GB-T 43658.2-2024 无损检测 管道腐蚀及沉积物X和伽马射线检测 第2部分：双壁射线检测

CCSJ04中华人民共和国国家标准GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018无损检测管道腐蚀及沉积物X和伽马射线检测第2部分:双壁射线检测Non-destructivetesting—RadiographicinspectionofcorrosionanddepositsinpipesbyXandgammarays—Part2:Doublewallradiographicinspection(ISO20769-2:2018,IDT)2024-03-15发布2024-03-15实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018前言 Ⅰ引言 Ⅱ1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 24射线检测技术分级 35总体要求 46推荐的射线照相检测技术 57射线底片/数字图像的灵敏度、质量和评定 148透照厚度差的测量 159数字图像记录、存储、处理和显示 1610检测报告 17附录A(规范性)最低像质值 19附录B(规范性)用图像灰度检测透照厚度 21附录C(规范性)基本空间分辨率的确定 23参考文献 26ⅠGB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018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。本文件是GB/T43658《无损检测管道腐蚀及沉积物X和伽马射线检测》的第2部分。GB/T43658已经发布了以下部分:—第1部分:切向射线检测;—第2部分:双壁射线检测。本文件等同采用ISO20769-2:2018《无损检测管道腐蚀及沉积物X和伽马射线检测第2部分:双壁射线检测》。请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。本文件由全国无损检测标准化技术委员会(SAC/TC56)提出并归口。本文件起草单位:上海材料研究所有限公司、湖北三江航天江北机械工程有限公司、北京航天特种设备检测研究发展有限公司、航天智造(上海)科技有限责任公司、上海航天设备制造总厂有限公司、宁波市劳动安全技术服务有限公司、上海空间推进研究所。ⅡGB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018小口径管、压力管、锅炉汽包和压力容器等管类产品在工业中应用广泛。随着服役时间的增加,管内外壁极易产生腐蚀性损伤并可能导致管线系统失效。当管内外壁出现腐蚀性损伤,损伤部位出现腐蚀结痂,实际管壁减薄。腐蚀部位和未腐蚀部位出现厚度差,采用射线检测发现腐蚀损伤部位情况。相较其他无损检测方法,射线检测技术凭借其高灵敏度和直观性的优点,能及时发现管内外壁腐蚀情况,这对保证管件安全运作具有重大意义。GB/T43658拟由两个部分组成。—第1部分:切向射线检测。目的在于规定使用工业胶片射线照相、计算机射线照相(CR)和数字阵列探测器(DDA)在管道中心线上和偏离管道中心线上探测和测量壁厚方向厚度损失的切向检测技术。—第2部分:双壁射线检测。目的在于规定使用工业胶片射线照相、计算机射线照相(CR)、数字阵列探测器(DDA)探测和测量可能由腐蚀或侵蚀造成的管道内部或外部材料损失的在役双壁射线检测技术。本文件是GB/T43658的第2部分,分别从射线检测技术分级、总体要求、推荐的射线照相检测技术、射线底片/数字图像的灵敏度、质量和评定、数字图像记录、存储、处理和显示等方面进行规定。1GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018无损检测管道腐蚀及沉积物X和伽马射线检测第2部分:双壁射线检测1范围本文件规定了满足检测要求以期获得满意、经济、重复性好的检测结果的胶片和数字射线照相检测的基本技术。本文件规定的技术以检测基本理论和试验为基础。本文件适用于钢管服役过程中引起的点状腐蚀、面状腐蚀和侵蚀等缺陷的射线检测。本文件中使用的“管”除其常规含义外,也包括其他圆筒形物体,如小口径管、压力管、锅炉汽包和压力容器。本文件规定的检测技术适用于腐蚀/侵蚀类缺陷的焊缝检测,不适用于焊接过程产生典型缺陷的检测。本文件描述了可能由腐蚀或侵蚀造成的管道内部或外部材料损失的评价方法。管道可能含或不含保温层。本文件规定了检测壁厚损失的双壁检测技术,包括双壁单影技术(DWSI)和双壁双影技术(DW-DI)。注:本文件中描述的DWDI通常和ISO20769-1确定的切向射线照相技术联合使用。本文件适用于使用工业胶片射线照相、计算机射线照相(CR)和数字阵列探测器(DDA)的在役双壁射线检测技术。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。ISO11699-1无损检测工业射线照相胶片第1部分:工业射线照相胶片系统的分类(Non-de-structivetesting—Industrialradiographicfilm—Part1:Classificationoffilmsystemsforindustrialra-注:GB/T19348.1—2014无损检测工业射线照相胶片第1部分:工业射线照相胶片系统的分类(ISO11699-1:2008,MOD)ISO11699-2无损检测工业射线照相胶片第2部分:用参考值方法控制胶片处理(Non-de-structivetesting—Industrialradiographicfilms—Part2:Controloffilmprocessingbymeansofrefer-encevalues)注:GB/T19348.2—2003无损检测工业射线照相胶片第2部分:用参考值方法控制胶片处理(ISO11699-2:1998,IDT)ISO16371-1无损检测基于存储磷光成像板的工业计算机射线照相检测第1部分:系统分类(Non-destructivetesting—Industrialcomputedradiographywithstoragephosphorimagingplates—Part1:Classificationofsystems)1) 注:GB/T21355—2022无损检测基于存储磷光成像板的工业计算机射线照相检测系统分类(ISO16371-1:1)2006年EN14784-1作废,由ENISO16371-1代替。2GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:20182011,IDT)ISO17636-2焊缝无损检测射线检测第2部分:使用数字化探测器的X和伽马射线技术(Non-destructivetestingofwelds—Radiographictesting—Part2:X-andgamma-raytechniqueswithdigitaldetectors)注:GB/T3323.2—2019焊缝无损检测射线检测第2部分:使用数字化探测器的X和伽马射线技术(ISO17636-2:2013,MOD)ISO19232-1无损检测射线照相检测图像质量第1部分:丝型像质计像质值的测定(Non-de-structivetesting—Imagequalityofradiographs—Part1:Determinationoftheimagequalityvalueusingwire-typeimagequalityindicators)注:GB/T23901.1—2019无损检测射线照相检测图像质量第1部分:丝型像质计像质值的测定(ISO19232-1:2013,IDT)ISO19232-5无损检测射线照相检测图像质量第5部分:双丝型像质计图像不清晰度的测定(Non-destructivetesting—Imagequalityofradiographs—Part5:Determinationoftheimageunsharp-nessvalueusingduplexwire-typeimagequalityindicators)注:GB/T23901.5—2019无损检测射线照相检测图像质量第5部分:双丝型像质计图像不清晰度的测定(ISO19232-5:2018,IDT)ISO20769-1无损检测管道腐蚀及沉积物X和伽马射线检测第1部分:切向射线检测(Non-destructivetestingofwelds—RadiographicinspectionofcorrosionanddepositsinpipesbyXandgam-marays—Part1:Tangentialradiographicinspection)注:GB/T43658.1—2024无损检测管道腐蚀及沉积物X和伽马射线检测第1部分:切向射线检测(ISO20769-1:2018,IDT)3术语和定义ISO20769-1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。数字阵列探测器系统digitaldetectorarraysystemDDA接收的散射或透射射线转换为离散的模拟信号,然后对模拟信号进行模/数转换,并传递到计算机和操作软件处理显示为对应入射射线能量分布变化的数字图像转化装置。3.2双壁双影技术doublewalldoubleimagetechniqueDWDI射线源位于管外侧并距管一定距离,探测器位于射线源对面的管外侧,射线检测图像上显示探测器和射线源两侧管壁细节的技术。3.3双壁单影技术doublewallsingleimagetechniqueDWSI射线源位于管外侧并紧贴管壁,探测器位于射线源对面的管外侧,射线检测图像上仅显示探测器侧管壁细节的技术。注:见图1。3GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:20183.4工件—探测器距离object-to-detectordistanceb沿射线束中心线测出的射线源侧被检工件表面至探测器表面的距离。3.5透照厚度penetratedthicknessw按材料公称厚度确定的射线透照方向上的材料厚度。注:对于管的双壁射线检测技术,w的最小值为管壁厚度的两倍。对于多壁检测技术(管中管或衬套中管道),透照厚度为射线透照方向上按公称厚度(t)计算确定。3.6射线源—工件距离source-to-objectdistancef沿射线束中心线测出的射线源(或焦点)至射线源侧被检工件表面的距离。3.7总有效透照厚度totaleffectivepenetratedthicknesswtot在射线透照方向上,按材料公称厚度确定的金属材料、管道中存在任何液体或其他材料以及任何保温材料的有效透照厚度总和。4射线检测技术分级双壁射线照相检测技术分为两个等级:—基本技术,DWA;—优化技术,DWB。基本技术是用于整体和局部管壁损失的双壁射线照相检测技术。对于基本技术DWA,当使用Ir192射线源检测透照厚度为15mm~35mm的管道时,管壁损失大于或等于管道透照厚度的5%,且管道中无液体或其他物质情况下,则对直径大于或等于2mm的缺陷具有很高的检测灵敏度。当使用Se75射线源时,管壁损失大于或等于管道透照厚度的4%,则对直径大于或等于2mm缺陷具有较高的检测灵敏度。缺陷显示越大,检测灵敏度越高,但由于液体或其他物品及外部含保温层的存在,能导致管壁损失检测灵敏度的降低,降低程度与物品材料特性相关。当透照厚度小于15mm和大于35mm时,可协商使用不同的检测灵敏度。由于外部腐蚀物的存在增加射线衰减,从而可能降低腐蚀的检测灵敏度。外部腐蚀物对射线衰减的增加,甚至可能超过钢的损失从而引起衰减系数降低。管道内部固体物质(如水垢)的积聚同样能降低内部腐蚀的检测灵敏度。这些技术也能用于管道内沉积物的检测。优化技术宜用于对检测和定量具有更高检测灵敏度等级的,如局部细小的点状腐蚀X射线照相检测。存在比本文件描述的优化技术更好的技术。适用时,可由合同各方详细规定适合的检测技术参数。合同各方应商定射线照相检测技术的选择。4GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:20185总体要求5.1辐射安全防护警告—X射线或伽马射线对人体健康造成重大伤害。无论何时,开展射线检测工作时,应严格防护,确保人员安全和健康。5.2人员资格射线照相检测应由技术熟练、受过适当培训且资格鉴定合格的检测人员实施。在合适的情况下,检测应由雇主任命有资格的人员进行监督,或由雇主委托的检测机构实施检测。按照本文件实施射线检测的人员宜按ISO9712或合同各方认可的体系取得相关工业门类的资格等级证书。检测人员的操作授权应由雇主按照书面工艺规程签发。除非另有规定,NDT操作应由雇主任命的具备能力和资格的NDT主管人员(3级或同等资格)授权。如果使用数字探测器,检测人员应完成附加的工业数字射线检测技术的培训和资格鉴定。5.3射线照相影像标识射线照相检测管道的每一个区段均应放置识别标记。这些识别标记的影像应位于射线照相图像的有效评定区之外,应确保清晰识别每一区段标记。5.4工件标记为确保每一张射线照相图像的定位准确性,宜在工件表面作永久性标记。若材料性质和/或使用条件不准许在工件表面上作永久性标记,可通过精确的示意图等方式记录透照位置。5.5胶片或数字图像的搭接当在同一透照区域采用两张及两张以上胶片或一个探测器分次检测时,每张胶片或探测器影像应具有充分的搭接区域,以确保整个受检区域得到射线照相检测。应将高密度搭接标记置于搭接区的工件表面验证搭接有效性,并使标记显示在每张射线底片或探测器影像上。如果底片影像或数字图像按照顺序进行透照,那么每张底片影像或每幅数字图像上均应显示高密度搭接标记。5.6像质计(IQI)的类型与使用5.6.1丝型像质计应按照ISO19232-1确定的丝型像质计(IQI)验证图像质量。对于DWDI,丝型像质计应优先放置于被检工件射线源侧表面有效评定区中心位置。丝型像质计应紧贴工件表面。当丝型像质计不能满足以上条件(含保温层管道)置于射线源侧时,则应放置于探测器侧。应至少进行一次对比试验验证图像质量。在射线源侧和探测器侧各放置一个像质计,采用相同的条件透照,观察所得图像的像质值以验证图像质量。对于DWSI,丝型像质计应放置于被检工件探测器侧表面有效评定区中心位置。丝型像质计应紧贴工件表面。如果由于含保温层等原因不能实现,丝型像质计应紧贴胶片或数字探测器。对于DWDI和DWSI,丝型像质计应横跨管道,丝的长轴正交于管轴,倾斜一定的角度(2°~5°)。丝型像质计宜放置于厚度均匀部位,并靠近管道中心线。对于DWDI,像质计放置于探测器侧时,应紧贴像质计放置铅字“F”,并应在检测报告中注明。对于在相同条件下重复透照非常相似的工件,应由合同各方商定其图像质量验证的像质值要求。5GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:20185.6.2双丝型像质计(数字射线照相)宜按照ISO19232-5确定的双丝型像质计测定CR/DDA检测系统的基本空间分辨率,见7.1.2和附录C。双丝型像质计应放置于IP或阵列探测器射线源侧表面上,摆放时与数字图像的行或列倾斜一定的角度(2°~5°)。6推荐的射线照相检测技术6.1透照布置6.1.1总体要求应采用6.1.2和6.1.3规定的透照布置。6.1.2规定的射线照相技术通常用于较大直径管道的检测。6.1.3规定的射线照相技术通常用于较小直径的管道(通常外径小于150mm)检测。胶片或数字探测器应靠近管道。6.1.2DWSI该透照布置使用曲面数字探测器或胶片,射线源位于管道附近外侧,胶片/探测器位于管道对面的另一侧,不含保温层的管道透照布置见图1a),含保温层的管道透照布置见图1b)。布置图还显示了确定射线源到探测器距离SDD(见6.6)的相关距离。a)不含保温层的管道b)含保温层的管道标引序号说明:1—探测器。图1使用曲面探测器进行双壁单影射线照相检测的透照布置(DWSI)6GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018管壁损失可能位于靠近探测器的管壁内表面、外表面或两个表面上。管道射线源侧的管壁损失在图像中没有显示。对于平面探测器,DWSI也能使用,双壁单影透照布置见图2a)和图2b)。这样的透照布置能在每个位置检测管道周长的一小部分。a)不含保温层的管道b)含保温层的管道标引序号说明:1—探测器。图2使用平面探测器进行双壁单影射线照相检测的透照布置(DWSI)6.1.3DWDI该透照布置射线源位于管道外前方,胶片/平面探测器位于管道对面的另一侧,见图3a)(不含保温层的管道)和图3b)(含保温层的管道)。7GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018a)不含保温层的管道b)含保温层的管道标引序号说明:1—探测器。图3双壁双影射线照相检测的透照布置(DWDI)对于DWDI,管壁损失可能位于管道射线源测或探测器侧的内表面、外表面或两侧表面上。如果DWDI射线照相检测技术和切向射线照相检测技术结合应用,应符合ISO20769-1的规定。6.1.4射线束和胶片/探测器的方向射线束中心应指向透照区,宜与被检管道轴线垂直。对于DWDI射线照相检测,胶片或数字探测器宜对准中心射线束。在存在障碍物的特殊情况下,可能需要对6.1.2和6.1.3给出的透照布置进行调整。其他射线照相检测透照布置可由合同各方商定。6.2射线源的选择X射线和伽马射线透照厚度范围见表1和图4。经合同各方商定,这些透照范围能扩展。图4给出的透照不同材料和不同厚度时允许使用的最高管电压是焊缝胶片射线照相检测的最佳实践值。如果使用经过精确校正的DDAs,采用高于图4给出的管电压限值也能获得满足要求的图像质8GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018量。针对CR检测,使用的X射线管电压限值宜在图4的基础上至少降低20%。在使用伽马射线进行检测时,输送射线源的往返时间不应超过总曝光时间的10%。经合同各方商定,采用Ir192和Se75透照钢时,最小透照厚度可为5mm。