TNXIC-铍铝铸件 工业计算机层析成像（CT）检测方法

ICS77.040.20

CCSJ31

T/NXCL

宁夏材料研究学会团体标准

T/NXCL34—2024

镀铝铸件工业计算机层析成像(CT)检测

方法

Berylliumaluminumcasting—Industrialcomputedtomography(CT)testingmethod

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

2024-XX-XX发布2024-XX-XX实施

宁夏材料研究学会发布

T/NXCL34—2024

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

i青注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由宁夏材料研究学会提出。

本文件由宁夏材料研究学会归口。

本文件起草单位：西北稀有金属材料研究院宁夏有限公司、北京遥感设备研究所、中国工程物理研

究院材料研究所。

本文件主要起草人：代彦明、张健康、李军义、谢麦、马肖、王晶、韩冬冬、张继真、李少银、安

浩娜。

I

T/NXCL34—2024

引言

镀铝合金（被质量分数范围：60%〜69%）具有质量轻、比强度高、比刚度高、优异的尺寸稳定性

等诸多优良特征，作为功能结构材料在航空、航天等国防军工领域应用广泛。皱铝合金构件的制造以熔

模铸造工艺为主。对于镀铝铸件保证其内部质量满足使用要求是确保其在服役过程中可靠性的关键所

在。因此，建立镀铝铸件工业计算机层析成像（CT）检测方法精准高效的表征其内部质品是最有效的手

段。对促进钺铝铸造工艺改进，提升产品质量和性能具有重要的实际意义。

II

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镀铝铸件工业计算机层析成像（CT）检测方法

警示一钺合金样品有全身性毒作用。本文件并未指出所有可能出现的安全问题。使用本文件的人

员应有正规实验室工作的经验。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合有关国家法规规

定的条件。

1范围

本文件规定了镀铝铸件的X射线工业计算机层析成像（CD检测的术语和定义、一般要求、设备要

求、检测过程、缺陷评定、检测记录与报告等内容。

本文件适用于计算机轴向层析成像，不适用于其他类型的层析成像，如平移层析成像和断层合成成

像。

本文件适用于透照厚度不大于40mm的镀铝铸件内部缺陷的工业CT检测和评定。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件,

