shí)際應(yīng)用中還需要解決很多問(wèn)題，如膠片的沖洗過(guò)程比較復(fù)雜，需要專業(yè)的洗片人員進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，在檢測(cè)和保存過(guò)程中膠片很可能出現(xiàn)劃傷和黑度超標(biāo)等問(wèn)題，一旦某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)檢測(cè)工作都會(huì)失敗。

因此，DR 技術(shù)較于RT 膠片檢測(cè)法在檢測(cè)結(jié)果的表現(xiàn)形式、成像方式上更具優(yōu)勢(shì)，更具便捷性。

3.3 成像能力的優(yōu)勢(shì)

DR 技術(shù)的成像更具清晰度，能更加直觀的反映缺陷的客觀信息（圖1，圖2）。在圖像采集過(guò)程中，不可避免地伴隨有隨機(jī)的噪聲信號(hào)干擾圖像質(zhì)量，運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)對(duì)采集的圖像進(jìn)行連續(xù)幀疊加，能夠有效地降低噪聲信號(hào)，另外運(yùn)用圖像處理技術(shù)增強(qiáng)圖像灰度、銳化圖像邊界、平滑對(duì)比強(qiáng)度，賦予圖像的像素更大的灰度等級(jí)，對(duì)提高圖像分辨率有明顯的效果。

圖1 DR 技術(shù)成像

圖2 RT 膠片檢測(cè)法成像

RT 膠片檢測(cè)法成像的質(zhì)量則受限于底片的質(zhì)量、檢測(cè)過(guò)程的控制、底片的沖洗和評(píng)片人員對(duì)于模糊信息判斷的經(jīng)驗(yàn)，影響反映缺陷客觀信息的不可控因素較多。

因此，DR 技術(shù)較于RT 膠片檢測(cè)法在成像能力上優(yōu)勢(shì)明顯，更加準(zhǔn)確地反映缺陷的客觀信息。

3.4 可修正的優(yōu)勢(shì)

DR 技術(shù)可以在檢測(cè)工作進(jìn)行中即刻生成圖像，評(píng)片人員可以在檢測(cè)過(guò)程中對(duì)缺陷進(jìn)行分析，有不合格的底片可以立即重拍。

RT 膠片檢測(cè)法底片則只能在檢測(cè)工作完成后，在室內(nèi)進(jìn)行底片沖洗成像，一旦發(fā)現(xiàn)不合格的底片，則需要進(jìn)行重新拍攝。但是由于時(shí)間延續(xù)性，有些地方已經(jīng)完成了工藝恢復(fù)，重新拍攝所涉及的流程較多，對(duì)生產(chǎn)作業(yè)影響較大，甚至有的地方已經(jīng)不具備二次拍攝的條件，造成不可逆的影響。

因此，DR 技術(shù)較于RT 膠片檢測(cè)法在結(jié)果的可修正性上具有明顯優(yōu)勢(shì)。

3.5 原始記錄存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)

DR 技術(shù)的原始記錄為電子圖像，可以在U 盤(pán)、硬盤(pán)等電子載體進(jìn)行存儲(chǔ)。

RT 膠片檢測(cè)法則需要對(duì)底片進(jìn)行存儲(chǔ)，并且隨著檢測(cè)對(duì)象的增多，需要龐大的底片庫(kù)存放底片，在人員、空間、管理程序方面需要更多的資源。

因此，DR 技術(shù)較于RT 膠片檢測(cè)法在原始記錄的存儲(chǔ)方面存儲(chǔ)空間更小、管理更便捷、成本更低，更具簡(jiǎn)便、長(zhǎng)久性。

3.6 技術(shù)穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)

DR 技術(shù)在整個(gè)數(shù)據(jù)采集、成像系統(tǒng)中，充分考慮了圖像質(zhì)量，加強(qiáng)了技術(shù)穩(wěn)定性、系統(tǒng)穩(wěn)定性、工藝穩(wěn)定性等方面的控制，可以更好地滿足圖像在對(duì)比度、顆粒度和不清晰度等關(guān)鍵成像因素方面的要求。

長(zhǎng)期使用RT 膠片檢測(cè)法，由于檢測(cè)過(guò)程涉及的“人的因素”較多，更多依賴于檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)，隨著檢測(cè)工期的增強(qiáng)，所檢測(cè)的結(jié)果可能發(fā)生變化。

因此，DR 技術(shù)較于RT 膠片檢測(cè)法在技術(shù)穩(wěn)定性方面更有優(yōu)勢(shì)，而且工作量越大、檢測(cè)周期越長(zhǎng)，優(yōu)勢(shì)越明顯。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)DR 技術(shù)與RT 膠片檢測(cè)法的優(yōu)勢(shì)分析可知，DR 技術(shù)在提高工作效率、提升檢驗(yàn)品質(zhì)、節(jié)約成本及環(huán)保等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，具有更明顯的準(zhǔn)確性、可靠性和可持續(xù)發(fā)展性，尤其在高溫、高壓的長(zhǎng)輸管道檢測(cè)中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，適于推廣。