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类型X射线数字成像检测技术在防腐保温管道生产中的应用研究.pdf

  • 上传人:重庆石化油库
  • 文档编号:22494057
  • 上传时间:2021-03-28
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    关 键  词:
    射线 数字 成像 检测 技术 防腐 保温 管道 生产 中的 应用 研究
    资源描述:
    _ 检测技术 石曲工程建设 X 射线数字成像检测技术在防腐保温管道生产中 的应用研究 李树庆1 z ,关颂, 1 石油天然气大庆油田工程质量监督站,黑龙江大庆16 3 0 0 2 2 大庆油田工程建设有限公司,黑龙江大庆16 3 0 0 2 d o l :103 9 6 9 j1 s s n 10 0 1 2 2 0 6 2 0 17 S 0 19 摘要:大庆油田管道工厂化预制中常用射线拍片检测方式对焊缝进行无损检测,这种检测方式存在许多局 限,而采用X 射线数字成像检测技术替代X 射线胶片成像检测方式,可提高预制防腐保温管道的检测效率。先 简要介绍了传统x 射线拍片检测方式的局限性和X 射线数字成像技术的基本原理,而后较详细介绍了X 射线数 字成像系统设备配置,最后对设备系统的综合性能进行了评价。研究工作最终达到了预期目标。 关键词:防腐保温管道;焊缝检测;射线数字成像检测;射线拍片检测 X r a yd i g i t a Ii m a g i n gt e c h n i q u ea n di t sa p p l i c a t i o ni na n t i c o r r o s i o na n dt h e r m a Ij n s u I a t i o np i p e sp r o d u c t i o n L | S h u q i n 9 1 ”,G U A NS o n 9 1 1 D a q i n g0 i I f i e I dQ u a l i t yS u p e r V i s l o nS t a t i o no fP e t r o I e u m & N a t u r a IG a sE n g i n e er i n g ,D a q i n g16 3 0 0 2 ,C h i n a 2 D a q i n gO i I f I e I dE n g i n e e r i n gC o n s t r u c t i o nC o ,L t d ,D a q i n g16 3 0 0 2 ,C h i n a A b s t r a c f : F a c t o r ym a n u f a c t u r e dp i p e si nD a q i n g0 i I f i e I dO f t e na d o p tX r a yt e s tm e t h o dt oi n s p e c tp i p ew e I d s U s i n gX r a y d i g i t a li m a g i n gt e c h n i q u et or e p I a c e :一r a yf i I mi m a g i n gt e c h n i q u ei sa b I et oi n l p r o v et h ei n s p e c t | o ne 仟i c i e n c y T h i sp a p e ri n t r o d u c e st h eI i m i t a t i o no fX r a yf l I mi m a g i n gt e c h n i q u e ,t h ef u n d a m e n t a lp r i n c i p l eo f 一r a yd i g i t a Ii m a g i n gt e c h n i q u e , t h e c O n f i g u r a t i O no ft h e 一r