GBT 39638-2020 铸件X射线数字成像检测.pdf
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7.3.1采用的像质计包括丝型、阶梯孔型、双丝型像质计,其型号和规格应分别符合GB/T23901.1、 GB/T23901.2、GB/T23901.5的规定。 7.3.2丝型像质计或阶梯孔型像质计用于图像的对比度灵敏度测定,像质计材料的吸收系数应尽可能 地接近或等同于被检材料的吸收系数。
7.5.1除非协议或合同中有特殊规定,否则应按工艺文件进行检测,合同双方应商定
1除非协议或合同中有特殊规定,否则应按工艺文件进行检测,合同双方应商定工艺文件的具 。工艺文件包括工艺规程和操作指导书。 2工艺规程中应至少包含如下内容
a) 适用范围; 6 依据的标准、法规及其他技术文件; c) 检测人员资格要求; d) 检测设备、探测器系统; e) 像质计类型及使用; f) 检测标准、验收标准、验收级别; g) 技术等级; h) 射线能量的选择; i) 透照方式; j) 透照工艺参数: k) 图像处理参数; 1) 图像质量要求:不清晰度、对比度灵敏度、归一化信噪比等; m) 图像显示与评定; n) 检测记录和报告; ) 系统性能校验。
7.5.3首次使用的操作指导书应进行工艺验证供水标准规范范本,以验证图像质量是否能够达到标准规定的要求。操作 指导书中应至少包含如下内容: a 铸件名称、编号、材质、热处理状态、检测部位、表面状态、检测时机; b) 射线机(型号、射线源尺寸)、探测器(型号、基本空间分辨率、归一化信噪比等); C) 像质计类型及使用; d 检测标准、验收标准、验收级别; 技术等级; f 透照方式及布置; g) 透照工艺参数(管电压、曝光量、透照几何参数等); h)图像处理参数:
GB/T39638—2020图像质量要求:不清晰度、对比度灵敏度、归一化信噪比等;j)图像显示与评定。8检测技术8.1铸件表面处理和检测时机8.1.1铸件表面应去除任何可能遮盖或混淆铸件内部缺陷的状态,清除铸件上影响图像中缺陷影像辨认的多余物8.1.2检测时机应满足技术条件、合同或订货须知的要求。若无特殊规定时,检测宜在热处理前、热处理后、交货状态下进行。8.22透照方式8.2.1一般规定8.2.1.1应根据铸件的结构特点和技术条件的要求选择适宜的透照方式,应优先选用单壁透照方式,在单壁透照不能实施的情况下,才可以采用双壁透照方式。透照应按8.2.2~8.2.7的规定执行8.2.1.2若条件允许,曲面铸件应优选图3内透照方式,以获得更佳的透照方向。8.2.1.3按图4透照方式,在满足灵敏度和不清晰度要求的前提下,放射源至被检区表面距离应尽可能最小。8.2.1.4按图5、图6透照方式,缺陷应按单壁的厚度分级,壁厚不同时,应参照较小的壁厚。8.2.1.5若几何形状造成其他方式难以应用或者能够获得更好的灵敏度,可按图6使用双壁双影透照方法,以确保缺陷检出率,图像质量满足要求。8.2.2平面铸件单壁透照射线源位于被检工件前侧,探测器位于另一侧,见图1。D图1平面铸件单壁透照布置7
GB/T39638—20208.2.3曲面铸件单壁外透照射线源位于被检工件凸面侧,探测器位于凹面侧,见图2。图2曲面铸件单壁外透照布置8.2.4曲面铸件单壁内透照射线源位于被检工件凹面侧,探测器位于凸面侧,见图3。图3曲面铸件单壁内透照布置8.2.5平面或曲面铸件双壁单影透照射线源与探测器位于被检工件的两侧,见图4。X图4平面或曲面铸件双壁单影透照布置8.2.6平面或曲面铸件双壁双影透照射线源与探测器位于被检工件的两侧,分段或整体曝光,见图5、图6。8
GB/T 39638—2020图5平面或曲面铸件双壁双影透照布置(分段曝光)图6平面或曲面铸件双壁双影透照布置(整体曝光)8.2.7复杂几何形状铸件透照除非另有约定,见图7~图11。a)b)b)只有在a)不能实现时才能使用图7边缘和法兰铸件透照布置
GB/T 39638—2020&a)b)b)只有在a)不能实现时才能使用图8肋形铸件透照布置&图9十字形铸件透照布置X图10楔形铸件透照布置10
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8.3.1.2经过精确校正的探测器,可以使用高于规定的管电压进行
