外文翻译-焊缝的CR检测程序的验证

XX大学毕业设计文献翻译与原文题目： 焊缝的CR检测程序的验证 学 院： 测试与光电工程学院 专业名称： 测控技术与仪器 班级学号： 学生姓名： 指导教师： 二Oxx 年 四 月 九 日 272014年10月6-10日，捷克共和国布拉格第11届欧洲无损检测会议（ECNDT 2014年）焊缝的CR检测程序的验证Davi F. OLIVEIRA1,2, Joseilson R. NASCIMENTO2, Alessandra S. MACHADO2, Carla A.MARINHO3, Marcos AIUB4, Joo M. HOHEMBERGER4, Eduardo IGUCHI4, Ricardo T.LOPES2里约热内卢州立大学物理研究所。电子邮件：davi.oliveirauerj.br核仪器实验室，里约热内卢联邦大学。电子邮件：davilin.ufrj.br，joseilsonlin.ufrj.br，ricardolin.ufrj.brLeopoldo A. Miguez德梅洛研究中心，CENPES / PETROBRASSEQUI / PETROBRAS摘要在材料和设备的检查方面，数字X射线成像正逐渐取代传统胶片照相。因为石油和天然气行业检测质量要求高，所以有必要检测盒验证“射线检测方法”，尤其是在焊缝中。这项工作是焊缝检测中，胶片照相和CR成像的比较研究项目的一部分。为此，利用市场现有的五个的CR系统与其各自的荧光板获得图像。射线检测技术结合照相技术和CR技术应用于单壁单影，双壁单影和双壁双影技术中。检测样本是不同直径和厚度的板材和钢管。射线采用X射线和射线源。该图像的评价标准是可探测性（与胶片照相比较）以及符合特定的图像质量参数（对比度、基本空间分辨率和归一化信噪比）。作为这项研究的成果，这些已经能够顺利检测对特定厚度材料的装置已经对它们的程序正式验证。因此能够对缺陷进行可信赖的检测方法。关键字：CR技术；检验程序的验证；焊缝检测。1.引言在过去的几年中，数字射线检测正取代传统胶片射线检测进行材料和设备的检查。CR技术已经被证明是一项有效的技术，该技术已经在一些有关检测领域内优于传统胶片照相，尤其是运用于油气领域内。而有时由于缺少一项既定的方法来选择参数，也正如胶片照相一样，因而导致一些实验性的和错误的实验，然而这项测试方法是基于这些实验之上的。由于这种方法缺少，就不可能确保CR技术同胶片照相一样能够检测到同一类型的缺陷。为了做到这一点，就有必要验证检测程序，尤其是对于焊缝，从而达到了一个与常规技术相同的探测能力1。一些专注于无损检测方法的公司正在开发CR检测的设备。每个厂家正根据各自的规范生产各自的荧光板，也被称为“成像板”和“IP板”。所有的系统都遵循相同的工作原理，即使某些特性可能会根据制造商有所不同。这也就是为何评估一些缺陷（例如常在焊接接头中出现的缺陷）的探测灵敏度的响应是非常重要的原因2,3。因此，本课题的主要目的是开发和验证在焊接领域的实际情况中，通过3种射线照相技术使用的CR程序，并与相同技术下的胶片照相进行比较。2.材料和方法2.1射线检测射线照相技术应用于单壁单影、双壁单影和双壁双影技术时包括了胶片成像和CR成像。试样使用的是不同直径和厚度的的板材和钢管。要被认为是可行的，这些图像就应达到以下图像质量参数所需的值4-10：基本空间分辨率（BSR），归一化信噪比（SNRN）和对比度。除了之外，其对缺陷的检测能力等同于普通照相检测。图1为在实验中使用的测试样品，图24表示每种技术的透照布置方式。图 1-检测样本图 2-单壁单影布置图 3-双壁单影布置图 4-双壁双影布置表13是试验样品规格、曝光值和图像质量要求这三个影像学技术的指标。表格 1-样品规格（单壁单影)表格 2-样品规格（双壁单影）表格 3-样品规格（双壁双影）2.2探测器胶片照相试验中使用了类和类胶片。