表1伽马射线源和高能X射线对钢管的总有效透照厚度范围射线源总有效透照厚度wtot限值DWA级DWB级Yb1691≤wtot≤15 Se75a5≤wtot≤5510≤wtot≤40Ir19210≤wtot≤10020≤wtot≤90Co6040≤wtot≤200X射线1MeV~4MeV30≤wtot≤200X射线4MeV~12MeVwtot≥50X射线>12MeVwtot≥80a铝和钛采用DWA级和DWB级检测时,总有效透照厚度为35mm≤wtot≤120mm。标引符号说明:1—铜、镍及其合金;2—钢;3—钛及其合金;4—铝及其合金;w—透照厚度,单位为毫米(mm);U—X射线管电压,单位为千伏(kV)。图41000kV及以下X射线机透照不同材料和厚度允许使用的最高管电压9GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018对于含填充物的管道,应核实填充物引起射线衰减对射线源选择的影响。采用Ir192检测含水钢管时,wtot应再增加大约水的九分之一穿透路径长度。采用Ir192检测含油钢管时,wtot应再增加大约油的十一分之一穿透路径长度。对于含保温层的管道,应核实保温层引起的射线衰减对射线源选择的影响。6.3胶片系统和金属屏射线照相检测所使用的胶片系统类别应符合ISO11699-1的规定。不同射线源射线照相检测选用的胶片系统类别和金属屏见表2和表3。使用金属屏时,胶片与金属屏之间应良好接触。这能通过使用真空包装的胶片或适当按压方法实现。表2钢、铜和镍基合金双壁射线照相检测适用的胶片系统类别和金属屏射线源胶片系统类别a金属屏类型和厚度DWA级DWB级X射线≤250kVC5C4铅屏(前后)0.02mm~0.15mmX射线>250kV~500kVC5C4铅屏(前)0.1mm~0.2mmb铅屏(后)0.02mm~0.2mmX射线>500kV~1000kVC5C4钢或铜屏(前后)0.25mm~0.7mmcSe75Ir192C6C5铅屏(前后)0.02mm~0.2mmbCo60C6C5钢或铜屏(前后)0.25mm~0.7mmcX射线>1MeV~4MeVC6C5钢或铜屏(前后)0.25mm~0.7mmcX射线>4MeVC6C51mm的铜、钢或钛屏(前)1mm铜或钢屏和0.5mm的钛屏(后)da可使用更好的胶片系统类别。b如果使用前屏厚度为0.03mm的真空包装胶片,则可在工件与胶片之间放置厚度为0.1mm附加铅屏。c针对DWA级,可使用厚度为0.5mm~2mm铅屏。d针对DWA级,经合同各方商定,可使用厚度为0.5mm~1mm铅屏。表3铝和钛射线照相检测所适用的胶片系统类别和金属屏射线源胶片系统类别a金属屏类型和厚度DWA级DWB级X射线≤150kVC5C4不用屏或用铅屏(前)≤0.03mm;铅屏(后)≤0.15mmX射线>150kV~500kV铅屏(前后)0.02mm~0.2mmbSe75Ir192c铅屏(前后)0.02mm~0.2mmba可使用更好的胶片系统类别。b可使用2个厚度为0.1mm铅屏替代1个厚度为0.2mm铅屏。c经合同各方商定,可使用Ir192射线源。10GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018在满足7.2规定的底片黑度和最小像质值符合附录A规定的情况下,经合同各方商定,也可使用不同类别的胶片系统。6.4成像板用金属屏与防护板(仅适用于计算机射线照相)当使用金属前屏时,IP感光面应与前屏紧贴。能采用真空包装的IP或按压方法实现。铅屏与IP之间的间隙可能导致图像不清晰度增大。使用IP与铅屏透照的增感作用明显小于胶片照相。多数IP对低能量背散射线和背散射线防护铅板发出的X射线荧光非常敏感,这将导致影像边界不清晰度增加和信噪比降低,因此,宜采用铜或钢防护板放在IP后防护背散射线,或者在背防护铅板与IP间插入钢或铜防护板,以改善图像质量。在设计制造IP暗盒时考虑将铜或钢防护板直接放入到暗盒内,从而避免使用额外的钢或铜防护板。注:高能量射线检测时,由于IP感光层与铅屏之间存在保护层,从而导致增感作用大幅度下降,根据所使用的射线能量和IP保护层的设计,增感效果仅相当于不放置铅屏情况下的20%~100%之间。当不使用铅屏时,铅屏对IP所产生的较小的增感作用损失能通过增加曝光量进行补偿。如果检测使用铅屏,在IP扫描前应仔细地去除铅屏,否则导致IP产生划痕,宜将铅屏放置在暗袋或暗盒外侧作为中间滤光板滤除散射线。透照厚度小于12mm的钢制工件时,不宜使用中间滤光板。不同射线源宜使用的金属屏材料和厚度见表4和表5。根据所需达到的图像质量,经合同各方商定后也可使用其他厚度的金属屏。在IP前面宜放置金属屏,金属屏与数字阵列探测器DDAs一起使用能减少散射线的影响。表4钢、铜和镍基合金管道双壁CR检测适用的金属前屏射线源金属前屏类型和厚度/mmX射线a≤250kV铅屏0~0.1X射线a>250kV~1000kV铅屏0~0.3Ir192Se75aDWA级:铅屏0~0.3cDWB级:钢或铜屏0.3~0.8Co60b钢或铜屏0.3~0.8+铅屏0.6~2.0X射线a>1MeV钢或铜屏0.3~0.8+铅屏0.6~2.0a可全部或部分采用钢或铜屏替代铅屏,此时钢或铜屏的等效厚度为铅屏的3倍。b使用多种材料金属屏时(如钢+铅屏),钢屏应放置在IP与铅屏之间。使用铜、钛或钨屏替代钢或钢+铅屏时,可通过验证试验确认图像质量。c总有效透照厚度大于50mm时,前屏宜使用厚度大于0.1mm的铅屏。表5铝和钛管道双壁CR检测适用的金属前屏射线源金属前屏类型和厚度X射线<150kV铅屏≤0.03a,bX射线150kV~500kV铅屏≤0.02a,bSe75Ir192c铅屏≤0.03a,ba例如,在暗盒外部使用附加的两片厚度为0.1mm的铅屏可替代一片厚度为0.2mm的铅屏。b可全部或部分采用钢或铜屏替代铅屏。钢或铜屏等效厚度应为铅屏等效厚度的3倍。c经合同各方商定后,可使用Ir192射线源。11GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:20186.5散射线的防护6.5.1滤光板和准直器为减少背散射线的影响,透照时的中心射线束应对准被检区域。