dr技术在镁合金筒体质量检测中的应用

dr技术在镁合金筒体质量检测中的应用

该桶采用镁合金铸造工艺，在毛管和加工后需要100%的辐射试验。X射线底片检测法检测每个筒体需要2个检测人员,检测时间4h左右,检测效率较低,检测速度无法满足研制进度要求,而且,每个筒体需要消耗胶片及药液成本费用3u3000000元左右,检测成本高,效率低,检测人员劳动强度大。为提高检测效率,采用面板数字成像检测技术进行批产镁合金铸造筒体质量检测。X射线数字成像检测工艺使用面板接收器接收信号后进行数字化处理,数字信号经计算机软件处理直接得到检测图像,通过软件对检测图像处理分析、测量,实现被检件质量评定。通过对镁合金筒体数字成像X射线检测工艺的研究,制订了《镁合金筒体面板X射线实时成像检验规范》,并应用于镁合金铸造筒体毛坯质量检测中,筒体X射线数字成像检测方法应用使每个筒体检测时间由原来的4h减少到目前0.5h,检测人员由2人减少到1人,每年可节省胶片及胶片处理液成本费用数百万元,经济效益非常显著。1u3000波束图像的检测原理1.1u3000数字成像的检测原理数字射线实时成像检测技术通过用陶瓷闪烁体的钆Gd1.2直接转换方法DR技术是将一种新型的射线探测单元排列成一个阵列(主要有面板或线阵),直接与大规模集成电路连在一起,同步完成射线接收、光电转换、数字化的全过程。这种“射线—数字”的直接转换方法,大大地减小了信号长距离传输和变换过程中产生的噪声信号,配合使用相应的滤波电路可以获得低噪声、高灵敏度图像。组成阵列的每一个射线探测单元都是经过精加工制成的,其几何尺寸仅为几十微米,因此具有极高的空间分辨率1.2.1数字成像空间分辨率n影响数字射线检测图像空间分辨率的因素主要包括:图像接收器性能、接收器像素尺寸、数字化过程、射线源(焦点)尺寸、透照参数主要指放大倍数。这些因素中可分成射线检测技术和图像接收器本身性能方面的影响,对应射线底片检测法归纳为几何不清晰度和接收器固有不清晰度,实时成像一般采用放大透照成像,放大倍数M为:式中:F为射线源至接收器距离;f为射线源至工件表面距离。几何不清晰度为:式中:ue788Φ为焦点尺寸。式中:U式中:P则有:从上式可知:数字成像空间分辨率与图像接收器有效像素(即固有不清晰度)、射线源焦点尺寸和透照放大倍数有关,提高检测分辨率应从这三个方面控制。检测系统空间分辨率通过测试方法获得,一般使用专用线对测试卡或双丝像质计,为保证数字成像检测灵敏度等同于胶片照相法的检测灵敏度,对系统检测分辨率要求达到3.5Lp/mm以上。1.2.2像质质的测定检测灵敏度决定数字成像检测系统对物体中缺陷的检出能力。在国外一般使用阶梯孔型像质计测定,国内使用线性像质计进行测定。数字成像检测系统的灵敏度指标直接决定了设备的使用范围和检测结果的准确度.镁合金铸造检测时评价其灵敏度指标是否达到标准GJBu30001187A-2001《射线检验》规定的A级质量要求,可按照透照厚度观察图像的像质指数是否达到标准规定要求。1.2.3x射线光通量的大小影响扫描速度的主要因素有系统信号处理速度的快慢和X射线光通量的大小。现在计算机及电子线路的处理速度都很高,即使尺寸较大的图像接收面板,也能在很短的时间内处理完毕,而X射线光通量的大小直接影响系统的扫描速度,也就是只有当X射线在面板上的累积剂量达到一定数量时才能有较好质量的图像,否则系统的固有噪声会淹没信号,使得成像质量大为降低。2u3000波束成像技术在镁合金件中的应用结果和分析2.1x射线机统用于镁合金铸造筒体的X射线数字成像检测系统是YXLON公司MG225X射线机,焦点尺寸为0.4mm×0.4mm,像素为200μm,图像接收范围为225×200。2.2u3000图像显示设备为提高空间分辨率,确保检测灵敏度,镁合金铸造筒体射线数字成像检测工艺参数主要从放大倍数、透照参数(射线能量、焦距、曝光量)、透照布置(透照方式、透照方向、一次透照区)、图像处理、显示及散射线防护等方面进行控制,采用筒体表面放置线型像质计,要求检测图像显示像质指数达到标准GJBu30001187A规定对应的厚度像质指数。铸造筒体数字成像检测由于筒体直径较小,采用双壁单影透照工艺,检测放大倍数经过试验控制在1.2左右,透照厚度25mm,标准规定像质指数为11,实际检测图像像质指数为13,由于使用铝材料像质计,换算成镁合金像质指数为12,满足标准要求,如图3所示。2.3镁合金铸造筒体缺陷检测镁合金铸造筒体数字成像检测能有效检测出镁合金铸造筒体常见缺陷,如疏松、气孔、重金属夹渣、溶剂夹渣、偏析、缩裂等缺陷,图4列出了镁合金铸造筒体缺陷检测图像。2.4筒体报废检测工艺分析X射线数字成像检测技术成功应用在镁合金铸造筒体毛坯质量检测中,提高了检测效率,解决了筒体X射线检测与批产进度问题,但在前几个批次检测过程中经检测毛坯合格后,在精加工后的底片法检测中发现仍有将近5%筒体发现疏松缺陷超标而导致筒体报废,此时筒体已经过多道机加工工序,筒体报废不但经济损失大,而且延误生产进度,通过对导致报废筒体缺陷性质、缺陷部位及筒体数字成像检测工艺分析,缺陷基本上是线状疏松,缺陷位置处于厚薄交界处,如图5所示,经过分析主要是:1系统图像接收板像素较大(200μm),检测系统空间分辨率不能满足细小线状疏松缺陷检出。2双壁单影检测工艺造成缺陷部位厚度比较大,由于厚度突变相对其他部位散射线增大,使检测灵敏度降低。3毛坯检测时可能疏松缺陷比较细小,X射线数字成像检测疏松未超标,经过多道机加工筒体加工时,应力原因会使疏松变严重。3完善检测工艺规范标准在镁合金铸造筒体质量检测中采用X射线数字成像检测与关键部位胶片检测工艺相结合,既加快了型号研制进度,又满足了铸造筒体质量检测要求,射线数字成像检测新技术具有广泛应用前景。由于新检测工艺方法的应用是基于完善系