GBT 3323.2-2019 第2部分:使用数字化探测器的X和伽玛射线技术

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标准编号:GBT 3323.2-2019
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资源大小:23M
标准类别:建筑工业标准
资源ID:202327
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GBT 3323.2-2019标准规范下载简介

GBT 3323.2-2019 第2部分:使用数字化探测器的X和伽玛射线技术

GB/T 3323.22019

应通过使用丝型像质计或阶梯孔型像质计和双丝型像质计定期核查。 图像不清晰度由与放大倍数v、几何不清晰度uc和基本空间分辨率SR,deteto"相关的式(13)、式(14) 确定

应通过增加放大倍数和/或减小焦点尺寸措施,使图像不清晰度小于或达到表A.13或表A.14要 求。这应由工件上放置的双丝型像质计影像验证。 通常工件射线源侧和数字探测器侧的放大倍数不同,因此,宜以检测工件透照中心区域确定放大倍 数。工件射线源侧和数字探测器侧的放大倍数差宜不超过土25%。如果使用7.3.2的CPIⅡ补偿时,则 可选择相对较小的放大倍数

平板纵焊缝透照(图1、图15、图17和图18)和射线源偏心布置透照曲面焊缝(图2~图4、图8~ 图16)时,为保证100%透照,其曝光次数宜按技术要求确定。 射线经过厚度均匀评定区外端的斜向穿透厚度与中心束的透照厚度之比,A级应不大于1.2,B级 应不大于1.1。 由于射线穿透厚度变化而产生的SNR差值宜不低于表3或表4的要求。CR检测使用的灰度值 见附录D。 工件被检区域应包括焊缝和热影响区,通常焊缝两侧应检测至少约10mm的母材区域。 对接环焊缝100%检测时推荐的透照次数见附录C。

T/CDHA 503-2021 供热规划标准(完整清晰正版).pdf7.9.1图像扫描与读出

数字探测器或扫描仪按制造商推荐的条件使用,以获得稳定的图像质量。 避免人为操作和使用问题对数字射线检测结果产生影响

7.9.2数字阵列探测器DDA校准

便用数字件列探 暗场校正)和增益校正(亮场校正),增益校正至少进行一次。多次增益校正有利于探测器信噪比的提 高和线性改善。为尽可能降低校正产生的噪声,增益校正所使用的曝光量应至少为工件检测时的两倍 校正图像宜作为质量控制原始图像保存。探测器校正应定期或在曝光条件改变时进行

7.9.3数字阵列探测器DDA坏像素插入

坏像素是数字阵列探测器DDA阵列中性能超出要求的单元。ASTME2597[3]有详细说明。 使用数字阵列探测器DDA时,应按制造商的规则确定和记录坏像素分布图。允许使用坏像素插 <,这是使用数字阵列探测器DDA检测的重要过程。数字阵列探测器DDA检测成像的区域内不宜存 王群核像素。 应采用没有群核像素的数字阵列探测器DDA和CR进行检测,且基本空间分辨率小于或达到 表A.13或表A.14要求。如果使用几何放大技术,则应按照附录B测定图像空间分辨率,双丝型像质计 直接放置在工件表面上(见7.7),此时的图像空间分辨率值应小于或达到表A.13或表A.14要求。如 果数字阵列探测器DDA基本空间分辨率或图像空间分辨率高于表A.13或表A.14要求,则可按7.3.2

进行补偿(CPII)。 如果使用数字阵列探测器DDA或IP板测量数字图像中的缺陷尺寸时,应获得具有更高的SNR 的数字图像,具体要求应由合同各方商定。更高的SNR可补偿由于坏像素插人造成的局部不清晰度 的增大。 应定期对数字阵列探测器DDA中的坏像素进行评定。 注:通过与CPII比对,显著提高的SNR补偿了由于坏像素插人造成的局部不清晰度的增大。这被认为是CPII。