对于计算机射线照相检测和数字阵列探测器DDAs射线检测技术,采用Ir192、Co60射线源和其他高能(MeV)的X射线源或存在边缘散射情况下,在管道与数字阵列探测器DDA或CR暗盒之间放置一个铅质滤光板滤除低能的散射线。根据透照厚度的不同,滤光板厚度可在选择。除铅外的其他材料如锡、铜、钨、钛或钢等,都能用于制造滤波材料。在使用铅、钨或钛滤光板时,宜在金属屏和探测器之间附加厚度为0.3mm~1.0mm的钢或铜滤光板。滤光板宜与探测器感光面贴合。6.5.2背散射的屏蔽对于每个新的检测项目,每个胶片暗袋或CR暗盒后应背贴放铅字“B”(高度不小于10mm,厚度不小于1.5mm),以验证是否存在背散射线。如果标识“B”在射线底片或数字图像(负片显示)中显示的影像较亮,表明背散射线屏蔽不符合要求;若标识“B”影像较暗或不可见,表明散射线屏蔽良好。对于数字射线照相检测,为防止探测器背散射线的影响,如必要,应在探测器后面贴放至少1mm厚的铅板或至少1.5mm厚的锡板。针对某些特殊结构检测,铅板厚度能达到6mm。为减少X射线与铅作用产生的荧光辐射影响,应在屏蔽铅板和探测器之间放置一个钢屏或铜屏(厚度约0.5mm)。当采用超过80keV的X射线检测时,在探测器后面不应放置屏蔽铅板。6.6射线源—探测器距离6.6.1双壁单影技术对于DWSI,射线源—探测器距离见图1。对于DWA级,射线源—探测器距离SDD(单位为毫米)应按公式(1)计算:SDD≥…………(1)式中:b—工件—探测器距离,单位为毫米(mm);d—射线源尺寸,单位为毫米(mm)。对于优化技术DWB级,射线源到探测器距离SDD(单位为毫米)应按公式(2)计算:SDD≥…………(2)公式(1)和公式(2)分别给出投影到管道中心对应平面位置的几何不清0.3mm,投影为靠近探测器管壁的射线源侧对应面上。由于投影放大的原因,在探测器影像上测量得到的几何不清晰度值比实际值稍大。注:管外径通常意味着实际射线源—探测器距离大于公式(1)和公式(2)的计算值。6.6.2双壁双影技术对于DWDI,射线源—探测器距离,见图3a)和图3b)。检测面是靠近探测器的管壁射线源侧的平面。对于DWA级,射线源—探测器距离SDD应按公式(1)计算。对于DWB级,射线源—探测器距离12GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018SDD应按公式(2)计算。DWSI和DWDI测量b的方法不同,具体技术分别见图1、图2和图3。如果双壁双影成像与切向射线照相检测相结合,则射线源—探测器距离宜参考按ISO20679-1给出的切向射线照相检测技术确定的值。应取两个值中的较大值。6.7轴向检测范围和搭接每幅图像或每张底片的最大轴向检测范围以被检区域边缘厚度增长20%确定(见图5)。标引序号说明:1—探测器。图5相对单个射线源透照位置,在探测器上允许的最大轴向评定长度Ld和射线源侧管道最大允许轴向透照长度Lp在胶片或数字探测器上一次透照检测评定区域的轴向总长度Ld宜按公式(3)计算:Ld≤1.32SDD (3)在射线源侧管道表面上一次透照检测评定区域的轴向总长度Lp宜按公式(4)计算:Lp≤1.32f (4)对于DWSI,应测定f,见图5。管道射线照相检测的一次透照检测评定区域的轴向总长度宜按公式(4)计算。如果伽马射线源准直器或X射线准直窗口小于±35°,则Lp和Ld随着锥形射线束的最大辐射角变小而减少。为确保有效检测构件任何部位,任何分区透照的底片或数字图像之间应有充分的搭接区域。除非另有规定,在射线源侧的透照检测区域轴向两端任一侧的最小搭接长度应为25mm。6.8周向透照次数当使用DWDI和DWSI时,通过对管道沿圆周方向进行多次透照以实现管道整个圆周全覆盖检测。13GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:20186.8.2DWSI由于被检测区域的两边缘是倾斜透照,因此DWSI的周向曝光次数是基于透照厚度20%的增量确定。曝光次数通过射线源—管中心距离(SPD)、管道外径De和管道公称厚度t计算确定。基于两个变量—t/De和De/SPD计算曝光次数,见图6。此图适用于探测器偏移检测含保温层的管道。图6沿管道圆周方向进行DWSI检测所需的最少曝光次数(t/De和De/SPD的比值)对于DWSI,宜按公式(5)计算获得不同的圆周透照角Δθ(单位为度):Δθ=°…………(5)式中:N—曝光次数,见图6。经合同各方商定,也可使用其他值。6.8.3DWDI对于DWDI,为了检测管道的整个圆周,至少需要2次透照。圆周透照角度至少间隔45°(为了获得最佳结果,间隔角度为90°)。如果只需要检测圆周的一小部分,一次透照就能满足检测要求。经合同各方商定,也可采用其他圆周透照间隔角度。6.9数字射线照相检测设备的选择6.9.1总体要求对于DWA级,探测器基本空间分辨率不应大于200μm。对于DWB级,探测器基本空间分辨率不应大于130μm,且不应超过管道公称厚度t的5%。经合同各方商定能采用其他不同数值。6.9.2CR检测系统CR扫描仪的像素尺寸不应大于100μm。对于给定的射线照相曝光,增加CR扫描仪增益或灵敏度增加图像灰度级别,对图像质量采用归一化信噪比(SNRN)评价图像质量的影响忽略不计。应通过增加曝光量来提高SNRN,而不是增加扫描仪增益。14GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018对于辐射剂量与灰度级别之间具有线性响应关系的CR扫描仪,使用低的增益/灵敏度设置将降低图像饱和的可能性。对于较高的扫描增益,特别是在射线光子强的区域能产生图像饱和,对于相对较短的曝光时间,不能提供足够高的SNRN值满足7.1规定的图像质量要求。6.9.3DDA系统对于DWA级,数字阵列探测器的像素尺寸不应大于200μm。对于DWB级,像素尺寸不应大于130μm。也能使用合同各方商定的其他不同数值。7射线底片/数字图像的灵敏度、质量和评定7.1最低像质值7.1.1丝型像质计采用Ir192和Se75射线源对选定厚度范围钢管进行射线照相检测时,像质值应符合附录A的规定。