射线检测技术石油化工

射线检测技术石油化工（精选7篇）

射线检测技术石油化工 篇1

0 引言

硫含量是石油及其产品品质的一项重要指标, 同时也是石油类产品转化以及排放气体中需要严格控制的一项数据。硫以及硫化物在石油的加工处理、整体产品质量以及对应的应用过程中所表现出的危害主要包括:对石油炼制设备造成腐蚀、影响石油整体品质与质量的提高、石油产品燃烧后所形成的酸性气体是造成环境污染, 形成酸雨的一个重要成分。所以, 对石油及其产品中硫含量的检查是一项重要的工作。

1 石油产品中硫的主要组分

随着检测技术的快速发展, 在石油产品硫含量检测过程中发挥了重要作用, 当前采用能量色散X荧光分析技术对一个石油产品样品进行分析仅仅需要200s左右的时间, 不但提高了检测效率、降低了劳动强度, 同时还提高了检测的质量。

汽油是包含有从在内的所有芳香族烃类物质, 是一泓典型的混合物, 一般还包含有少量的铅、铁、锰、硫等其他的杂质。我国的汽油成分中大概有包括75%~80%左右都来自汽油生产中的催化裂化装置, 辛烷值大概在90之上, 汽油的硫含量一般在1.5×10~20×10以内。在生产的过程中需要与异构化汽油、重组汽油以及氢石脑油等调和之后才能达到对应的标号要求以及产品的质量清洁度。因为加入的这部分调和组分中硫含量很低, 例如重整汽油的硫含量还不足1×10, 加之在其中加入的比例很小, 所以在国内的市场中, 汽油中绝大部分的硫化物都来自催化汽油。

2 X射线荧光分析仪的工作原理

当X射线辐射到某种物质的原子之上时, 一旦射线的能量大于该原子某一轨道的电子结合能量时, 就可以从该轨道上激发出一个电子, 导致该原子出现一个空轨道, 而其他处于较高能量级的电子将会按照对应的规则向该空轨道跃迁, 进而填补该空轨道。在这个过程中, 该原子的整个能量级都将降低, 并以X射线的形式释放出来, 即产生出X射线荧光。而所产生的荧光能量级别又与该原子在样品中的整体含量成相对应的关系, 通过检测荧光量的大小就可以计算出对应原子在样品中的主体含量。

该分析设备中包含一个X射线以及一个计数器, 光源发出的X射线投射到样品上, 计数器则探测出由硫发出的特征X荧光量, 当样品中的硫含量越低时, 吸收的特征X光射线在样品中的照射量就越少, 衰减也就越小, 而从探测计数器中获得的信号也就越强。

利用这个原理所制成的分析仪包括这样两种:基于能量色散 (EDXRF) 、以及基于波长色散 (WDXRF) 而制成的设备。

3 X射线荧光分析法在石油产品中硫含量检测的基本方法

3.1 试验使用的仪器与试剂

X射线荧光分析仪:Xepos;Spectro公司生产的工作站、分析软件;Canon公司生产的真空泵;Chemplex公司研制的样品分析盒。

采用的汽柴油样本:50-1000mg/kg;重油样本:质量分数1000mg/kg。

3.2 样本分析方法的确立

1) 仪器的工作环境

试验过程中所设定的工作环境为:以硫元素作为分析样本;靶Hopg;分析线;管电压为25KV;特征能量为2.3Kev;管电流:1.0mA;分析时间为200s。

2) 确定硫标准校正曲线

硫标准曲线的校正主要是用于对样本中的硫积分分析, 用之来确定所测样本 (汽油、柴油、重油等) 中的硫含量。测量原理是通过获得的具体X射线荧光强度与校正曲线的对比, 来对样本的硫含量进行确定。通过测试其中的X射线荧光强度分别可以获得硫样本中的三个特征曲线图 (图2为汽油硫标准曲线表, 这里不一一列出其他的曲线图示) 。

从表中可以发现, 当硫样本的浓度逐步增大时, 对应的脉冲值也随之而增加, 两者之间存在着明显的线性关系。

4 试验结果和分析

4.1 检测结果与温度的关系

在试验中, 当试验温度改变时, 被测样品中获得的测试结果也发生了对应的变化:大部分的样品测试结果都会随着样品温度的不断升高而变大, 少部分的样品结果则会随着检测温度的升高而呈现出不规律的变化。

4.2 测试样品温度对测试结果造成的影响

对于大部分的被测试样品, 样品中温度与其中的硫含量测试结果直接存在着正相关的关系。也就是说检测样本的温度升高时, 硫含量的测试结果将增加。对于汽油产品和重油样品而言, 随着测试温度的升高, 测试结果中的硫含量将随之而降低, 也就是说两者存在着负相关的关系。从这个角度来看, 样本中的硫含量较低时, 由于受到测试结果重复性方面等其他因素的影响, 样本的温度对硫含量的测试结果影响变得相对复杂。

影响样本测试结果的因素相对较多, 主要包括这样几个方面:其一, 被测试样本中所包含的轻组分含量对结果的影响。这一点在原油样品中的影响尤为明显。随着温度的不断升高, 样本中所包含的活性有机硫物质在测试仪器中可能存在着随轻组分而挥发的问题, 这可能是导致重油样本中对应的测试结果随着温度的升高而降低额原因。而汽油中由于轻组分的含量较多, 更加加剧了这种波动的剧烈程度, 使得样本温度与测试结果之间呈现出明显的负相关性;其二, 由于测试结果的重复性影响, 汽油样本与原油样本的测试结果重复性差的问题, 使得两个样本测试结果与样本的温度相关程度不确定。

5 结论

本文重点对影响利用X射线荧光分析方法对石油产品硫含量的温度进行了分析, 分析了温度导致测试结果不同的原因。对于提高测试的精确度具有积极意义。

摘要：在对X射线荧光分析仪的工作原理进行论述的基础上, 探讨了针对汽、柴油硫含量的检测方法, 对影响石油产品中硫含量的因素进行了分析。

关键词：X射线,荧光分析法,硫含量

参考文献

[1]林军超, 陈焕斌, 林志勇.X射线荧光分析法测定石油及石油产品中的硫含量[J].化学工程与装备, 2011 (9) :208-210.