数字检测图像应采用一定灰阶的灰度值表示方法进行评估,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信噪比、空间分辨率和SNR进行评价。可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。检测软件中一般应集成有积分降噪、调制传递函数曲线测定 SR,测定)和信噪比或SNR测定工具,用于数字图像质量的评估。对于重要图像分析时,应通过电子 宿放功能实现1:1(一个数字图像像素显示为一个显示器像素)至1:2(一个数字图像像素显示为四个 显示器像素)的图像显示。 对存储的原始图像显示进一步处理时(如高通或低通滤波),应有明确记录,并得到合同各方的许 可,且不得修改所存储的原始图像数据。 如果进一步的图像处理(如高通或低通滤波)是为了评价丝型像质值或阶梯孔型像质值时,则应采 用相同的滤波参数对焊缝及像质计图像进行评价

7.10数字图像显示与存催

数字图像应在较暗的室内观察,显示器设置应适宜数字检测图像的显示。 数字图像显示观察最低条件应满足a)~d)的要求: a)最低亮度:250cd/m; b)最少显示灰度级:256; c) 最小可显示的亮度比:1:250; d)最少显示像素:106,像素尺寸<0.3mm。 数字探测器检测系统应具有足够的分辨率满足数字原始图像的存储;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[3)。推荐 的原始图像存储格式为DICOM或DICONDE,以确保所存储的原始图像不能被更改。 应定期对数字探测器检测系统中的数字原始图像进行备份,以便长期存储,备份存储时采用的压缩 方式不应丢失原始数据

数字射线检测后,应对检测结果及有关检测参数进行详细记录,并填写检测报告,以便于任何情况 下可对检测结果进行查询。 检测报告应至少包含以下信息: 检测单位; b) 工件名称; c) 材质; d) 热处理状况; e) 焊缝的坡口形式; f)公称屋度:

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g)焊接方法; h) 检测标准,包括验收要求; ) 数字射线检测技术和等级,包括像质计和要求达到的像质值; D 透照布置; k)方 放大倍数; 1) 。标记; m)探测器布置; 射线源种类和焦点尺寸及所选用的设备; o) 数字探测器种类、型号及基本空间分辨率、增感屏和滤光板; p) 数字阵列探测器(DDA)系统获得的图像SNR>值,CR检测系统获得的图像灰度值或 SNR值; q) 对于CR:扫描仪类型和参数(激光光斑尺寸、激光功率、光电倍增管功率、扫描分辨率、扫描速 度等); r) 对于数字阵列探测器(DDA):探测器类型和参数(动态范围、单顿积分时间、叠加顿数、像素尺 寸、校正程序等); S) 管电压和管电流,或射线源的类型和活度; ) 曝光时间和射线源一探测器距离; 像质计型号和位置; v) 检测结果,包括图像显示情况、像质值; w) 图像处理参数(积分降噪及数字滤波); 合同各方商定的与本部分的差异说明; 相关责任人员的姓名、资格及签字; Z) 透照和检测报告日期。

A.1单壁透照技术:像质计位于源侧

最低像质值要求见表A.1~表A.4。

表A.2阶梯孔型像质计

表A.4阶梯孔型像质计

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A.2双壁双影技术:像质计位于源侧

最低像质值要求见表A.5~表A.8。

表A.6阶梯孔型像质讯

表A.8阶梯孔型像质计

表A.8阶梯孔型像质计

A.3双壁单影或双壁双影技术:像质计位于数字探测器侧

最低像质值要求见表A.9~表A.12

表A.11丝型像质计

表A.10阶梯孔型像质计

表A.12阶梯孔型像质计

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允许的图像最大不清晰度见表A.13和表A.14

表A.13A级技术允许的图像最大不清晰度

对于双壁单影透照技术,应用公称厚度(替代透照厚度效 采用直接接触数字射线检测时,双丝型像质计最小线对识别方法按附录B执行。当采用几何放大透照技 (见7.7)时,可通过比对测试试验确定可识别的双丝型像质计最小线对值。