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证

GB/T11533标准对数视力表

GB18871电离辐射防护与辐射源安全基本标准

GB/T41123.1无损检测工业射线计算机层析成像检测第1部分：原理、设备和样品

GB/T41123.2无损检测工业射线计算机层析成像检测第2部分：操作和解释

GB/T41123.3无损检测工业射线计算机层析成像检测第3部分：验证

GB/T34365无损检测术语工业计算机层析成像检测

GB/T23901.2无损检测射线照相底片像质第2部分价梯孔型像质计像质指数的测定

GBZ98放射工作从业人员健康标准

GBZ117工业探伤放射防护标准

3术语和定义

GB/T34365界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

计算机层析成像computedtomography,computerizedtomography；CT

一种从投影数据重建物体断层物理特征分布图的检测方法。

32

空间分辨力spatialresolvingpower

空间分辨率spatiaIresolution

CT系统鉴别和区分被测物体几何细节能力的亮度。是CT系统的主要技术指标之一，空间分辨力通常

以mm为单位，空间分辨率通常以lp/mm为单位。

33

密度分辨力densityresolvingpower

密度分辨率densityresolution

在一定条件下，CT系统辨别物体中指定大小区域与周边区域密度差异的能力。是CT系统的主要技术

指标之一。

1

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34

对比度灵敏度contrastsensitivity

CT系统辨别物体中指定大小区域与周边区域对比度差异的能力，受限于系统信噪比。

35

CT图像CTimage

利用CT系统得出的反映物体某个横截面上物质对特定能量射线的线型衰减系数的分布图。

体素voxel

构成三维CT图像的基本单元。

37

CT数CTnumber

CT图像的测量值，用来表征CT图像中像素对应位置的被测物体与参照物的射线衰减系数的相对值,

通常是以空气为0点，某种参考材料为最大值对应的线型变换数值。

图像矩阵imagematrix

CT图像像素矩阵。

39

射线源-探测器距离source-to-detecterdistance；SDD

源至探测器距离

射线源焦点到中心探测器之间的距离。

31（1

射线源-物体距离source-to-objectdistance；SOD

源至工件距离

射线源焦点到旋转中心的距离。

4一般要求

4'检测人员要求

4.1.1检测人员应按照G1VT9445或其他相关标准的要求接受培训和考核，并取得相应的资格证书，

检测人员的资格各方应一致认可。

4.1.2检测人员的健康应符合GBZ98的规定，上岗前应进行辐射安全与防护知识的培训，并持有放射

工作人员证书。

4.1.3检测人员未经矫正或矫正的近（距）视力和远（距）视力应不低于5.0（小数记录为1.0）,每年

应检查一次视力，测试方法应符合GB/T11533的规定。

4.1.4检测人员应具备一定的计算机软件、硬件的基础知识，熟悉计算机的操作和日常维护。

4Z环境条件要求

4.2.1工业CT检测室应具有检测室和控制室，检测室为控制区，控制室为监督区。

4.2.2工业CT检测室应干净整洁，具有良好的通风和照明设施或条件，通风换气置换量每小时不少于

2次。

4.2.3工业CT检测室的环境温度与湿度应满足工业CT设备说明书的规定。

41辐射防护安全要求

工业CT检测室的辐射防护条件应符合GB18871、GBZ117的规定。

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5设备要求

5.1基本要求

工业CT系统由射线源、探测器、机械系统（包括所有影响图像稳定性的机械结构）和重建/可视化

系统四个与性能相关的主要部分组成。

5.1.1射线源

工业CT系统选用X射线源，其主要性能参数满足表1中要求。

表1X射线源的主要性能参数要求

透照厚度管电压范围管电流范围最大功率

mmkVmAW

31030〜225。〜3《500

5.1.2探测器

工业CT选用面阵探测器，其性能参数满足表2中要求。

表2面阵探测器的主要性能参数要求

探测面积像元尺寸模数转换

动态范围

mmumbit

5400X4001139不小于2000:1H-

5.1.3机械系统

工业CT机械系统的主要性能参数满足表3中要求。

表3机械系统的主要性能参数要求

SDD光栅分辨率转台最大承重

mmumkg

28000.1350

5.1.4采集、重建、可视化和存储系统

重建、可视化和存储系统应满足GB/T41123.1的中5.5条款的要求。

5；性能要求

5.2.1设备的主要性能指标空间分辨率可用圆孔测试卡法或调制解调函数方法测试，空间分辨率应优

于2.（）每年定期校准不少于1次。

5.2.2设备的主要性能指标密度分辨力可用空气间隙法测试，密度分辨力应优于0.8%,每年定期校

准不少于1次。

5?功能要求

5.3.1设备采集系统应同时具有DR功能。

5.3.2设备采集系统应具有探测器坏像素校准、几何校准和轴校准等自动校准功能，定期自校准确保

设备性能稳定。

5.3.3设备可视化系统应能对三维（体积）和二维（切片视图）进行处理，三维可视化能进行表面处

理和灰度调节，二维可视化能沿指定轴检查数据切片图像，同时能对不同几何形状区域进行非平面展开

和切片处理。

5.3.4设备可视化系统应具有灰度直方图、灰度曲线以及伪彩色显示等功能。

5.3.5可视化系统应有孔隙分析和统计功能。

54其他要求

5.4.1前置滤波片

3

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工业CT采集时应采用设备厂家提供的己经校正的前置滤波片，其选择的具体规定见表4。

