2018 年以來，在中石油長輸管道范圍，隨著對(duì)數(shù)字化管道和環(huán)保要求的提出，數(shù)字射線檢測技術(shù)(DR) 得以進(jìn)行了嘗試性的推廣應(yīng)用，筆者公司前期在國內(nèi)某工程試驗(yàn)段進(jìn)行了試驗(yàn)性檢測，管道直徑為1422mm，壁厚 21.4mm，方法標(biāo)準(zhǔn)為 NB/T 47013.11-2015，采用中心曝光法透照，累計(jì)完成并比對(duì) 277 道焊口，經(jīng)過與膠片射線照相進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在定位、定量和定性方面均存在較大偏差。為了 分析問題發(fā)生的原因，本文對(duì)誤差情況進(jìn)行了分析。

1  工程應(yīng)用情況

1.1  檢測設(shè)備

管道檢測電動(dòng)工裝一套，配套平板探測器為HR2530。

管道爬行器 HR-90H 一臺(tái)，配套射線機(jī)為 YX-LON EVO300P 周向恒電位射線機(jī)。圖像采集與處理軟件一套。

1.2  檢測過程

每天現(xiàn)場訓(xùn)機(jī) 30min。

從安裝軌道，畫標(biāo)記，安裝檢測工裝，操作爬行器定位曝光，數(shù)據(jù)采集，利用電動(dòng)工裝實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)分段拍照，1 道焊口需要拍照 18 張數(shù)字影像，平均1道焊口曝光時(shí)間為 15min,拍 1 道焊口時(shí)間約為 30min準(zhǔn)備時(shí)間十曝光時(shí)間)，日平均檢測約 16 道~18 道焊口。1 道焊口需要評(píng)定18張影像，評(píng)定時(shí)間約需 20min。DR 檢測流程見圖1。

1.3  存在的問題

(1)定位偏差超過 10%的為 39 道焊口，達(dá)到總量的 14%，其中有 15 道焊口數(shù)據(jù)通過比對(duì)可見不是一處缺欠,扣除后還剩余 24 道焊口,誤差超過 10%。

(2)定量誤差超過 10%的為 126 道焊口，達(dá)到總量的 45%，其中有 19 道焊口定性不同，扣除后還有 107 道焊口，定位誤差超過 10%。

(3)定性不一致的焊口達(dá)到 26 道，初步分析為透照角度和不清晰度導(dǎo)致同一缺欠 識(shí)別為不同類型缺欠，有 7 道焊口基本同一位置，但定性不同，其余都是不同位置的定性不同。對(duì)比結(jié)果見表1~表 2,圖 2。2  原因分析

2.1  定位誤差分析

定位誤差總體來說絕大多數(shù)是能夠?qū)?yīng)的，但偏差很大的數(shù)量達(dá)到 24 道，見圖 3。

(1)零點(diǎn)誤差，見圖4，一般是使用白色記號(hào)筆標(biāo)記，由于筆本身的直徑約 3mm,劃線誤差士1.5mm 本身是正常的。如果兩種檢測方法采用同一個(gè)零點(diǎn)標(biāo)記,則零點(diǎn)誤差可忽略。

(2)標(biāo)記帶的.小刻度 100mm，刻度之間的值依靠人眼估測，誤差士10mm 屬于基本正常。

(3)標(biāo)記帶的制造誤差，不同標(biāo)記帶的制造存在誤差，見圖 5，對(duì)比不同標(biāo)記帶的長度，可見黑色標(biāo)記帶比剛卷尺長約 10mm，黃色標(biāo)記帶的則比剛卷尺短約 20mm。

(4)標(biāo)記帶的彈性影響，試驗(yàn)實(shí)測一根長3828mm 標(biāo)記帶，拉緊一些和松一些影響位置誤差約 20mm,存在約 0.5%的誤差。貼標(biāo)記帶時(shí)松緊程度不同也會(huì)產(chǎn)生一些定位誤差，見圖 6。

(5)水對(duì)標(biāo)記帶的影響，不同的季節(jié)，管道上可能會(huì)結(jié)露，陰雨天或剛下過雨的天氣，管子上都會(huì)潮濕甚至有水滴，標(biāo)記帶也可能淋雨，就會(huì)出現(xiàn)標(biāo)記帶吸水現(xiàn)象，導(dǎo)致長度縮水 30mm~50mm。上述誤差有正有負(fù)，對(duì)于直徑 1219mm 的管道，總體誤差一般不會(huì)超過 30mm。使用伸縮率低具有精細(xì)分度的標(biāo)記帶,可減小長度誤差。