[2]李向召, 黄志凡, 何小青, 等.X射线荧光光谱法石油产品硫含量分析仪校准方法[J].化学分析计量, 2011, 20 (1) :83-84.

[3]冯欣.汽油中硫含量的测定方法及在生产中的设计与应用[J].石油化工自动化, 2010, 46 (6) :6-13.

X射线数字成像检测技术研究 篇2

自20世纪90年代以来, 我国射线无损检测技术和计算机技术有了快速的发展, 小 (微) 焦点、高频、直流、恒压、大穿透能力X射线的出现, 为扩大检测适用范围、提高图像质量提供了可靠保证;现在的计算机的硬件和软件技术水平为X射线实时成像的采集速度和图像处理方法提供了更坚实的技术基础;特别是X射线接收转换装置从九十年代单一的图像增强器发展到现在的图像增强器、线型阵列探测器、非晶硅间接转换平板探测器三者并驾齐驱的局面, 而非晶硅间接转换平板探测器具有更多的技术含量和技术优势。

2 与射线胶片照相检测技术的比较

X射线数字成像检测技术与射线胶片照相成像技术在成像原理上有相同之处, 都是根据射线穿透工件后衰减定律成像, 但是也有较多的不同之处。

3 X射线数字成像技术路线

新修订的GB/T 17925-200X《气瓶对接焊缝X射线数字成像检测》标准 (报批稿) 保持了原GB17925-1999的图像增强器成像技术路线, 增加了线型阵列探测器成像技术路线、非晶硅平板探测器成像技术路线。这是本次标准修订核心内容。

GB 17925-1999标准制订始于1994年, 经历5年时间于1999年才正式发布。回顾九十年代中期, 成像转换器主要是图像增强器, 其它成像转换器 (线型阵列探测器和非晶硅平板探测器) 尚未走出实验室。限以当时的环境, GB 17925-1999标准是仅仅以图像增强器为成像技术路线。

随着计算机技术和射线数字成像技术的快速发展, 九十年代末以来线扫描阵列探测器和非晶硅平板探测器的出现, 其成像速度和成像质量大大提高, 因此, 基于线扫描阵列探测器的X射线实时成像检测技术和基于非晶硅平板探测器的X射线实时成像检测技术应运而生。

目前, X射线数字成像检测技术路线按成像方式主要有三种: (1) 基于图像增强器的X射线实时成像无损检测技术, 其特征是图像采集速度≥25幅/秒; (2) 基于线扫描阵列探测器的X射线数字成像无损检测技术, 图像采集速度<25幅/秒; (3) 基于非晶硅平板探测器的X射线数字成像无损检测技术, 图像采集速度<25幅/秒。

按数字成像技术分, 图像采集速度≥25幅/秒, 称为“实时成像”, 图像采集速度<25幅/秒, 称为“准实时成像”, 图像采集速度<8幅/秒不称为实时成像。

标准稿规定了三条技术路线 (基于图像增强器的X射线实时成像检测技术路线、基于线扫描阵列探测器的X射线数字成像检测和基于非晶硅平板探测器的X射线数字成像检测技术路线) , 为不同的检测单位、不同的检测对象、不同的检测环境提供了更加广阔的选择空间。

标准报批稿鼓励有条件和有较高要求的气瓶制造单位采用基于线扫描阵列探测器的X射线实时成像检测;更是推荐有条件和有较高要求的气瓶制造单位采用基平板探测器的X射线实时成像检测技术路线, 因为它们有诸多优点是值得采用的;同时新修订的标准 (报批稿) 也仍然保留了基于图像增强器的X射线实时成像检测技术路线。

十多年前, 当X射线实时成像技术刚开始应用的时候, 能够供选用的成像技术中采用的CCD摄像机大约是40万像素, 致使系统分辨率较低, 对图像质量有较大的影响。现在成像技术中采用图像增强器的CCD可达到100万以上像素, (据报导, 2007年我国升空的嫦娥一号绕月卫星上装的是120万像素的CCD摄像机, 传回的月球图像非常清晰) 再配置12bit的图像采集卡, 图像增强器的图像功能大大提高, 系统分辨率和图像分辨率大大提高, 所以, 基于图像增强器的X射线实时成像检测技术路线仍然充满活力。

注:国外有报导可用γ射线, 但未见成功案例。

4 提高X射线实时成像系统性能指标

局限于当时的技术条件, GB 17925-1999标准规定的X射线实时成像系统的性能指标较低, 对图像质量和缺陷检出率有一定的影响;随着高新技术的发展, 为X射线实时成像技术提供了强大的技术支持, 提高系统分辨率指标的愿望得以实现。新修订的标准 (报批稿) 系统性能指标与原标准对比见表2。

4.1 关于系统分辨率指标

X射线实时成像检测系统由各子系统 (X射线机、X射线接收转换装置、计算机系统、检测工装、系统软件等) 组成, 系统分辨率是考核X射线实时成像系统的重要指标。系统分辨率具有是客观性, 与图像成像工艺无关, 或者说与图像的主观性质量指标 (灵敏度) 无关, 仅与各子系统的设备的配置和性能有关, 一旦各子系统的设备配置和性能得到确定, X射线实时成像系统分辨率也就相应得到确定, 随着设备使用时间延长, 系统分辨率也会相应下降, 所以要经常或定期测试系统的分辨率指标。

成像系统设备的配置应避免产生“木桶效应”, 即各子系统的性能尽可能的均衡配置。原GB 17925-1999标准规定的系统分辨率规定较低, 是由于受当时各子系统性能水平较低的限制, 如今, 随着科学技术整体水平的提高, 各子系统的性能指标也已大幅提高, 为大幅提高X射线实时成像系统性能指标提供了可靠的保证。

黑白显示器的分辨率对提高系统分辨率有很大的作用, 建议新使用的单位在考虑成像系统设备配置时尽可能采用高动态范围的黑白液晶显示器, 其效果要比普通彩色显示器好, 但价格要高较多。