表4滤波片的选择

前置滤波片

管电压

厚度

kV材质

mm

<100铜0.25或不用

>100-160铜0.5

>160-220铜2.0

5.4.2对比试样

根据检测需要，宜设计制作空洞类缺陷对比试样，测试系统的实际检测能力。对比试样的具体制作

可在实际产品上加工，也可使用满足GB/T23901.2的规定的H5型阶梯孔型像质计。H5型阶梯孔型像

质计尺寸见表5。

表5H5型阶梯孔型像质计尺寸

台阶厚度及孔直径

像质计编号孔编号

mm

H50.32

H60.40

H70.50

H5

1180.63

H90.80

H101.00

6检测过程

A1检测准备

6.1.1被铝铸件的CT检测应在清除铸造型砂之后。同时铸件的浇、目口必须切除，切除后的浇、目口

残余量不超过透照部位厚度的10%。检测时机应满足技术条件或合同要求，技术条件或合同中无特殊

规定时，CT检测宜在热处理前或后、毛坯铸件、粗加工、精加工条件下进行。

6.1.2应充分了解镀铝铸件的结构、尺寸、重量等，以及可能存在缺陷的类型和分布。确认CT系统的

空间分辨力、密度分辨力、可检最大回转直径以及最大承重等指标能满足检测要求。

6.1.3CT检测前应根据技术条件或合同要求对被铝铸件进行适当的分区标识，以区分缺陷评定区域。

标识物品的材质应与铸件材质相同或尽可能的相近，标识物品若为金属丝，其直径应不大于0.5mm。

6.1.4CT检测前应按设备说明书要求对CT系统的几何位置、探测器以及射线源进行预热和初始化。

6.2系统自校准

至少每月依次对工业CT系统的探测器、几何位置以及旋转轴自校准一次,以保证CT检测时能精确重

建。根据CT检测频次可适当增加校准次数。校准用标准组件由设备厂家提供。

6.3铸件装夹

6.3.1镀铝铸件装夹前充分了解其结构和尺寸，以保证铸件装夹时沿射线束方向为最小的透照厚度，

同时铸件旋转一周时所有断层图像均能显示在CT系统的有效检测视场内。

6.3.2镀铝铸件装夹时应相对旋转轴有一定的倾斜角度，通常倾斜角度不小于10°,以减小图像重建

时费尔德坎普失真的影响。

6.3.3镀铝铸件装夹在CT系统专用上料托盘时应固定稳定，以保证转台旋转的过程中铸件不发生晃

动。固定用辅助物品的密度应远小于密件的密度，同时其材质元素的原子序数应尽可能低。避免影响X

射线对铸件的穿透能力。

4

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6.4对比试样的摆放

产品上无法直接加工对比试样时，可使用H5像质计作为对比试样。摆放时应使用双面胶将其固定在

铸件沿X射线方向的透照厚度最大的位置，像质计平面应与X射线方向垂直，并使像质计小孔与铸件表面

紧密贴合。如果铸件沿X射线方向最大透照厚度的位置面积较小难以实现H5像质计所有孔洞与铸件贴合

时，应首先确保像质计的“H5”小孔与铸件表面贴合。

6.5参数设定

6.5.1几何位置

在保证被铝铸件旋转一周时，应使所有断层图像均能显示在CT检测视场靠中心的4/5面积以内。为

了提高分辨率，铸件应尽可能靠近射线源，以减小体素的尺寸，体素尺寸应不大于0.15mno

6.5.2射线强度

根据透照厚度选择合适的穿透管电压和管电流，管电压的选择要确保X射线能穿透被测铸件并被探

测器所接收。管电流与管电压一起调整，以保证焦点尺寸不大于体素。推荐的不同透照厚度镀铝铸件CT

检测的最低管电压见图1,当使用前置滤片时，管电压最大允许提高40kVo仅作为参考。

120

110

W0

90

70

C0

)0

so

24•>1012M»M202224M2tS0nM»M40