厚度范围、射线源、管道材料和高吸收保温热层可按ISO19232-3的A级或ISO19232-4的要求确定。对于DWDI,如果像质计不能放置于射线源侧工件表面(如存在保温层),像质计应放置于探测器侧,DWSI的最低像质值应符合表A.2和表A.4的要求。宜根据被检材料种类、材料厚度、射线类型、滤光板、金属屏和探测器确定射线照相检测技术。7.1.2双丝型像质计(数字射线照相)根据附录C的参考图像,应使用双丝型像质计(见ISO19232-5)确定数字阵列探测器的基本空间分辨率(见7.1.3)。7.1.3最小归一化信噪比(数字射线照相)在欠佳条件下(例如曝光时间短)进行透照导致数字图像产生“噪声”。过度的图像噪声阻碍获得可接受的测量精度。为确保CR或DDA系统的数字图像具有可接受的噪声水平,应按照ISO16371-1规定的适当软件和方法测量SNRN,测量归一化信噪比的区域至少为55像素(垂直)×20像素(水平)。应至少在4个不同位置测量SNRN值,并取其平均值。按照ISO19232-5规定的方法或附录C规定的等效方法,用双丝型像质计测定图像系统的基本空间分辨率SRb,再由SRb导出SNRN值。如果不能实现每次透照检测时都使用双丝型像质计,对于相同的检测系统,只要在使用完全相同的系统设置条件下(对于CR系统,这些设置包括相同的CR扫描仪、成像板、像素尺寸、射线源。扫描速度、扫描增益和激光功率),可预先确定基本空间分辨率。对基本技术DWA级,在管道中心线上测量的SNRN应至少为50。对于优化技术DWB级,SNRN应至少为80。SNRN应在管道中心线均匀厚度和灰度的区域内测量。对于某些包含大量不规则腐蚀或壁厚变化的其他形式的工件,没有均匀区域适合进行SNRN测量。此时,应测量管道中心线处的图像平均灰度。这个平均灰度值应超过校准检测时发现的灰度值,该SNRN值的最小灰度值(DWA级为50,DWB级为80)(见ISO17636-2:2013的附录D)。在任何情况下测量SNRN,图像灰度值与射线强度成正比非常重要,否则SNRN值测量值是不正确的。15GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:20187.2底片黑度选择的曝光条件宜使射线检测区域的底片最小黑度大于或等于2.0,允许测量误差为±0.1。经合同各方商定,底片最小黑度可降到1.5。当观片灯亮度满足7.4的要求,能采用较高的底片黑度。为避免胶片因老化、显影或温度等因素引起的灰雾度过大,应定期从度,用与实际透照相同的暗室条件进行处理,所得灰雾度不应大于0.3。灰雾度是指未经曝光即进行暗室处理的胶片(乳剂和片基)的总黑度。当采用多胶片透照时,每张底片的黑度应符合上述要求。如果规定两张底片重叠观察评定时,单张底片黑度不应小于1.3。7.3胶片处理胶片的暗室处理按照胶片及化学试剂制造商推荐的条件进行,以获得选定的胶片系统特性。应关注胶片处理温度、显影时间和冲洗时间。胶片处理应按照ISO11699-2确定的方法进行定期核查。射线底片上不宜存在由于胶片在暗室处理或其他原因产生影响评定的缺陷或虚假显示。7.4评片条件宜在光线较暗的室内,使用亮度可调节且符合ISO5580规定的观片灯进行底片评定。观片灯宜有遮屏蔽非评定区的遮光板。8透照厚度差的测量8.1技术原理穿透工件后的射线强度与透照厚度之间的关系见公式(6):I(w)=I(0)exp(-μw)…………(6)式中:I(w)—穿透厚度w后的射线强度;I(0)—入射射线强度;μ—物体材料的有效线衰减系数。因此,工件内透照厚度差引起底片黑度或数字图像灰度的相应改变。原理上,通过软件分析数字图像两个不同的穿透厚度值w1和w2相应的灰度值估算透照厚度变化。如果这两个透照厚度值的入射射线强度和衰减系数相同,根据公式(6)推导出公式(7):w2-w1=刁…………(7)根据公式(7),从两个射线强度比值和材料的有效线衰减系数导出透照厚度差w2-w1。根据公式(8),应采用测量的最小黑度差比值确定胶片射线照相的辐射强度比:刁…………(8)式中:D0—片基黑度与灰雾度之和。这种方法运用到数字射线检测时,确保图像灰度与检测到的射线强度成正比是重要条件。8.2衰减系数的测量被测材料的有效线衰减系数可能受到散射线影响,因此每个被检测工件应通过一个小阶梯试块进16GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018行测量。阶梯试块的每层台阶应具有10mm×10mm的区域,并且每个台阶宜具有精确加工的已知厚度(如1mm和2mm)。阶梯试块应放置于管道上,且透照时靠近检测评定区域。对于DWDI,阶梯试块能放置于管道的射线源侧或探测器侧表面。对于DWSI,阶梯试块放置于管壁和探测器之间。宜避免IP或胶片的任何过度扭曲/弯曲。8.3射线源和探测器的定位采用该射线照相检测技术时,射线源和探测器的定位应使检测评定区域接近管道中心线并位于射线图像的中心位置。这对于小径管尤为重要,因为小径管的透照厚度随着与管道中心线距离的偏移而迅速增加。8.4图像灰度曲线如必要,应按附录B的规定,评估被测量图像中两个区域之间的图像基础灰度曲线。8.5验证测量穿透厚度变化技术应通过使用与检测管道密切相关的验证对比试件进行透照来验证。验证对比试件的直径、壁厚和材料应与被检管道相同,并具有已知精确深度的机加工平底孔。平底孔的深度覆盖小于和大于被检管道壁厚损失。验证对比试件射线照相检测的透照条件应与被检管道射线照相检测条件相同,使用可用的软件工具对壁厚损失的平底孔进行测量,测量值应与已知孔深数值一致,以确认达到测量精度要求。8.6测量要点以下为测量穿透厚度变化技术的要点:—只能测量射线检测图像上两个不同位置之间的透照厚度变化,而不是透照厚度绝对值;—数字图像灰度应线性化,使灰度与入射射线强度成正比;—小阶梯试块应放置于靠近被检厚度变化区域测定工件的有效衰减系数;—评估两个测试位置之间的基本图像灰度曲线,并考虑其任何的变化;—应通过与被检管道尺寸接近的验证对比试件的检测尺寸分析来验证方法的准确性;验证对比试件使用的射线检测条件和软件工具应与实际检测被检管道的条件和工具相同;—外部腐蚀物的存在增加射线衰减,降低腐蚀的检测灵敏度。