从目前的技术水平来看, 报批稿规定的系统分辨率≥2.4LP/mm是完全能够达到的。

需要强调的是, 在以上三个成像技术路线中, 不论采取何种技术路线, 系统分辨率均不得低于2.4LP/mm。

4.2 关于系统动态范围指标

图像动态范围是指系统可采集最大灰度值与最小灰度值的范围。即A/D转换器的有效位数, 单位是图像灰度等级bit。

图像灰度级是指对黑白图像明暗程度的定量描述, 它由系统的模/数转换器 (A/D) 的位数决定。A/D转换器的位数越高, 灰度等级越高。例如, A/D转换器为12bit时, 采集的灰度级为4096。

GB 17925-1999标准规定的系统动态范围指标是8bit (256灰度级) , GB/T 17925-200X规定的系统动态范围已大幅提高到≥12bit (≥4096灰度级) 。

新修订的标准 (报批稿) 提高动态范围是基于以下考虑:在同样的X射线实时成像成像条件下, 动态范围大意味着系统可采集到的灰度变化范围小, 例如8bit的动态范围, 最小的灰度变化范围是1/256, 12bit的动态范围, 最小的灰度变化范围是1/4096, 也就是说动态范围越大可分辨的图像细节就越小, 图像就能检测出更加细小的缺陷, 有利于提高检测灵敏度, 这正是高动态范围所追求的价值观。

系统的动态范围与系统所用的模/数 (A/D) 转换器的位数有关。GB 17925-1999标准是基于8bit A/D转换器, 现在12bit的A/D转换器已经普及, 随着数字技术向高端方向的发展, X射线实时成像系统更可采用14bit或16bit的A/D转换技术。

述评:X射线实时成像系统性能指标的提高, 为提高图像质量指标提供了更高的工作平台, 为大幅提高图像质量指标提供了可靠的技术保证, 也为从事X射线成像的技术人员提供了施展才艺的更广阔空间。

4.3 关于图像的存储格式

新修订的标准 (报批稿) 规定图像的“存储格式宜采用标准TIFF格式。”

目前就从计算机技术而言, 图像存储格式有多种, 有些只能存储8bit的图像而不能存储16bit的图像;有些采用了图像压缩存储技术, 有些不能采用压缩存储技术。如果X射线实时成像检测技术不规定图像存储格式, 势必会影响图像信息的交换和交流, 或者信息的丢失。

TIFF格式的图像具有较多的优点:既可满足不同位数图像的存储, 也能实现无压缩、高保真的存储, 还可以完整记录图像获取时的检测工件信息、检测工艺信息、设备和检测人员信息, 同时还具有加密功能, 保证检测信息的安全, TIFF格式的图像可以使用ACDSee等通用的软件进行浏览, 大大方便了检测图像信息的交换和交流。

5 关于图像质量指标

X射线数字成像检测图像重要的质量指标是检测灵敏度, 它表征图像中能够检测出最小缺陷尺寸的能力。 (注意, 这里讲的是“能力”, 并非就是可检测的真实缺陷的最小尺寸。) 图像检测灵敏度用像质计灵敏度表征。

图像像质计灵敏度应达到JB/T 4730.2标准中表5、表6和表7中AB级的规定。

图像灵敏度受图像分辨率和图像动态范围的影响, 因此, 图像质量指标还应有图像分辨率指标和图像动态范围。

图像分辨率≥2.4LP/mm。图像放大倍数对图像分辨率有一定的影响, 当图像放大倍数 (M) 接近1时, 图像分辨率应不低于系统分辨率。从成像工艺技术来说, 存在一个最佳放大倍数问题, 并不是放大倍数越大越好, 为优化成像工艺技术, 图像放大倍数 (M) 接近1时为好, 也就是说图像分辨率指标接近系统分辨率指标。

图像有效动态范围控制在系统动态范围的±15%的范围内。

6 结语

虽然X射线实时成像检测技术一次性投资较高, 一旦投入正常使用, 它的检测速度快、检测成本低、图像质量与胶片照相底片质量相媲美的优点就会充分显现出来, 1~3年内即可收回全部投资, 经济效益非常可观。

管道射线检测质量控制措施 篇3

关键词：管道,射线检测,质量,控制

射线检测是石油化工装置管道安装过程中最常用的无损检测方法,广泛应用于管道焊缝内部质量的检验,射线检测结果直接作为管道焊接质量评定的依据。但是,如果控制不好,将会引起漏检、误判,甚至人为错判,使管道在安装过程中就留下了质量隐患。

石油化工装置管道焊接接头无损检测是质量管理的重点和难点。尤其是石化企业大型装置的管道安装工程,其管道不仅数量多,而且纵横交错,无损检测质量控制难度较大。因此,做好管道射线检测质量控制工作非常重要。本文从管道单线图管理、不合格对接焊缝重焊、监督抽查等方面介绍了中海炼化惠州炼油分公司在石油化工装置管道射线检测质量管理中所采取的一些控制措施,可供借鉴。

1 管道单线图管理

1.1 管道单线图的作用

管道单线图是文献[1]要求的反映管道现场实际安装情况的重要资料,是确保管道焊接质量具备可追溯性的主要管理方法,同时管道单线图也是检测单位射线检测台帐的重要数据来源。在石油化工管道工程建设中,管道对接焊缝射线拍片复位不相符的问题,大多是因为管道单线图管理混乱造成的。

造成管道焊接对接焊缝射线拍片复位不相符的主要原因有:(1)施工单位在现场不按单线图指定位置安装预制的管段,混用预制管段且不及时更改管道单线图;(2)管道焊接对接焊缝标识管理不规范,尤其是对接焊缝标识移植、填写不及时或标识不齐全;(3)管道单线图不是按现场实际情况绘制,而是由技术人员随意编制,应付交工。