2.2  定量誤差分析

(1)透照角度誤差

透照角度影響是.大的，不 同透照角度，會(huì)使氣孔或夾雜的平面投影長度發(fā)生變化，尤其對(duì)未熔合和裂紋缺欠影響更大，爬行器定位誤差是導(dǎo)致透照角度誤差的根本原因。定位誤差的存在，使中心曝光法的透照角度發(fā)生變化，會(huì)使未熔合和裂紋缺欠的投影長度改變，從而引起定量變化，在不同透照角度的膠片照相中也可觀察到此現(xiàn)象。

此外，透照方法不同也會(huì)導(dǎo)致射線入射角度變化，如雙壁單影法射線機(jī)的放置位置是比較隨意的，也會(huì)使在單側(cè)投射角度與在中心透照的角度不同，從而造成坡口上未熔合透照角度改變引起測量的長度變化。

(2)人為因素

同一個(gè)缺欠，尤其是定性為圓形缺欠，在測量和折算點(diǎn)數(shù)過程中很容易出現(xiàn)因人而異的問題，存在點(diǎn)數(shù)1點(diǎn)~3 點(diǎn)偏差是很正常的情況。

(3)DR 標(biāo)定誤差

DR一般利用雙線型像質(zhì)計(jì)在寬度方向的15mm 進(jìn)行標(biāo)定，但初期人員沒有經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn),標(biāo)定比較隨意，甚至不標(biāo)定，從而造成軟件測量誤差。

2.3  定性誤差分析

(1)人為因素

同一個(gè)缺欠，總會(huì)有因人而異的測量數(shù)值，在缺欠長徑測量的 誤差會(huì)出現(xiàn)圓缺折算定數(shù)的不同。在長寬比接近 3 倍時(shí)，容易出現(xiàn)圓形缺欠和條缺的定性變化。

未熔合的定性是比較容易模糊的，容易出現(xiàn)未熔合、條缺、錯(cuò)邊未焊透等定性變化。若人員的經(jīng)驗(yàn)不夠,也會(huì)出現(xiàn)定性不一致。

(2)透照角度不同造成的誤差

射線入射角度的變化，長寬比接近 3 倍的氣孔或夾雜在圓缺和條缺之間性質(zhì)變化。而未熔合和裂紋缺欠受透照角度影響.大，當(dāng)射線入射角度與缺欠平面之間角度大于 15°時(shí)，缺欠發(fā)現(xiàn)率會(huì)迅速下降,甚至丟失。當(dāng) RT 與DR 分別透照時(shí)，因使用不同的爬行器，每次都有定位誤差，使透照角度發(fā)生變化，也會(huì)使缺欠形貌改變引起定性變化。

3  檢測過程質(zhì)量控制

3.1  人員能力

人員除了應(yīng)持特種設(shè)備無損檢測資格證以外，還應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場考試取得本工程上崗證，通過對(duì)人員的嚴(yán)格控制，能真正.. DR 人員具備現(xiàn)場檢測能力?？荚噧?nèi)容包括:工藝卡編寫、設(shè)備操作、評(píng)圖。具體如下:

(1)工藝卡編寫為開卷形式。

(2)設(shè)備操作首..行偏置校準(zhǔn)、增益校準(zhǔn)、壞像素檢查及修正。然后，從安裝軌道開始到現(xiàn)場透照操作檢測 1 道焊口，此過程允許 2 個(gè)人合作檢測 2 道口，但每次應(yīng)互換操作內(nèi)容，以..每個(gè)人完整地進(jìn)行一遍所有檢測過程。使用計(jì)算機(jī)獲取影像，確認(rèn)影像是否合格，并進(jìn)行灰度測量、靈敏度測量、圖像分辨率測量、歸一化信噪比測量。

(3)評(píng)圖 5 道焊口，應(yīng)無漏檢，無誤評(píng)，定性正確，定位誤差不大于 5%,定量誤差不大于 10%。

3.2   設(shè)備器材

目前國內(nèi)用于長輸管道檢測用的 DR 設(shè)備廠家不多，各廠家采用的技術(shù)路線不同，產(chǎn)品各具特色，工裝重量、方便性、易維修性也都不同。應(yīng)用少，未形成批量生產(chǎn)，屬于初級(jí)階段，存在設(shè)備不穩(wěn)定，軟件不..，也是正?，F(xiàn)象，設(shè)備質(zhì)量的提升和穩(wěn)定都需要一個(gè)過程。隨著檢測量的增多，設(shè)備不斷選代更新，硬件軟件問題都會(huì)慢慢得到解決。下面一些質(zhì)量控制點(diǎn)希望對(duì)應(yīng)用有所啟發(fā)。

(1)爬行器定位誤差應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)控制，一般不應(yīng)大于士10mm。