外部腐蚀物增加射线衰减,甚至可能超过钢的损失从而引起衰减系数降低。管道内部固体物质(如水垢)的积聚同样可能降低内部腐蚀的检测灵敏度。9数字图像记录、存储、处理和显示9.1图像扫描与读出数字探测器或扫描仪按探测器或扫描仪制造商推荐的条件使用,以获得选定的图像质量。宜避免人为操作和其他问题对数字射线检测结果产生影响。9.2DDAs校正使用DDAs时,应按照制造商推荐的程序校正探测器。探测器校正包括偏置(背景)校正(暗场校正—无射线)和增益校正(亮场校正—有射线并均匀曝光),增益校正至少进行一次。多次增益校正有利17GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018于探测器SNRN的提高和线性改善,但时间较长。为降低校正产生的噪声,增益校正所使用的曝光量(mA·min或GBq·min)应至少为工件最终射线检测时的两倍。校正图像应作为质量控制原始图像保存。应定期或在曝光条件显著改变时对探测器进行偏置、增益及坏像素校正。9.3DDAs坏像素插值校正坏像素是DDAs阵列中性能不佳的单元。ASTME2597给出了详细说明。使用DDAs时,应按制造商的规则确定和记录坏像素分布图。使用坏像素插值校正,是使用DDAs检测的重要过程。宜使用感兴趣区域(ROI)中没有群核像素(CKP)的数字阵列探测器。9.4图像处理数字检测图像应采用一定灰阶的灰度值表示方法进行评价,其灰度值与探测器所接收的射线剂量成正比。理想的数字检测图像应对SNR、SRb和SNRN进行评价。宜通过对比度和亮度的交互式调整,使数字检测图像具有最佳显示。检测软件中一般宜集成有积分降噪、调制传递函数曲线测定SRb测定)和信噪比或SNRN测定工具,用于评价数字图像质量。分析重要图像时,应通过电子缩放功能实现1∶1(一个显示器像素显示一个数字图像像素)至1∶2(4个显示器像素显示一个数字图像像素)的图像显示。应明确记录对存储的原始图像进行的任何处理(如高通或低通滤波),并得到合同各方的许可,且不应修改原始图像数据。9.5数字图像记录和存储CR/DDA图像宜以至少12位/像素的文件格式存储。数字射线检测原始图像应以探测器系统提供的全分辨率进行存储。数字原始图像存储前,仅允许与数字探测器校正相关的图像处理(如偏置校正、增益校正和坏像素校正,见ASTME2597),应提供无人为干预的图像。应以无丢失原始数据的方式存储数据,并进行定期备份,以确保“无损”数据存储。用于数据存储的任何数据压缩技术都应是“无损”,并应从压缩数据中准确重建原始数据。9.6数字图像显示条件数字图像应在较暗的室内观察,应采用合适的测试图像来验证显示器设置。用于图像评价的显示器应满足以下最低要求:a)最低亮度为250cd/m2;b)最少显示灰度级为256;c)最小可显示的亮度比为1∶250;d)显示器的分辨率至少为100万像素,像素尺寸小于0.3mm。10检测报告每次或每组检测,应提供一份检测报告,注明射线照相检测技术和任何特殊情况,以便理解检测结果。检测报告应至少包含以下内容。a)引用本文件(GB/T43658.2)。b)检测单位名称。c)工件名称与管道的布置图及管道信息。18GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018d)管道材质、外径De和公称厚度t。e)保温层材料、厚度和条件。f)检测规范,包括IQI及验收要求。g)射线检测技术和等级。h)依据6.1的透照布置。i)所使用的标记系统。j)探测器平面位置示意图。k)射线源、焦点类型和尺寸、设备型号。m)使用的管电压和管电流或射线源活度。n)曝光时间、SDD和PDD。o)胶片类型、胶片系统和胶片处理。p)CR系统、IP类型、扫描仪型号、扫描仪参数如扫描速度、增益、激光强度、激光光斑尺寸、像素尺寸。q)数字阵列探测器类型、工作参数、像素尺寸。r)数字探测器的基本空间分辨率。s)图像控制参数:1)测量管道中心的底片黑度;2)测量管道中心的归一化信噪比;3)像质值。t)实测壁厚在穿透方向的差异。u)附加评定。v)合同各方商定的与本文件的偏离。w)检测人员的姓名、资格及签名。x)透照日期和检测报告日期。19GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018附录A (规范性)最低像质值Ir192和Se75对所选厚度范围的钢管检测时,最低像质值要求应符合表A.1~表A.4。其他厚度范围、射线源、管道材料和高衰减的保温层检测时最低像质值可符合ISO19232-4的规定。表A.1Ir192射线DWDI透照—丝型像质计位于源侧DWA级DWB级总有效透照厚度/mm像质值总有效透照厚度/mm像质值5≤wtot<15W95≤wtot<8W1215≤wtot<25W88≤wtot<12W1125≤wtot<40W712≤wtot<15W1040≤wtot<60W615≤wtot<20W9——20≤wtot<35W8表A.2Ir192射线DWSI透照—丝型像质计位于探测器侧DWA级DWB级总有效透照厚度/mm像质值总有效透照厚度/mm像质值5≤wtot<10W1115≤wtot<20W1010≤wtot<15W1020≤wtot<35W915≤wtot<25W935≤wtot<60W825≤wtot<30W8——30≤wtot<60W7——表A.3Se75射线DWDI透照—丝型像质计位于源侧DWA级DWB级总有效透照厚度/mm像质值总有效透照厚度/mm像质值5≤wtot<12W115≤wtot<10W1212≤wtot<18W1010≤wtot<20W1118≤wtot<25W9——25≤wtot<35W8——20GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018表A.4Se75射线DWSI透照—丝型像质计位于探测器侧DWA级DWB级总有效透照厚度/mm像质值总有效透照厚度/mm像质值5≤wtot<15W115≤wtot<25W1115≤wtot<25W1025≤wtot<40W1025≤wtot<30W940≤wtot<45W930≤wtot<55W8 21GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018附录B(规范性)用图像灰度检测透照厚度以下因素导致整个射线检测图像的空间灰度变化:a)与射线源发出的射线束透照角度相关;b)工件透照厚度变化;c)射线源与探测器上不同点的距离变化。