a yd i g t a Ii m a g i n gs y s t e m ,a I s Ot h ea s s e s s m e n to fc o m p r e h e n s i v ep r o p e r t i e s0 ft h e 一r a yd i g i t a l i m a g i n gs y s t e m T h er e s e a r c ho ft h es y s t e ma c h i e v e si t se x p e c t e do b j e c t s K e y w O r d s : a n t i c O r r o s i o na n dt h e r m a Ii n s u I a t I O np i p e l i n e ;w e I di n s p e c t i o n ; 一r a yd i g i t a Ii m a g i n gi n s p e c t I O n ;一r a yf i I m i m a g i n gi n s p e c t i o n 应用于油田地面工程的防腐保温管道,在工厂预 制过程中,部分产品需要对钢管进行二接一焊接,再 进行防腐保温加工,这种做法减少了现场焊接数量, 有利于提高现场施工效率及工程质量,因此在防腐保 温管道工厂化预制加工过程中会产生大量钢管二接一 环焊缝。为保证焊接质量,需要对焊缝进行无损检 测。大庆油田防腐保温管道工厂化预制中常用射线 拍片( R T ) 检测方式对焊缝进行无损检测,这种检 测方式存在许多局限,而X 射线数字成像技术在锅 炉、焊管制造领域已经得到成熟应用,具备在防腐保 温管道生产中进行推广应用的技术工艺条件川,因此 开展X 射线数字成像检测技术在防腐保温管道生产中 的应用研究具有现实意义。 1 传统X 射线拍片检测方式的局限性 ( 1 ) 抽检数量的局限。防腐保温管道一般应用 于油气集输系统,S Y 厂r 0 4 2 2 2 0 1 0 油气田集输管 道施工技术规范中规定,设计压力为1 6M P a P 4 0M P a 时,焊缝射线探伤抽查比例为5 ;设计 压力为4 0M P a 1 6M P a 时,焊 缝射线探伤抽查比例为10 0 囱。传统的X 射线拍片 检测在抽检比例大于1O 时,检测效率很难满足要 求,影响生产进度。 ( 2 ) 检测效率的局限。由于拍片检测在仪器及 检测材料摆放、胶片准备、安全环境管理及胶片处理 等环节都需要较长时间,检测效率较低。 ( 3 ) 检测方法的局限。由于每道焊口仅能在有 限方向上拍片,无法实现对焊口的全方位连续观察。 ( 4 ) 检测环境的局限。在传统拍片检测方式下, 每工作班抽检的钢管需要倒运到具备合格防护设施的 检测场地,检测完成后还需要再运回到生产车间,当 万方数据 李树厌等:X 射线数字成像检测技术在防腐保温管道生产中啦应用孵笋 有复探或扩探等情况时则更加繁琐;如果在焊接平台 进行检测,则要等生产停止人员撤离后才能实施,如 遇生产旺季加班生产,检测人员往往要凌晨工作。 ( 5 ) 检测成本控制的局限。由于使用大量胶片 及其他材料,导致传统拍片检测方式成本较高。 ( 6 ) 废料处理的局限。由于在胶片处理过程中 产生化学废液,如果处理不当将会对环境造成污染。 2X 射线数字成像技术的基本原理 射线穿过被照金属管材焊缝时,由于缺陷和母 料对射线的吸收情况不同,将形成不可见的X 光图 像。不可见的X 光图像,经图像增强器将它转换成 可见光图像。可见光图像通过摄像机摄取,再经接收 放大,即可输送到监视器进行实时观察。摄像机的图 像信号输入到计算机,经D ( 模拟数字) 转换, 形成数字图像,数字图像提供有关管材内部缺陷的各 种信息,运用专用软件可对数字图像进行技术评定, 从而达到对金属管材对接焊缝进行无损检测的目的。 当x 射线源采用小焦点,同时采用高清晰度图象增 强器、高分辨率数字采集卡、计算机数字化程序处理 技术和高分辨率图象显示技术时,射线数字化实时 成像的图象质量可达到X 射线胶片成像的水平,而 在信息处理方面比起X 射线胶片成像更好,可对探 伤缺陷进行全方位观测,可对缺陷图像随时存取、打 印和存档翻。 