1.2 管道单线图的主要内容

管道单线图在文献[1]中有相关的规定,但没有管道单线图格式。施工单位应根据实际情况编制切实可行的管道单线图管理规定。要使管道单线图既能真实反映现场管道的实际安装情况,又具备长期的可追溯性,同时也便于过程质量的监督与控制,要求管道单线图要实行动态更新,将焊缝的变化及时体现在管道单线图上。管道单线图应包括如下主要信息:工程名称、施工图号、管线名称、管线编号、工艺参数、管线规格、管线材质、无损检测比例、无损检测合格等级、对接焊缝总数、固定焊缝数、焊工编号、对接焊缝编号、返修标识、扩探标识等。只有对管道单线图进行严格的动态管理,才能确保管道单线图与现场管道的实际安装情况一一对应,才能避免管道对接焊缝射线拍片复位不相符的情况。

2 不合格对接焊缝重焊

管道焊接对接焊缝射线检测不合格返修有局部返修和重焊(指把原有焊接接头割掉重新焊接)两种方法。采用哪种方法返修,主要由该对接焊缝缺陷的累计长度和分布情况而定。只有当缺陷累计长度较长且缺陷分布较散、局部返修难度较大或返修次数超过验收标准规定时,才采取重焊的方法。

重焊在管道对接焊缝焊接质量控制过程中存在一些管理漏洞。在工程建设中,施工单位容易与检测单位串通好,对不合格焊缝不返修,而是让检测单位在其它已经合格的对接焊缝上拍片充当不合格对接焊缝的返修片,导致不合格缺陷仍然遗留在实体之中。

由此可见,不合格对接焊缝重焊的质量控制非常重要。为了使不合格缺陷能得到真正的返修,确保管道对接焊缝的焊接质量,不仅要严格控制不合格对接焊缝的重焊处理,而且必须由工程监理人员对不合格对接焊缝的重焊进行监理见证,同时留下见证资料,作为过程控制资料之一归档保存。对于没有委托监理的零星工程项目,建设单位应指定专人对管道不合格对接焊缝的重焊进行专门管理。

另外,实行完全独立的第三方检测,检测单位与建设单位签订合同,避免检测单位直接受施工单位的制约也能在一定程度上防止作假行为的发生,保证工程质量。惠州炼油分公司在生产运营期已经采用这种管理模式,有效地控制了管道射线检测质量,从而保证了管道施工质量。

3 监督抽查

3.1 管道对接焊缝质量RT监督抽查

对管道焊缝的焊接质量进行监督,最有效的手段是在现场进行RT监督抽查。通过RT监督抽查可以约束施工单位、检测单位的质量行为,验证检测单位的检验结果。RT监督抽查由建设单位或质量监督部门组织有资质的第三方无损检测单位进行。第三方无损检测单位与建设单位签订合同,完全独立于施工单位和施工检测单位。监督抽查要坚持突击性和长期性相结合,针对性和随机性相结合。抽查的原则是,抽查要覆盖各种施焊条件、所有焊工、转动焊对接焊缝和固定焊对接焊缝,高温高压管线、材质为裂纹倾向性大的管线以及焊接环境条件差的管线应适当提高抽查的比例。

管道对接焊缝射线检测一次合格率是反映焊接质量好坏的一个重要指标,也是工程创优评优的重要指标之一。施工单位总是想方设法采取各种措施来提高对接焊缝射线检测一次合格率。从实践及客观的角度,不能排除施工单位指使施工检测单位采取按指定对接焊缝拍片、返修片不加返修标记等手段,人为地提高对接焊缝射线检测一次合格率。因此,当监督抽查的合格率远低于施工检测单位的合格率时,就说明该工程很可能出现了人为提高对接焊缝射线检测一次合格率的现象。此时,建设单位或质量监督部门应分别对责任单位进行严厉的处罚,同时应强制施工单位在原有检测比例的基础上加大检测比例,做进一步的扩大检查。

在惠州炼油项目建设期间,我们把与建设单位签订合同的第三方检测单位称为独立检测单位,负责对施工检测单位的射线检测结果进行现场监督抽查和RT底片监督审查。通过采用这种管理模式,取得了良好的效果,有效地保证建设期的施工质量。

3.2 对接焊缝RT底片监督审查

RT底片监督审查(在惠州炼油项目建设期间称为RT底片复评)也是射线检测质量监督抽查的重要内容之一,文献[1]中也明确规定了管道系统试压前应对射线检测报告进行审查确认。

3.2.1 底片监督审查需提供的资料

(1)经施工单位技术人员、监理工程师确认的《射线底片报审表》,该表至少包括施工信息、报审确认信息、管道检测信息等内容。施工单位技术人员、监理工程师必须确认《射线底片报审表》中数据的准确性。

(2)与《射线底片报审表》相一致的所有底片。必须要求施工检测单位的射线底片全部报审,但监督审查可采取抽查的方式。

(3)与《射线底片报审表》相一致的管道单线图。

(4)与《射线底片报审表》相一致的评片记录,初评、复评签字。

3.2.2 底片监督审查的主要内容

(1)检测比例:

审查是否按焊工计算比例,审查检测比例是否覆盖各种规格、各种施焊环境(防止集中拍片)、固定焊对接焊缝检测比例是否不低于40%。管道公称直径等于或大于500 mm时,要按每个焊接接头的焊缝长度计算比例。涵洞、碰口焊缝等标准规定的必须100%检测的对接焊缝不能计入局部探伤的比例[1]。

(2)工艺纪律执行情况:

工艺纪律执行情况的审查内容为:①是否存在一次多片曝光;②是否以障碍为理由同一对接焊缝缺片、少片,确实因障碍无法拍片时,必须由监理工程师确认,并采取其它补充检验方法;③对接焊缝返修片的返修标记及相关的扩探情况;④横向裂纹漏检角K值是否符合标准要求;⑤对同一对接焊缝的重复拍片情况;⑥底片初评、复评制度的执行情况。

(3)底片透照质量:

底片灵敏度、底片评定的准确性、缺陷的漏评和错评等。

4 结 语

石油化工装置管道的射线检测质量控制难度很大,且隐蔽性很强,如果管理不到位,射线检测过程中存在的一些问题很容易带到工程实体中去,造成工程质量隐患。但是,根据笔者的实践经验,对文中所述几个容易出现问题的环节采取相应措施,石油化工装置管道射线检测的质量是能够得到有效控制的。