透照厚度变化的测量,应确认公式(6)定义的入射射线强度I0对两个测量厚度值是相同的。应将图像中一个位置测量的灰度外推或插值到另一个相邻位置,见图B.1和图B.2。管道的DWDI数字射线检测图像见图B.1。图中显示了一个明显的小面积圆形管壁损失区域和一个用于测量有效衰减系数的小阶梯试块。沿管道轴线方向的图像线灰度曲线图显示,对应于管道基体(无管壁损失)的图像线灰度曲线近似为常数。在这种情况下,在与管轴平行方向上与管壁损失区域相邻的位置(见图B.1中管壁损失区域上方)进行对应基材的图像线灰度值以合理的精度做一个参考测量。图B.1显示内部孔洞和用于校准衰减系数的阶梯试块的直径为76mm管道CR检测图像图B.1中,管道轴线方向的图像灰度曲线显示了一个相对恒定的背景灰度值,该背景灰度值能在缺陷一侧的参考区域测量。图B.1相同的数字射线图像见图B.2,但显示的图像灰度曲线图为垂直穿过管道轴线方向。在这种导致。22GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018图B.2显示内部孔洞和用于校准衰减系数的阶梯试块的直径为76mm管道CR检测图像横跨穿过管道轴线方向的图像灰度曲线图显示了一条弯曲的背景线灰度曲线见图B.2,使用单个参考区域无法充分的测量。在图B.2中看出,由于图像基体灰度曲线图是弯曲的,在管壁损失的任何一侧进行测量,都无法在管壁损失区域的位置给出与基体对应的灰度测量值。相反,需要采用更复杂的插值/外推技术测量图B.2中轮廓上箭头所示图像位置的灰度。用于估算对应基体灰度值所使用的任何软件方法,宜有能力评价厚度变化区域位置。如必要,考虑状,确定其对方法精确性的影响。单个参考区域不足以对图B.2的弯曲灰度曲线进行评价,但可足够对图B.1的几乎恒定的灰度曲线进行评价。从阶梯试块图像上测量有效衰减系数时也应关注类似问题的出现(如已知增加透照厚度的局部区域)。23GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018附录C(规范性)基本空间分辨率的确定数字图像以一定的灰度显示是正确测定基本空间分辨率的前提条件。数字图像的灰度应与射线曝光量成线性比例关系(由制造商的软件支持)。符合ISO19232-5规定的双丝型像质计应直接放置在数字探测器表面上,测定数字探测器的基本空间分辨率SRb。注:如果双丝型像质计放置在被检工件表面上,而不是直接放置在数字探测器上,获得的是检测图像空间分辨率SRbimage,而不是数字探测器基本空间分辨率SRbdetector。当发现第一个不能清晰识别的线对时(见ISO19232-5),应采用以调制度值20%为基准的测定方法,具体如下。在数字检测图像的调制传递函数曲线上,将第一对双峰调制度值小于20%(见图C.1)的线对记录为基本空间分辨率双丝型像质计测定结果[如图C.1c)的D8所示为不可分辨线对]。应使用具有调制传递函数曲线测定功能的数字射线检测系统的图像处理软件,在数字检测图像双丝型像质计影像上截取轮廓[见图C.1a)],生成调制传递函数曲线识别调制度值小于20%的线对[见图C.1b)和图C.1c)]。调制度测算方法见图C.1d)。双丝型像质计影像上截取的轮廓应至少具有21行像素宽度,以提高轮廓区域内的信噪比(SNR)。采用符合ISO19232-5规定的双丝型像质计,测定图像固有不清晰度ui,则数字探测器的基本空间分辨率SRb按公式(C.1)计算:SRb=μi…………(C.1)为避免产生混叠影像,双丝型像质计放置时应与数字探测器像素的行或列成2°~5°的夹角,见图C.1。数字探测器系统基本空间分辨率SRb测定应在以下没有物体的透照条件下进行。a)检测轻质合金:1)管电压为90kV;2)前置厚度为1mm的铝滤光板。b)检测透照厚度小于或等于20mm钢、铜合金:1)管电压为160kV;2)前置厚度为1mm的铜滤光板。c)检测透照厚度大于20mm钢、铜合金:1)管电压为220kV;2)前置厚度为2mm的铜滤光板。d)伽马射线或高能X射线检测:1)规定的伽马射线源或>1MeV的X射线源;2)对Ir192和Se75,前置厚度为2mm的铜滤光板或厚度为4mm的钢滤光板;对Co60或>1MeV的X射线,前置厚度为4mm的铜滤光板或厚度为8mm的钢滤光板。双丝型像质计应直接放置在数字阵列探测器DDA或IP暗盒表面上,射线源—数字探测器距离应为1000mm±50mm。数字图像中的平均灰度值应超过最大灰度值的50%。对于像素尺寸大于或等于80μm的标准系统,数字图像的信噪比应大于100,对于像素值小于80μm的高分辨率系统,数字图像的信噪比应大于70。基于数字检测系统的参考数字图像测定的基本空间分辨率[见公式(C.1)]和相关系统设置均应记录在测试报告中。24GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018CR检测系统的探测器IP基本空间分辨率应在垂直和平行于激光扫描读出的两个方向测定;取两个测定值的较高值作为探测器基本空间分辨率值SRb或SRbdetector。a)双丝型像质计图像及21行以上像素宽度轮廓b)21行以上像素宽度轮廓叠加平均形成的调制传递函数曲线图c)D7、D8线对放大图d)调制度(%)计算方法示意图dip=100×标引符号说明:D7、D8—双丝型像质值;X—间距;Y—幅值。图C.1以调制度20%为基准测定双丝型像质计不可分辨线对(以D8线对为例)为了提高基本空间分辨率SRb的测定精度,应采用双丝型像质计线对的调制度数据画出如图C.2b)的关系曲线,从曲线确定调制度为20%对应的值作为系统基本空间分辨率值。图C.2显示了高分辨率CR系统的测定程序。25GB/T43658.2—2024/ISO20769-2:2018a)高分辨率系统双丝型像质计线对的调制传递函数曲线图b)插入调制度20%测定双丝型像质计