3 X 射线数字成像系统设备配置 根据N B 厂r4 7 0 1 3 ”一2 0 15 承压设备无损检 测第1 1 部分:X 射线数字成像检测对相关检测指 标的要求,配置能够满足标准要求的相关设备。 3 1 X 射线机 标准要求应根据被检工件的厚度、材质和焦距大 小选择X 射线机的能量范围。油田应用的常规二接 一防腐保温管道直径为4 8 1 1 4 m m ,材质为2 0 号 钢,壁厚为3 5 6 0m m ,检测工作电压1 2 0k V , 考虑到可能遇到的壁厚2 0m m 以上的工件,并使检 测电压具有一定的裕量,确定X 射线机最大电压为 3 2 0k v ,具体参数见表1 。 检测技术_ 右) ,单独可调控。铅板厚度应满足将射线限制在工 件的特定区域和防止散乱射线对图像影响的要求。 表1x 射线机参数 项目参数备注 管电压k V 3 2 0 连续功率,W8 0 0 18 0 0 放射角,( o ) 4 0 3 0 流量( 油) ,( L m i n 。) 1 4 电压调节范围I ( V 3 0 3 2 0最小步长:0 1k V 电压稳定度 O 0 5 管电流调节范围 0 5 7 O ( 大焦点) 步长:0 0 1m A m A0 5 3 0 ( 小焦点) 步长:O 0 1m A 电流稳定度, O 0 5 表2 工业电视系统参数 输入屏尺寸,m m 1 6 吖1 2 0 探测器输出屏尺寸,m m 2 5 中心解像度,( L P c n l - 1 )6 5 ,7 5 像素 粼 篇竺 信噪比优于,d B 10 2 4 7 6 8 1 2 O 0 1 5 6 33 计算机系统 根据X 射线数字成像部件对运行速度和图像处 理能力的要求,确定计算机系统硬件配置,见表3 。 表3 计算机系统硬件配I 3 2 工业电视系统 注:1i ”= 2 5 4 m m 。 由探测器、光栅及摄像机组成,相关性能参数见 表2 。探测器前装有光栅一套( 4 片,上、下、左、 34 系统软件主要功能 包括图像动态实时显示、单帧及O 2 5 5 幅图 万方数据 _ 检测技术 石油工程建设 像积分降噪采集功能,动、静态图像可左右、上下及 9 0 。偏转功能,动、静态图像正负片转换功能,动态 图像视频存储、回放功能,图像动、静态无级缩放、 移动、复位功能,静态图像区域选择存储功能,窗 宽、窗位快捷键自动调整功能,动、静态图像锐化、 浮雕等图像处理功能,同屏多幅动、静态图像显示、 比较及图像处理功能,多幅静态图像拼接功能,点、 线、角度等几何测量及缺陷标示功能,点、面灰度测 量显示功能,图像管理、编辑和图像拷贝输出( 光 盘刻录、打印输出等) 功能。见图1 。 ! 、: 。 目L J I 图1 计算机控制系统软件功能界面 3 5 机械传动系统 ( 1 ) 摆角机构。为了使射线方向与焊道成一定 的夹角,达到双壁透照下形成椭圆形焊道影像的目 的,铅房内设置摆动机构,电机驱动,摆动范围0 。 3 0 0 ;为调整焦距大小使检测更具灵活性,3 2 0k V 射线管可上下移动,调节范围0 1 5 0m m 。 ( 2 ) 强转机构。铅房两侧各设有1 套强转机构, 当被检工件进入铅房后,强转机构可将钢管夹紧,伺 服电机启动,可按系统设置角度驱动钢管旋转。 3 6 射线防护系统 射线防护系统由铅房、出入管口及警示单元等构 成。铅房防护性能符合G B Z1 1 7 2 0 1 5 工业X 射 线探伤放射防护要求的相关规定。铅门与射线 机联锁保护,检测室内配置应急开关与X 射线机联 锁。铅房为六面防护,顶部安装警示单元,出入管口 均带有喇叭口,设有铅帘防护,以防进出管时管道 端头顶碰。铅房主射面铅板厚4 0m m ,散射面厚 2 0m m ,正面有对开铅门可左右开关,由普通电机 驱动,铅房背后设有检修门。 3 7 射线数字成像系统工艺配套 为满足检测工艺及安全防护需要,在生产线上搭 建钢结构板房,将铅房、送进强转机构及控制台、配 电柜等系统配置均安装于板房内。系统安装时,要保 证检测中心线与
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