参考文献

射线图像增强技术仿真研究 篇4

射线成像系统中,射线穿透物件记录结构信息,与入射射线方向不同的散射射线则增加了图像的噪声,使得射线图像的对比度降低和边缘模糊,有时由于工件结构复杂、结构不均匀等也会使射线图像对比度降低,除了改进数字成像系统减小成像过程中对图像信息的影响,还可以对图像进行处理,通过增强算法使物件的清晰轮廓和局部细节同时显现。本文将局部动态增强与自适应均衡相结合对低对比度射线图像增强进行了仿真研究。

1射线图像降噪

在数字射线成像系统中,由于系统本身的特性及各种外界干扰使图像中含有许多噪声,这不仅降低了图像的对比度和信噪比,也增加了试件检测的难度。对于所获取的射线图像,为了提高检测精度,一般要在图像增强之前先进行降噪处理。

基于小波变换的阈值化降噪法是目前应用最为广泛的方法,通过小波降噪不仅能得到很好的图像信噪比,也能更好地保留图像细节。小波分解将信号分解为近似分量和细节分量,分别对应信号的低频分量和高频分量。对于含有噪声的图像,噪声分量一般集中在细节分量,所以通过对细节分量进行处理来滤除噪声,将信号小波分解后,根据需要由阈值化处理的系数重构出所需的信号。

2射线图像自适应增强算法

自适应对比度增强算法一般是在以像素为中心的处理窗口内,根据该窗口的平均灰度值来进行增强,运算方法如下:

g(m,n)=(f(m,n)-M)×K+M 。 (1)

其中:f(m,n)为(m,n)处处理前的图像灰度值;g(m,n)为处理后的图像灰度值;K为增强系数;M为窗口的平均灰度值。M可以有效地去除不均匀背景的干扰,对不均匀背景起到均匀的增强效果。该算法对于不均匀的低对比度图像有较好的增强效果,算法简单。但在对比度增强过程中,增强系数K是固定的,虽然整体进行了增强却不能对局部图像进行微调。

为了可以进行动态的调整,在算法中增加处理后图像理想的均值E和方差D以及均值调整系数α,通过调整E、D和α,可以按照需要调整增强图像。具体运算公式如下:

undefined。 (2)

其中:N为图像灰度局部统计的方差;A为一恒定值。

恒定值A的设立是为了控制增强倍数不要超过某个阈值,由于该算法中没有阈值控制,所以在计算后有阈值判断的环节,对于不在图像灰度阈值内的点赋值成最高或最低灰度。

2.1 动态调整增强倍数

不同的应用场合下,对于不同灰度值的增强要求是不一样的。比如在某些情况下,高灰度值区域对对比度增强要求不高,低灰度区域则要求高的增强倍数,因此要根据需要适时调整增强倍数,通过调节期望方差和最大增强倍数来调节增强倍数。需要指出的是,方差过小会引起对比度的下降,所以D不宜太小,对于低方差图的情况,图像增强主要依靠调整最大增强倍数。

图像局部灰度值和A值的关系可以通过各种函数进行调节,例如使用窗口平均值幂函数的倒数,当局部灰度值增加时,A的值很快趋向于恒定值。有时也通过建立索引表以加快运算速度。

2.2 全局自适应均衡

灰度值分布不均匀的射线图像,图像值域较宽,局部对比度较小,这种图像在进行局部动态增强的对比度增强后,图像暗区域部分得到了增强,但由于全图区域灰度值低,整个图像的视觉效果并不明显。针对这一情况,采用灰度直方图均衡处理较为有效。具体方法是:首先确定阈值t,以待处理像素点a为滑动窗口的中心,在待处理点a的4邻域中搜索差值小于阈值t的点记为b,将这些标记为b的像素点作为目标;然后将距离这些区域距离为1/2的点记为c;最后将所有标记过的点作为统计信息进行全局自适应均衡。上述过程减少了对图像噪声的统计,在一定程度上避免了统计的盲目性。将灰度值为G的像素经过直方图的均衡后灰度值记为H(G),于是具有局部动态增强倍数的对比度增强算法可表示为:

undefined。 (3)

3仿真实验

本文采用低对比度射线图像进行小波去噪和自适应增强仿真实验。原始图像见图1。

3.1 去噪仿真

首先应用二维小波对射线图像进行去噪,降噪后图像见图2。

3.2 对数增强算法仿真

若仅想增强暗区域的对比度,可以使用对数进行变换,图3是对数变换后的效果图。

通过对比我们发现,使用对数变换之后的图像增强在构件图像暗区域有较好的增强效果,但削弱了亮区域的对比度,所以图3中的右上角部分的图像显示不清楚。

3.3 本文中研究的增强算法仿真

自适应增强后图像见图4。从图4可以看出,这种自适应对比度增强算法使得图像物体整体轮廓清晰的同时也突出了局部细节,整体图像的亮区域和暗区域都有较好的增强效果。

从上面的仿真实验可以得出,将全局自适应均衡与局部增强倍数动态调整相结合,这一方法使复杂构件射线图像的整体轮廓和局部细节都得到兼顾。

4结论

在射线图像的增强中,全局自适应均衡与动态调整增强倍数相结合的增强算法在灰度值范围分布较广的情况下可以实现局部不同增强倍数的要求,达到细节对比度增强和全局清晰的效果。通过仿真实验验证了基于小波变换的图像降噪和全局自适应增强与局部动态调整相结合的图像增强算法是有效可行的,这一算法对复杂构件的无损检测有一定的实际意义。