在CR成像实验中则使用了5种CR成像系统，每一个具有其自己的相应的成像板（IP板）。表4表示所用CR系统、IP板类型和扫描参数。表格 4-CR系统和扫描参数2.3射线源在射线检测中经常使用X射线和射线源，如表5、6所示。表格 5-X射线规格表格 6-射线源3.结果3.1单壁单影检测技术表7表示的是标有缺陷的测试样品在胶片照相时获取的图像结果。这些图像作为评估CR成像系统的检测能力的参照量。表格 7-胶片照相结果表8-12表示的是进行CR成像时的图像结果。除了曝光量、图像的质量外还包括检测能力，而检测能力又被分为“可检测（AP）”和“不可检（F）”。表格 8-使用单壁单影技术的检测结果（S2）表格 9-使用单壁单影技术的检测结果（S2）表格 10-使用单壁单影技术的检测结果（S3）表格 11-使用单壁单影技术的检测结果（S4）表格 12-使用单壁单影技术的检测结果（S5）在X射线单壁单影检测技术中，结果表明除了第4种检测系统外，其他各检测系统在厚度达到第七组要求时，所有结果都满足可检测要求。而第4种系统则只能达到第VI组的可检测要求。虽然在某些情况下满足所要求的图像质量（S4和S5），但是没有一个系统能够达到第八组厚度所要求的可检测条件，以检测到所有常规射线照相技术可观察到的缺陷。即使系统2和5可检测的图像的要求能到第VII组，但在使用射线源时，要获得良好的实验结果，厚度只能达到第组的要求（Se-75的厚度范围）。在这种情况下，可认为第组不可检是由于在这些试验样品中发现缺陷的种类：这种类型缺陷比第组的的缺陷要难以检测。正如X射线检测的情况下，没有一个系统能够检测厚度满足第组要求的所有缺陷。在这两个辐射源检测中，在一些情况下，虽然满足最低的图像质量要求，图像仍然被认为不可检。因为它们的检测能力并不等同于胶片照相的检测能力。图5和6显示的是在单壁单影技术中分别使用X射线和射线源的曝光值之间的比较。只有在这些图像中，只采用下面这些组的曝光值才被认为是可以检测的。图 5-使用X射线的单壁单影技术系统的曝光量图 6-使用射线源的单壁单影技术系统的曝光量分析上图中的使用X射线进行检测时获得的图像结果，对比常规的射线检测，曝光量有降低的趋势。可以观察到，系统2显示出比组更高的曝光量除外。然而，用射线源时在所有的系统中都比常规射线检测的曝光量更高。表13、14显示单壁单影技术的系统分别使用X射线和射线源的最终评价结果。表格 13-使用X射线的单壁单影技术系统的评价结果表格 14-使用射线的单壁单影技术系统的检测结果图7、8描绘了使用这两个源的单壁单影技术的系统之间的最终比较结果。在这些图像中，展示了每个系统的可信度，从而得出它们的性能排名。图 7-每个使用X射线的单壁单影技术系统的可信度图 8-每个使用射线的单壁单影技术系统的可信度3.2双壁单影检测技术表15表示的是标有缺陷的测试样品在胶片照相时获取的图像结果。这些图像作为评估CR成像系统的检测能力的参照量。表格 15-胶片照相结果双壁单影技术不能用于第一套系统中，因为经常有一些技术难题不能得以及时可处理。表1619表示的是进行CR成像时的图像结果。除了曝光量、图像的质量外还包括检测能力，而检测能力又被分为“可检测（AP）”和“不可检（F）”。表格 16-使用双壁单影技术的检测结果（S2）表格 17-使用双壁单影技术的检测结果（S3）表格 18使用双壁单影技术的检测结果（S4）表格 19-使用双壁单影技术的检测结果（S5）正如在单壁单影技术检测中，虽然在某些情况下满足所要求的图像质量，但仍然被认为不可检。因为它们的检测能力并不等同于胶片照相的检测能力。使用X射线检测时，无论样品直径为多少，S3、S4号系统的检测结果只有当样品厚度小于7.11mm时才被认为是可信的。这表明这些装置在用双壁单影技术检查更大厚度的工件时，得到的结果是不可信的。另外，2号和5号系统被认为厚度达到12.7mm时的检测结果是有效的。