(2)現(xiàn)場使用的標(biāo)記帶應(yīng)選擇質(zhì)量好的，拉伸變形量小、遇潮遇水不縮水的。

(3)工裝帶編碼器是一個(gè)好的思路，但運(yùn)動(dòng)精度誤差應(yīng)控制在不大于1%。如在直徑為 1016mm 的管道運(yùn)動(dòng)一周誤差不大于 10mm，啟停應(yīng)平穩(wěn)不打滑。

(4)軟件質(zhì)量對(duì)檢測結(jié)果影響極大，各種軟件對(duì)同一個(gè)影像測量的結(jié)果不一定相同。建議對(duì)軟件版本需經(jīng)過權(quán)威第三方機(jī)構(gòu)檢測..，以..對(duì)同一幅圖像的灰度測量值、靈敏度測量值、分辨力測量值、信噪比測量值的誤差在合理范圍。

(5)偏置校準(zhǔn)應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行，尤其是溫度變化大時(shí)。增益校準(zhǔn)應(yīng)使用現(xiàn)場使用的 kV 值進(jìn)行校準(zhǔn)，這樣能提高信噪比，提高影像質(zhì)量，減少曝光時(shí)間。

3.3  工藝編制及工藝紀(jì)律

DR 現(xiàn)場操作要求比常規(guī)膠片照相復(fù)雜得多，應(yīng)由富有經(jīng)驗(yàn)的 DR 人員對(duì)影響檢測質(zhì)量的關(guān)鍵控制點(diǎn)提出比標(biāo)準(zhǔn)更適合實(shí)際的質(zhì)量控制要求，編制可操作性強(qiáng)的操作指導(dǎo)書，對(duì)諸如雙線型像質(zhì)計(jì)放置在哪個(gè)部位、什么放置方向、kV的選擇、mA 的選擇、單幀曝光時(shí)間的選擇、疊加次數(shù)的確定，歸一化參數(shù)的設(shè)定、分辨率的測量方法、靈敏度的觀察方法、灰度范圍的測量方法、信噪比的測量方法等都應(yīng)做出明確易懂的提示.好圖文并茂。

工藝紀(jì)律問題歸根結(jié)底還是人的問題，在上崗前應(yīng)進(jìn)行真正的技術(shù)交底培訓(xùn)，檢測單位內(nèi)部也應(yīng)對(duì)現(xiàn)場操作人員水平進(jìn)行評(píng)估，對(duì)工藝紀(jì)律的執(zhí)行進(jìn)行管控。

3.4  影像的評(píng)定

以下幾點(diǎn)需要更加豐富 的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和對(duì)標(biāo)準(zhǔn)研讀的熟悉程度:

(1)灰度測量的規(guī)范化,應(yīng)明確需要測量的區(qū)域范圍，也可采用直方圖方式測量。

(2)靈敏度單絲像質(zhì)計(jì)應(yīng)在母材熱影響區(qū) 內(nèi)測量，一般為焊縫邊緣 5mm 以內(nèi)。

(3)信噪比測量的規(guī)范化，目前存在同一幅影像，多個(gè)人測量值偏差很大的問題，究其原因是每個(gè)人的測量方法都不同,具體在什么位置測，用多大的測量框，什么方向的測量框測，歸一化基本參數(shù)填什么都還不夠明確。

(4)分辨力的測量方法，平均線數(shù)也應(yīng)有所規(guī)定，部分軟件需要手工拉直一個(gè)基準(zhǔn)線，那么基準(zhǔn)線的起點(diǎn)和終點(diǎn)也應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)定，以進(jìn)一步降低人為的測量誤差。

4  結(jié)論

在管道 DR 應(yīng)用初期，設(shè)備不穩(wěn)定，軟件不..，人員不熟練，缺乏計(jì)算機(jī)評(píng)定經(jīng)驗(yàn)，如標(biāo) 記帶等常規(guī)膠片照相使用的部分測量工具比較粗糙各項(xiàng)不利因素共同造成了大量的定位、定量、定性不準(zhǔn)。

在質(zhì)量控制方面，相關(guān)監(jiān)理的 DR 管理經(jīng)驗(yàn)不足，檢測單位的質(zhì)量管理體系對(duì)現(xiàn)場質(zhì)量控制能力不足，也是造成問題的原因之一。

實(shí)踐證明，通過分析上述問題的原因，采取了相應(yīng)措施后，檢測單位有了現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，編制了適合的操作指導(dǎo)書,并嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律，在后期的 DR 檢測中，膠片與 DR 兩者比對(duì)基本一致，個(gè)別焊口差異主要是透照方法和透照角度的變化所導(dǎo)致。

來源：《無損探傷》2022年11月第46卷第6期