参考文献

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射线检测技术石油化工 篇5

一、射线检测图像的焊缝区域的确定

一般情况下,检测图像焊缝的区域多为整个图像的中间范围,而文字信息则更多是通过编号的形式存在于焊缝区域周围。通常相对规范的射线检测图像,其焊缝区域在图像中的纹理特征有着一定的独特性,其与检测图像上的其他区域纹理呈现出显著的差异性,常规的射线检测图像焊缝与缺陷如下图所示。接下来将以此为例,探讨射线检测图像的焊缝区域的确定方法。在检测前,技术人员首先要对小波进行预处理,小波具有一定的多尺度性,对其预处理能够获取焊缝提取的相关信息,并排除多焊缝提取无关的信息干扰,对图像进行相应的处理。其次,要对检测图像的方格窗进行适当的参数比例设置,并将其由中间位置逐渐向上下进行移动,直至方格窗位置的亮度与一致性参数与上述吻合方可停止。可以将方格窗上下边界位置作为检测图像的焊缝区域,然后根据亮度参数实施左右边界扩展,那么此时划定的区域便是射线检测图像的焊缝范围。

二、射线检测图像的焊缝边界的确定

预处理技术在射线检测图像中有着广泛应用,其能够提升原始图像的效果,增强局部区域的清晰度,能够对边缘起到强化作用,进而为图像的后期处理与分析打下坚实的基础。然而,经过多次研究表明,当做出了相应的预处理技术后,射线检测图像的焊缝区域噪声干扰并不能够得到有效的控制,且会以锯齿形状在灰度曲线中得以体现,整体表现为起伏式图像,因此,必须对各部分灰度曲线中属性样条进行科学有效的处理,才能够保证射线检测图像焊缝的边界位置。在对射线检测图像焊缝边界确定的过程中,首先要根据平均亮度对色彩进行适应性调整,这能够在一定程度上增强焊缝缺陷提取图像的清晰度与完整性,避免亮度不均匀造成的缺陷与图像偏差。基于这种检测方式,射线检测图像焊缝区域与焊缝上下边界位置能够实现一一对应,技术人员可以以此确定焊缝位置涉及的各个边界,再经过光滑拟合的作用,使焊接边界更为平滑,降低焊缝边界范围的误差,使射线检测图像焊缝边界的精确度与准确度得到极大提升。

三、射线检测图像的缺陷区域与提取方法

在射线检测图像技术中,对分水岭的观察一直作为有效的区域分割方法,在缺陷区域确定与提取中得到了有效的应用,该方法不仅操作简单而且具有一定的有效性。其将整个射线检测图像的灰度图像全部视为地形表明,其不同像素下的灰度值以及所在区域在高速度参数方面是相互吻合的。若技术人员在缺陷区域确定与提取过程中从高度参数的小范围内出发,并做出相应的操作,则其在汇合中产生的分水线也正是检测图像区域极为重要的分割点。需要注意的是,当这一分水岭出现变化时,整个射线检测图像的灰度图像也会受到各种信号噪声以及局部因素的影响,甚至会导致过分分割的现象,这会在一定程度上制约缺陷提取工作的顺利实施。为了确保图像缺陷区域检测与提取的有效性,技术人员可以在提取操作中融入标记设定方式,实现对分割过程的全面控制,这有利于缺陷图像处理的实现。另外,对检测图像中的深度阈值以及极小范围内外部实施标记符设定,能够确保灰度图像处理与修正的顺利实现,从而使符号标记的范围与最小区域相一致,使整个分水岭分割过程在掌控之中,进而得到精确的缺陷检测结果。

总之,新时期,我国的无损检测技术得到了进一步的提升,其对射线检测图像技术也提出了更高的要求。射线检测图像在焊缝、缺陷检测与提取中具有一定的复杂性,因此,在进行检测的过程中,要加强对焊缝边界的精确提取,确保焊接作业的实施质量。另外,技术人员要掌握熟练的射线检测图像控制方法,能够对局部处理进行标记设定,提升射线检测图像技术的有效性,这对于相关领域实践工作有着重要的应用价值。

参考文献

[1]刘艳华.X射线焊缝图像缺陷的特征提取及动态检测[J].山西电子技术,2015,32(3):11-12.

[2]马战宝,田跃欣.基于计算机成像技术的焊缝缺陷形状自动检测系统[J].电焊机,2015,45(5):131-135.

射线检测技术石油化工 篇6

射线检测作为五大常规无损检测方法之一，金属材料制承压类特种设备制造、安装、使用的检验检测及其监督检查等得到广泛应用，由于射线检测能确定缺陷平面投影的位置、大小，可获得缺陷平面图像并能据此判定缺陷的性质，对承压设备的内部缺陷检测效果良好。通过几年来的射线检测工作，结合实际检测的特种设备工件，对氟化氢沉降器对接焊接接头射线检测总结如下：

1 容器结构简介

某洗涤剂化工厂烷基苯装置氟化氢沉降器为在用Ⅱ类立式压力容器，裙座式支撑，设备位号V-205，材质为20R，介质为HF，规格为准2400×18×4400mm，容器内有一准159×7mm进料管，管长2600mm，容器由两个筒节 (高1800mm) 及两个椭圆封头对接焊成，筒体厚度18mm，封头厚度20mm，下筒体开有500mm的人孔，容器支撑在平台上，平台距地面约3米，其结构如图1所示。

由于该承压设备的介质氟化氢（化学式：HF）是一种极强的腐蚀剂，有剧毒。根据容器的重要性（不允许任何泄露），检验人员按《压力容器定期检验规则》及使用单位要求委托对该设备对接焊接接头焊缝进行100%射线检测、内表面及所有角焊缝进行100%磁粉检测，检测标准JB/T4730-2005《承压设备无损检测》。设备的安全等级由检验员根据检测结果依据《压力容器定期检验规则》进行评定。

2 透照方法的确定及设备选择

(1) 容器内有进料管道遮挡，B1、B2环焊缝不能采用中心透照法，故选择F<R的偏心内照法；B3环焊缝采用中心透照法。A1、A2纵焊缝采用单壁透照。 (2) 使用单位不允许采用γ源，所以选用XXH3005（锥靶）、XXG3005射线探伤机。 (3) 根据委托及相关标准制定射线检测工艺卡及设备材料准备。

3 环焊缝透照次数计算（AB级K≤1.1)