表A14B级技术允许的图像最大不清晰度

采用直接接触数字射线检测时,双丝型像质计最小线对识别方法按附录B执行。当采用几何放大透照技 (见7.7)时,可通过比对测试试验确定可识别的双丝型像质计最小线对值

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B.1数字探测器基本空间分辨率测定方法

附录B (规范性附录) 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腺 光量成线性比例关系(由制造商的软件支持)。 采用GB/T23901.5规定的双丝型像质计测定数字探测器的基本空间分辨率SRb,通常将双丝型像 质计直接放置在数字探测器表面上。 注:如果将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,则获得的是对检测图像空间分 辨率SR,ima的测定,而不是数字探测器基本空间分辨率SR,detor测定。 当发现第一个不能清晰识别的线对时(见GB/T23901.5),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B.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B.1c)的D8所示为不可分辨线对)。在数字射线检测 系统的图像处理软件中,应具有调制传递函数曲线测定功能,通过在数字检测图像双丝型像质计影像上 截取的轮廓(如图B.1a))生成调制传递函数曲线识别调制度值小于20%的线对如图B.1b)和c)],调 制度测算方法如图B.1d)。双丝型像质计影像上截取的轮廓至少具有21行像素宽度,以提高轮廓区域 内的信噪比。 注:调制度一般是指已调载波的幅度、频率或相位受低频调制信号控制的程度。图B.1中的调制度是指,在双丝像 质计数字图像上截取的不少于21行像素宽度轮廓范围内的线性灰度值通过调制传递函数测算生成的曲线上 所显示的每一线对波幅曲线双峰的波峰值与波谷值的比值,通过线性灰度值幅度变化反映线对的金属丝及间 隔的可分辨识别程度,20%为设定的识别阅值(通常称为瑞利判据), 采用符合GB/T23901.5规定的双丝型像质计,测定图像固有不清晰度u;,则数字探测器的基本空 间分辨率SR按式(B.1)计算:

为避免产生混登影像,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,如 图B.1所示。 双丝型像质计应直接放置在数字阵列探测器DDA或IP板暗盒表面上,射线源至数字探测器的距 离应为100cm土5cm。数字图像中的平均灰度值应不低于最大灰度值的50%。数字图像的信噪比,对 于像素尺寸大于或等于80μm的标准系统,信噪比应超过100,对于像素值小于80μm的高分辨率系 统,信噪比应超过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[见式(B.1)和相关 系统设置均应记录在测试报告中。 CR检测系统的探测器IP板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SR.或SR.dee

a)双丝型像质计图像及21行以上像素宽度轮廓

图B.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SR,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, 6)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B.2显示了高 率CR系统的测定程序。

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a)高分辨率系统双丝型像质计线对的调制传递函数曲线图

a)高分辨率系统双丝型像质计线对的调制传递函数曲线图

图B.2双丝型像质计线对调制度插入法测定基本空间分辨率

图B.2双丝型像质计线对调制度插入法测定基本空间分辨率

如图B.2所示,双丝线对调制度应根据二进多项式拟合计算确定。插入调制度20%与双 变曲线交叉确定基本空间分辨率适用于调制度大于0的情况, 按图B.2采用拟合插入法确定的探测器基本空间分辨率应在测定记录中说明或表示为iSR,deteet 由合同各方在技术文件中规定采用拟合插人法替代非拟合插人法确定基本空间分辨率的要求。 注:(若采用正确的测试方法得到的分辨率低于厂家的推荐值,宜采用厂家推荐的分辨率)