使用射线源进行检测时，4号和5号系统仅能探测到第组的检测样本中的缺陷。2号系统在第组达到了的相同的检测灵敏度，在第组中也是如此。因此就能断定这些检测样本带有更容易被发现的人工缺陷。这就可以解释为何2号系统虽然不可检测小于12.7mm厚度的样品的缺陷，但在厚度为12.7mm时也能认为是可以检测。图9和图10表示的是在双壁单影技术中分别使用X射线和射线源的曝光值之间的比较。在这些图像中，只有采用下面这些组的曝光值才被认为是可以检测的。图 9-使用X射线的双壁单影技术系统的曝光量图 10-使用射线源的双壁单影技术系统的曝光量通过分析上图中的使用X射线进行检测时获得的图像结果，得到：只有当厚度达到6.35mm时，3号、4号和5号系统的曝光量减少了。这是因为在用传统射线照相检测那些厚度的工件时使用的是1类胶片。也可能会观察到2号系统在检测所有被认为是可检测的厚度时，它的曝光量比传统的射线检测要高。最极限情况下的曝光量达到了后者的115倍。之所以会出现这么大的量，是在使用低能放射源时，仪器的限制造成的。这也就产生了低噪声同时也低信号强度的图像，这就需要曝光时间来进行补偿。对比于常规射线照相检测，用射线源进行检测时就需要更高的曝光量，以便于图像质量是被认为是可检测的。表20、21显示双壁单影技术的系统分别使用X射线和射线源的最终评价结果。表格 20-使用X射线的双壁单影技术系统的评价结果表格 21-使用射线源的双壁单影技术系统的评价结果图11、12描绘了使用这两个源的双壁单影技术的系统之间的最终比较结果。在这些图像中，展示了每个系统的可信度，从而得出它们的性能排名。图 11-每个使用X射线的双壁单影技术系统的可信度图 12-每个使用射线的双壁单影技术系统的可信度3.3双壁双影检测技术双壁双影技术不能用于第一套系统中，因为经常有一些技术难题不能得以及时可处理。表1619表示的是进行CR成像时的图像结果。除了曝光量、图像的质量外还包括检测能力，而检测能力又被分为“可检测（AP）”和“不可检（F）”。表格 22-使用双壁双影技术的检测结果（S2）表格 23-使用双壁双影技术的检测结果（S3）表格 24-使用双壁双影技术的检测结果（S4）表格 25-使用双壁双影技术的检测结果（S5）总体来说，检测系统的某些性能在用用两种射线源时都不好。在使用X射线时，5号系统被认为是不可检测的。因为在先前的实验中已经获得了检测能力的结果。3号4号系统（同一制造商）在厚度小于3.91毫米时得到合格的检测结果。在厚度小于6.36mm时，1号系统能够检测到缺陷的。用这个系统检测大直径管的组都被认为不可检测，因为出现了技术问题。然而，观察小直径管的检测结果，如果它已被检测，那么系统被认为具有良好的性能。使用射线源进行检测时，所有系统都不能探测到检测样本中存在的缺陷。由于双壁双影技术需要要放大的焊缝位于源侧，但源的大尺寸焦点产生了了一个非常大的不清晰度，这是造成检测能力损失的一个决定性因素。图13示出的所有X射线的双壁双影技术系统的组别的曝光值之间的比较。在这些图像中，只有采用下面这些组的曝光值才被认为是可以检测的。正如采用其他检测技术一样，我们可能会观察到2号系统的曝光时间比其他系统的都要高。图 13-使用X射线的双壁双影技术系统的曝光量表26、27显示双壁双影技术的系统分别使用X射线和射线源的最终评价结果。表格 26-使用X射线源的双壁双影技术系统的评价结果表格 27-使用射线源的双壁双影技术系统的评价结果图14描绘了使用这两个源的双壁双影技术系统之间的最终比较结果。在这些图像中，展示了每个系统的可信度，从而得出它们的性能排名。图 14-每个使用X射线的双壁双影技术系统的可信度4.结论本文旨在分析五个CR成像系统通过使用单壁单影，双壁单影和双壁双影检验技术，在检测焊缝时的性能。这些系统因为所使用的照相技术和源的种类不同，因而有各自支持的检测程序。