3.1 B1及B2焊缝

由于容器内有管道遮挡，焦距取最大为F=700mm。当F=700mm，外径Do=2400mm，外半径R=1200mm，内径Di=2364mm，内半径r=1182mm, T=18mm，设一次透照焊缝所对应的圆心角为2α，横向裂纹检出角角θ，有效半辐射角η，如图2所示，整条环焊缝透照次数N，一次透照有效长度L3。

3.1.1 透照次数及一次透照有效长度计算

因为Do>>T所以可用简化公式

搭接标记置于容器内表面，所以相邻两次透照必须搭接至少△L，△L=2Ttgθ=2×18×tg24.6°=16.5mm。

一次透照最短片长=1884+16.5=1900.5mm，采用6张360×80mm胶片，相邻两张搭接20mm，其总长为6×360-6×16.5=2061mm，尚余160.5mm，可以增加搭接长度。

3.1.2 B1及B2环焊缝实际透照K值的计算

实际采用4次透照，α=180°/4=45°，在△AOP中，AP=

所以实际裂纹检出角θ=23.1°<24.6°

实际透照厚度比K=1/cosθ=1.08<1.1，均满足JB/T4730.2-2005标准AB级要求。

3.2 B3环焊缝（K=1）中心内透法，一次透照整条环焊缝，采用360×80mm胶片共布片23张。

4 A1及A2纵焊缝透照次数计算（K≤1.03)

取L3≤F/2=700/2=350mm，则N=1800/350=5.1取N=6次, 则每次透照长度为1800/6=300mm，搭接标记在内圆 (射线源侧) ，由△L=L2×L3/L1=22×300/682=10mm，则胶片长为310mm，采用360×80mm胶片，分6次透照。

5 透照参数确定

(1) A1、A2及B2缝：采用焦距F=700mm，管电压230KV，透照时间T=6min, AgfaD7胶片，0.03/0.03mm铅箔增感屏增感。 (2) B1及B3缝：由于筒体与封头厚度不相等，为减少其在底片上的黑度差, 采取提高管电压、在X射线机窗口加1mm厚黄铜板等措施，B1缝采用焦距F=700mm，管电压250KV，透照时间T=5min, AgfaD7胶片，0.03/0.03mm铅箔增感屏增感。B2缝采用中心内透法，管电压270KV，透照时间T=12min, AgfaD7胶片，0.03/0.03mm铅箔增感屏增感，得到了黑度符合JB/T4730.2-2005标准质量要求合格底片。

6 划线、贴片、评片长度

6.1 B1、B2环焊缝

(1) 因为环焊缝透照4次，每次透照外圆弧长1884mm，内圆弧长2364π/4=1856mm。以A1缝截面中心线为起点，用卷尺在内、外圆母材上每隔1856、1884mm划线。 (2) 在外圆每1884mm间贴片6张，在内圆 (射线源侧) 1856mm划线处贴搭接标记。 (3) 底片上两搭接标记间的焊缝影象长度即为一次透照评片长度，Leff=1906mm；评片宽度为焊缝影象宽度及焊缝两侧5mm。

6.2 B3环焊缝

将XXH3005（锥靶）探伤机置于B3环焊缝所在平面几何中心处，一次透照整条环焊缝，外表面划线共布片23张，采用360×80mm胶片，平片长度330mm。

6.3 A1、A2焊缝

(1) 在A1、A2焊缝内外表面以B1、B2中心线向下每隔300mm划线，搭接标记贴在内表面划线处，外表面两划线处贴胶片。 (2) 底片上两搭接标记间即为评片长度，Leff=310mm。

7 讨论

(1) 考虑采用较小的透照厚度和横向裂纹检出角，有利于提高底片质量和裂纹检出率，环缝透照时，源在内透照比源在外透照法具有更小的透照厚度差和横裂检出角；同时考虑检测效率，所以本工艺B1、B2焊缝选择偏心内透，B3选择中心内透法。 (2) 采用源在内偏心透照（F<R），由公式η=sin-1知，当增大焦距F, L1增加，当F=707mm时，sinη=1，继续增加F，会出现sinη>1情况，从数学角度考虑是不存在的。实际上当焦距F增大，sinη≥1时，整条对接焊接接头均已满足透照比K≤1.1，也就是说此时满足K=1.1的一次透照长度L3为整个环缝长度。

摘要：氟化氢沉降器对接接头射线检测技术的确定。

关键词：氟化氢沉降器,射线检测,一次透照有效长度,搭接长度,透照厚度比,偏心透照

参考文献

[1]《压力容器》.

[2]《中华人民共和国无损检测行业标准JB/T4730.2-2005》.

浅析电力电缆X射线无损检测技术 篇7

1 无损检测技术的含义

无损检测技术测定与物体内评价或表面物理和机械性能和类型的缺陷和对象的前提条件下的综合检测技术的其它技术参数不破坏的主题。现代科学普及到各个行业。为了满足当前电力体制的改革, 许多中国电力设备维护均采用无损检测技术。如配电变压器, 电力线等, 如果微小裂缝或表面看不见的问题, 使用时间稍长, 便会显现出来。还是从里面出来, 然后危险就慢慢出现。为了安全起见, 对产品做一些非破坏性试验是非常必要的。常用的电力系统具有非破坏性测试射线检测器, 超声波探伤, 涡流和磁粉的探伤, 另外渗透测试也是一种可行的办法。

2 无损检测技术在电力系统中的应用

2.1 射线检测

利用渗透和线性检测内部零件的电磁转换是否无损。X射线和中子射线是最常用的。使用这种仪器只能检测辐射不强的零件, 对比较敏感的部分还存在着不足, 所以射线检测器是适合于体积的缺陷检查并不适用于缺陷检测类型的区域。因为射线检测器受成本的制约, 目前仅用于某些部件需要取样用于测试或用于铸造使用, 焊接工艺进行调整。射线超过最大允许测量范围, 它会引起一些危害人体, 所以尽量对辐射源采取屏蔽措施, 减少在阳光下作业等。必须用射线探测器来检查在维护和生产期间需要检测的部件。