图1钺铝铸件不同透照厚度对应的最小管电压

6.5.3曝光时间和增益

曝光时间、增益和射线强度一起调整，应使数字化辐射强度（CT数）控制在其饱和值的10%〜90%。

6.5.4投影数量

投影数量不小于（兀/2）X图像矩阵大小，图像矩阵大小为穿过样品最大尺寸的体素个数。

6.6检测扫描

6.6.1工艺参数设定完毕后，在扫描软件中开启自动扫描和重建。

6.6.2对于复杂结构铸件中存在较大透照厚度差异部分的CT图像易出现射束硬化伪影，部分重构软

件带有伪影修正功能，必要时可使用该类功能，应注意在使用此功能时，防止过滤掉有用信息。

61图像质量

6.7.1在不丢失图像缺陷信息条件卜*可适当调节灰度改善图像对比度和清晰度。

6.7.2CT系统的缺陷检测灵敏度以对比试样作为参考。镀铝铸件的CT检测图像要求在1:1图像比例

下能清晰观察到“H5”小孔。

6.8图像分析和保存

6.8.1利用三维可视化软件对镀铝铸件CT图像调整比例为1:1,并对不同形状区域的CT图像进行切

片处埋，切片厚度不大于0.1mmo

5

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a）对于铸件分区形状为平面的可直接切片处理；

b）对于铸件分区形状为非平面的（如圆柱、圆锥、球面或圆环等），应采用非平面展开后再进行

切片处理。

6.8.2切片图像应及时保存，图像保存时宜正确定义文件编号以保证切片图像标识的唯一性，文件编

号内容应至少包含铸件编号、区域编号以及切片图编号等信息。

6.8.3必要时利用软件测审缺陷特征的尺寸并保存。

6.8.4对图像按标准格式进行保存，宜用DICOU、TIFF等格式，原始数据不应被修改。

6.8.5每年应定期将图像数据妥善保管在光盘或硬盘上面，至少保存5年以上。

7缺陷评定

镀铝铸件的缺陷评定应由2级及以上检测人员实施。参照附录A对镀铝铸件CT检测图像中的缺陷类

型和质量等级进行评判。

8检测记录与报告

R1检测记录

检测记录应至少包括以下内容：

a）被检铸件信息：样品名称、样品描述、样品编号、分区编号、检测要求等；

b）检测设备信息：设备名称、设备编号、空间分辨率、密度分辨率以及尺寸测量精度等主要特性

参数等；

c）检测环境信息：温度、湿度等；

d）检测工艺参数：管电压、管电流、几何布置、曝光时间、增益、投影数量、像素合并、焦点尺

寸、体素尺寸、采集视场、前置滤波片材质和厚度、射束硬化消除修正等；

e）缺陷评判：缺陷类型、缺陷尺寸或质量等级、CT图像文件名称等；

f）检测人员及日期、校核人员及日期。

R9检测报告

检测报告应至少包括以下内容；

a）委托单位信息：委托单位名称、联系人、联系方式等：

b）被检铸件信息：样品名称、样品描述、样品编号、分区编号、检测要求等：

c）检测设备信息：设备名称、设备编号、空间分辨率、密度分辨率以及尺寸测量精度等主要特性

参数等；

d）检测环境信息：温度、湿度等；

e）检测工艺参数：管电压、管电流、几何布置、曝光时间、增益、投影数量、像素合并、焦点尺

寸、体素尺寸、采集视场、前置滤波片材质和厚度、射束硬化消除修正等：

f）缺陷评判：缺陷类型、缺陷尺寸或质量等级、CT图像文件名称等；

g）检测人员及日期，审核人员及日期，批准人员及日期等。

6

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附录A

（资料性）

镀铝铸件缺陷评定

镀铝铸件缺陷评定方法见表A.1。

表A.1钺铝铸件缺陷评定

序号缺陷类型缺陷评定备注

1裂纹不允许/

2