以便一旦检测到人工缺陷，检测图像的质量等价于传统射线照相技术。如果按照相同的检测参数进行重新设置时，这些程序能过保证在评估的可检测的厚度范围内，其检测能力将达到要求。据观察，将以下可接受的值作为标准：图像的基本空间分辨率（不超过100微米的X射线源和不超过160微米射线源，根据观察到的穿透厚度排序）、并归一化信噪比（超过100）。虽然不能保证各种情况下的检测能力为100。但这种方法是完全连贯和可实现的。我们可以确定：在使用射线源时，由于源的衰减和低能射线的灵敏度造成的影响是至关重要的。所有被允许使用的源的活度平均值应高于30Ci。当源的活度按观察到的自然衰减速率衰减时，即使按传统射线照相的通用做法增加曝光时间也不能被证明是有利的，而且得到的图片被认为是不可检测的。我们还可以被确定：一般来说，CR成像技术无需面对由于应按标准检测基准线带来的困难。然而，当线在第一次检测不能被识别时，随后增大源和检测器距离及曝光时间并没能解决的问题，在所有的的情况下都是如此。与之相应的图像因此被认为是不可检测的。使用X射线源时，其高电压在单壁单影技术中高于270千伏，在双壁单影技术中高于200千伏；我们还可以注意到其曝光量要高于胶片照相。在这里，1号系统是例外。因为在所有电压下，它的曝光量偏低。对于射线源，在所有情况下其曝光量比常规射线照相要高。这种曝光量的增加是因为在高能射线下，荧光体板的效率低于传统的X射线胶片。2号系统被证明是一个套相当慢的设备。特别是由于必须在低能X射线下得到图像的限制。这种限制是由于在高能射线照射下得到的平板的图像存在许多的噪点（blooming quantity）。这种限制阻碍了试验样品缺陷的评估。从这项研究得出的结果证明，使用CR技术检测焊接接头确实有优势，尤其是是使用X射线源时。然而不推荐将射线源用于双壁单影和双壁双影检查，因为无法确保存在的缺陷被正确识别。致谢这项得到了Petrobras、 Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico (CNPq)、 Fundao de Amparo Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ) 以及Comisso de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior (CAPES)全力支持。参考书目1. C. A. Marinho et al., “Qualification Process and Inspection Validation of Computed Radiography Technique for 双壁双影 Weld Inspection”, 18th WCNDT Proceedings, Durban, South Africa, April 2012.2. D. F. Oliveira et al., “An Evaluation of Imaging Plate Characteristics that Determine Image Quality in Computed Radiography”, Materials Evaluation, Vol 72, No 3, pp 392-397, March 2014.3. C. A. MARINHO, R. T. Lopes, J. M. A. Rebello, Film Replacement at Digital Techniques in Weld Inspection, Materials Evaluation, Vol 67, No5, pp 529-539, July 2009.4. ASME B31.3 Process Piping, ASME Boiler and Pressur