B.2测定基本空间分辨率时的透照参数

在没有工件透照布置情况下,对数字探测器基本空间分辨率的测定可按以下透照参数进行: a)检测轻质合金: 1)管电压90kV; 2)前置滤波1mm的铝。

) 检测透照厚度≤20mm钢、铜合金: 1)管电压160kV; 2)前置滤波1mm的铜。 检测透照厚度>20mm钢、铜合金: 1)管电压220kV; 2)前置滤波2mm的铜。 伽玛射线或高能X射线检测: 1)规定的伽玛射线源或>1MeV的X射线源; 2) 对Ir192和Se75,前置滤波2mm的铜或4mm的钢;对Co60或>1MeV的X射线,前 置滤波4mm的铜或8mm的钢

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附录C (规范性附录) 对接环焊缝100%数字射线检测的推荐曝光次数

外径大于100mm的对接环焊缝100%透照的推荐曝光次数见图C.1~图C.4。如要检出工件中个 别横向裂纹,还应在图C.1~图C.4查出值的基础上增加曝光次数

C.2B级技术推荐曝光

当穿透厚度差与公称厚度之比△t/t小于或等于10%(B级)时.推荐曝光次数见图C.1和图C.2 比技术有利于检测出横向裂纹

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C.3A级技术推荐曝光次数

t为10%(B级)时,偏心透照法和双壁单影透照 最少曝光次数N与t/D和D./SFD的关系

当穿透厚度差与公称厚度之比△t/t小于或等于20%(A级)时,推荐曝光次数见图C.3和图C 有当焊缝中出现横向裂纹的可能性较小或此类缺欠还采用其他无损检测方法检测时,才推荐使用

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图C.4当At/t=20%(A级)时,偏心透照法和双壁单影透照法透照环焊缝的 最少曝光次数N与t/D.和D./SFD的关系

D.1归一化信噪比SNR测定

SNR值通常由检测系统制造 率值,则SNR值可直接测定。 对于CR检测系统,扫描仪任何扫描读出参数(如扫描分辨率、扫描速度或IP板类型)被改变,则需 要重新测定检测系统的基本空间分辨率。 对于不同基本空间分辨率的CR检测系统,表D.1给出了SNR值SNR与非归一化信噪比SNR 的对应关系。如果检测系统制造商提供的软件工具不能直接测定SNR值,则可按表D.1确定替代非 SNR的SNR~值。

当采用CR系统检测厚度不均勾的工件时,由于SNR测定需要在数字图像中有一个灰度分布

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匀的区域,因此,推荐采用规定最小灰度值的方法替代规定最小SNR的方法。这种方法还可以简化不 同图像处理软件的使用。 线性化灰度值是正确测定SNR>及等效灰度值的前提,线性化灰度值要求与成像板所受的曝光量 成正比,这通常由制造商所提供的软件支持。 CR检测技术可用规定最小灰度值替代规定SNRN。最小灰度值与SNR之间的对应关系应是针 对同类型同牌号的IP板、给定的扫描仪和给定的扫描读出参数。任何扫描读出参数的改变[如扫描的 像素尺寸、扫描速度、光电倍增管电压(或增益)等]都需要确定新的最小灰度值与SNR之间的对应 关系。 注:对CR检测技术,SNR与平均灰度值之间的关系,对很宽的射线能量(50kV至几兆伏X射线以及伽玛射线)不 受影响。但不适用于数字阵列探测器检测。最小灰度值的规定,相当于对最小SNR的规定,见附录B 确定最小灰度值等价于表3或表4规定的最小SNR值,可按a)~d)要求执行。 a)按图D.1完成对阶梯楔形试样透照。为避免阴影影响,推荐使用阶梯面积尺寸较大的阶梯楔 形试样。阶梯楔形试样应能覆盖整个数字探测器。 b)女 如图D.2所示,测量阶梯梗形试样每个阶梯的平均灰度值和SNR值。 c)画出SNR或SNR作为平均灰度值函数的关系曲线(见图D.3)。 d)根据表3或表4,确定与最小SNRv值等价的最小灰度值。如表D.2所示。 上述所得到的灰度值可以用来确定CR的最小灰度值GVmin,该值相当于胶片射线检测底片影像中 的最小光学密度值(见图D.3)。 在上述过程中,IP板可以按不同的曝光量(毫安:分)(X射线)或曝光时间(伽玛射线)多次透照 并按附录B的相同条件透照。 对于工件射线检测时,应在IP板暗盒或IP板包装袋前放置金属屏或钢板、铝板。最小灰度值 GVmin应从等价于达到表D.1的SNR或SNR的数字图像上确定(见图D.3)。 当工件X射线检测数字图像中需检测区域的任何部位均可满足规定的最小灰度值GVi要求,则 对工件X射线检测数字图像可不测定SNR~或SNR。 建议绘制如图D.3所示的曲线,提高测定的准确性。 如果在检测透照规范中规定使用最小灰度值GVmin,则需记录使用的CR扫描仪型号、扫描读出参 数设置和IP板品牌类型。 如表D.2所示,应在检测透照规范中给出所确定的最小灰度值GVmin