2.2 超声检测

检测超声是用频带的通过回波的位置, 高度, 波形的静态和动态特性的部件500-10∞0km显示在非破坏性测试方法的一个其它内部和表面缺陷。基于对声音的波动和强弱得到的信息来确定的。在超声波和探头的情况下, 成为具有外表接触精准的部件。

仪器是接受探针反射的超声波信号并进行处理的。缺陷的位置是通过超声波在传播时的快慢和时间来确定的。反射能力和反射量成正比, 敌人可以根据每个缺陷的大小来确认反射能量等效尺寸。无损检测技术既安全可靠, 又高度灵敏, 容易操作, 很受用户欢迎。什么东西都不是万能的, 它也不例外, 不能客观的估评, 性和量确定的不够准确, 没有测试结果和评价方法的客观记录, 仍然有一些限制在某些情况下。如表面粗糙度和复杂的零件是难以察觉。维护电力设备需要检查开关装置, 变压器, 绝缘设备, 断路器, 继电器等和母线有没有漏电和可能发生的故障, 超声可以明确的检测到这种信号。

2.3 渗透检测

渗透检测, 也被称为颜色检测, 荧光检测, 使用零件缺陷打开非破坏性测试方法的可渗透的表面渗透剂检查。操作方法是无脂, 无漆, 不生锈表面清洁组件。溅射的着色或用荧光渗透剂, 因为它具有极强的渗透性, 迅速渗透到沿裂缝的根源。将渗透洗涤, 然后进行高对比度成像剂的部分的表面上。静置一会儿, 因为形成在表面上的摄像膜之后, 通过毛细管作用渗透剂裂纹被吸入到零件表面, 呈现出白色基底上的厚红线。由此示出了在看得见的裂缝。按出厂的标准需要做细致精确的检测。如果检测方法灵敏度不高, 相应的成本就会提高, 废弃物的处理必须达到环保的标准。用于二次测试渗透测试。高压分离罐是维护电力设备的主要测试。

2.4 磁粉检测

检测磁性机械元件外表和近表面是否完好的无损检测叫磁粉检测。当表面和近表面缺陷的磁力线的磁场线穿过铁磁材料或磁化钢零件, 部件会变形, 不连续的, 逃逸部分, 磁极的表面上形成与形成于显示磁场的可检测漏现象。此时, 在份洒或倾数千粉末磁性悬浮的磁性颗粒将被吸并集中在一个地方, 可以看得十分清楚。虽然磁力线可以解决一部分问题, 但还有一部分肉眼看不见的, 形不成漏磁场, 连磁粉探伤也检测不出来。看不到的小的缺陷。或探针尚未在藏在表面很浅的近表面缺陷露出。用磁粉探伤可以看清缺陷在什么位置大小形状和程度, 缺陷的性质可大致以高灵敏度测定, 形成在缺陷磁性标记的磁性凝集被放大, 检测铲斗向上的至0.1μm的最小宽度。由于磁性粒子测试的成本低, 它已被广泛用于电气设备的维修检测。

2.5 涡流检测

涡流检测是检测在一个非破坏性的测试方法在表面或近表面缺陷的不同部分, 用于评估的材料和其他冶金特性的热处理性能的导电材料。和渗透测试不同的是, 清洗零件时无需检测;和磁粉探伤不一样的地方, 它的磁性和非磁性的材料是非常有效的;用超声波探伤比较, 它完全不用机械耦合系统, 且制造探针并不麻烦:它能比射线检测器更快的得到结果。当材料或元件的表面下的深度部分被限制频率, 耦合系数和其他因素是不同的, 旋涡相应地改变, 往往产生模糊的结果。涡流检测裂纹开口的表面不光滑程度, 平整度有些敏感地方, 边界会对涡流探伤产生较大影响。电力设备检修电力机车极裂纹检测都可以用涡流检测。

3 无损检测技术的发展前景

由于功率高系统设备用料考究, 精度高, 不仅可以减少测试成本。设备, 以降低成本, 提高国内, 国际市场的竞争力。随着社会不断的前进, 我国的电力生产已占据了很大市场, 已成为不可或缺的行业。

因此, 无损检测技术在生产和电气设备维护的应用成为人们关注的焦点。现在随着科学技术的不断发展, 传统的检测技术和现代高科技结合在一起, 超声无损检测一定能实现的智能化。就现在而言, 使用无损检测超声波探测来检查电气设备是最普遍的办法。

国内外最常用的超声检测超声波探伤仪设备简单, 价格便宜。您可以找到并量化缺陷。在生产检查的广泛应用。然而, 测试的结果还没有一个简单的, 没有记录, 检测是困难的, 更人为因素等, 检测并没有得到应有的效果。现在工业技术发展迅速, 急需提高检测技术和检测质量, 对检测的准确性要求进一步提高, 智能检测, 大大的节省人力和财力。随着计算机技术和电子设备的突飞猛进, 保存的超声波波形和采集的数字信号, 经处理后和成一项新的技术, , , 超声成像技术。来此超声图像提供的大量信息, 对象声学和机械性质的直接反映。但也评价固体物质微观结构及其机械性能的, 不连续的微观和宏观的检测。总而言之, 随着电力系统设备维护的无损检测方法一步一步走向自动化, 图像化, 智能化的现代高科技方向, 即安全又经济, 对整个电力系统的运行和控制性能起到重要作用。

摘要：近些年来, 我国的经济发展日新月异, 城市化程度也越来越高, 将电力电缆广泛投入利用可以说是大势所趋。要想使电缆在工作过程中安全可靠, 不会隔三差五出现问题, 必须要对其工作性能有一个全面的了解, 改善其中有缺陷的地方。2011年, 在X射线无损检测过程中, 江苏省电力公司电力科学研究院联合无锡市供电公司共同开展研究, 以求能够最大程度上保证研究范围的全面, 人员的人生安全, 为电缆外部损伤等缺陷制定相应的整改措施, 保证电缆的面积存在的前提下, 内部损伤减少, 极大程度上促进了经一步研究工作的开展。

关键词：X射线,无损检测,射线束,透照电压

参考文献

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