图D.1测定表3或表4所需最小归一化信噪比SNR、对应CR等价灰度值

阶梯楔形试样图像中测定阶梯平均灰度值和归一

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表D.2最小灰度值示例(另见图D.3)

GB/T 14267-2009 光电测距仪.pdf阶梯楔形试样测量值; 2 阶梯楔形试样测量值拟合曲线: X 灰度值; Y SNRN

图D.3按图D.2测定的归一化信噪比SNR、与平均灰度值曲线图

注:对于指定的CR扫描仪,其扫描读出参数(如增益设置1)和IP板类型不同,则灰度值等价对应SNRv值不同。 一些扫描器系统在高灰度值和低增益设置情况下可能导致SNR值下降。当出现这种现象时,应 规定最大灰度上限值

附录E (资料性附录) 关于灰度值论述

在低于规范要求条件下进行计算机射线照相检测时,将导致数字图像噪声增加。过高的图像噪声 较低的SNR或对比度噪声比CNR)将使CR数字图像质量下降。 低于规范要求条件下进行计算机射线照相检测可能导致的问题包括: a)较低照射剂量的X射线或伽玛射线会产生较低的对比度噪声比CNR。由于实际探测器存在 的结构噪声(固定模式噪声),随着曝光量(mA·s或GBq·min)的增加,对比度噪声比CNR 呈非线性增加,但对比度噪声比CNR的增加存在一个极限值。 b)IP板感光涂层结构和存在的表面粗糙度会使数字图像产生噪声。对于高质量的数字射线成 像,应选用低结构噪声(细颗粒)的IP板,且制造商应提供IP板扫描系统可能达到的最大 SNR值。 c)DDA的探测单元性能差异会产生数字阵列探测器结构噪声。可以通过规定程序使结构噪声 得以平衡校正,且通过合适的校正程序获得较高的SNR。温度以及校正曝光时间限制等其他 因素限制了校正的有效性,从而可能导致有较少固定模式噪声的残留。 d 噪声可能由材料产生,如高温镍基合金或工件粗糙表面。噪声可能掩盖细小缺陷的可识别性, 甚至可能降低数字图像的像质值。 e 背散射线对数字图像的灰度值和噪声有较大的影响。其会影响数字图像的对比度,从而降低 像质计的可识别性。 f) 在同等噪声水平情况下(相同的灰度值),过高的射线能量会降低数字图像的对比度噪声比 CNR和像质计的可识别性;这可采用胶片射线照相技术补偿规则(CPI)通过增加灰度值或 隆低X射线透照管电压等方式进行补偿

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[1」ASTME1000射线照相检测导则 [2]ASTME2736数字射线阵列探测器导则 [3]ASTME2597 数字探测器阵列设定方法 『4ASTME2446 计算机射线照相系统分类方法

废铅酸电池回收技术规范GB/T37281-2019[1」ASTME1000射线照相检测导则

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