在SNR不变的条件下,提高对比度(降低管电压和提高曝光量); 在对比度不变(管电压不变)的条件下,增加SNR(提高曝光量); 在曝光量不变的条件下,提高管电压,对比度下降,SNR提高。若更高的管电压可使SNR, 提高值远大于对比度降低值,则对比度灵敏度提高。 8.3.1.4检测截面厚度变化较大铸件时,可以将规定的管电压适当提高,若一次曝光成像不同厚度,使 用这些厚度的平均值
8.3.21MeV及以上X射线设备
表21MeV及以上X射线设备对钢、铁、铜和镍基合金材料的透照厚度范围参考值
8.4探测器系统的选择
8.4.2归一化信噪比的测定区,分为左上下、右上下(距探测器有效区域边缘10%的角上)和中心共5 个区,测定区为不小于50像素×50像素,测定结果是5个区的平均值。归一化信噪比表示其检测特 性,用来划分探测器系统的等级
8.4.3基本空间分辨率是系统特性的主要参数。 8.4.4像素尺寸不同但归一化信噪比相同的探测器系统,具有相同的检测能力。 8.4.5探测器系统归一化信噪比的选择,应保证实现检测图像归一化信噪比满足表3和表4的要求
尺寸不同但归一化信噪比相同的探测器系统,具有相同的检测能力。 则器系统归一化信噪比的选择,应保证实现检测图像归一化信噪比满足表3和表4的要求
表3最小SNR钢、铁、铜和镍基合金
表4最小SNR一铝、镁、钛、锌
8.5.1根据特定材料厚度宽容度(SMTR)来确定一次透照最大区域的范围,一次透照最大区域的厚度 变化小于材料厚度宽容度。 8.5.2在一次透照最大区域内,检测图像质量应符合要求。 8.5.3特定材料厚度宽容度(SMTR)按GB/T35394的要求测定
件垂直;建议优先选择有利于发现缺陷的方 向透照。 8.6.2当受铸件形状结构的限制时,人射辐射角允许不超过30°的角度,引起的检测图像变形应不影响 对缺陷的有效识别评定。
为减少散射线的影响,可采用以下措施控制: a)在射线源窗口前,安装滤波板; b)在射线源窗口前,安装限束器; c)在探测器前工件后,安装滤波板
8.8射线源至工件最小距离
f/d≥7.5号 t t
当探测器接近工件,按工件至探测器距离6选择探测器的基本空间分辨率SR.detetor应符合公 公式(7):
SR. = 15 迈 SR. = 30
8.8.1.5射线源至工件最小距离fmin按公式(2)和公式(3)或图13确定的前提是探测器的基本空间分 辨率SR,detectar小于公式(6)或公式(7)的计算值,丝型或阶梯孔型像质值,通过增加信噪比(CPIⅡI)能达 到表A.1~表A.4要求 8.8.1.6当6<1.5t时,公式(2)和公式(3)及图13中的6值可用公称厚度t取代。采用双壁单影透照 (8.2.5),6值应取公称厚度t,采用双壁双影透照(8.2.6),6值应取外部尺寸。 8.8.1.7采用曲面内透照(8.2.4),允许射线源至工件距离减少不超过规定值的40%,在图像像质值满 足要求的前提下,经合同双方商定可进一步减少射线源至工件距离。 8.8.1.8采用A级技术时,若需检测平面型缺陷,为使几何不清晰度减小为原来的1/2,应按B级技术 确定射线源至工件最小距离fmin。对裂纹敏感度大的材料有更为严格的技术要求时,应选用灵敏度比 B级更优的技术进行透照
8.8.2几何放大技术
3.8.2.1图像的对比度灵敏度和空间分辨率不能满足表A.1~表A.5要求时,可以通过采用提高图像 归一化信噪比SNR~(见8.15.4,CPⅡ补偿规则)或采用几何放大技术的方式,使其达到规定的要求。 8.8.2.2确定选择最佳放大倍数时,应通过在工件的源侧和探测器侧使用的双丝型像质计验证: 一若2×SR,detectar>d,则双丝型像质计应放置在工件的探测器侧; 一若2×SR,detector≤d,则双丝型像质计应放置在工件的源侧。 3.8.2.3推荐两侧同时放置双丝型像质计,但在一定的射线源尺寸情况下确定了最佳放大倍数后,工件 检测时只需放置一个双丝型像质计。 3.8.2.4通过最佳放大倍数Mpt、几何不清晰度U和基本空间分辨率SRdetector相关的公式(8) 公式(9)、公式(10)确定图像不清晰度Uim
式中: SR, detetor.
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F 射线源至探测器距离; f 射线源至工件距离; U 几何不清晰度; d 射线源尺寸; M 按F/f确定的最佳几何放大倍数; Um A级和B级技术检测,表A.5允许的图像最大不清晰度值。 8.8.2.5可通过增加放大倍数和/或减小射线源尺寸,使图像不清晰度达到表A.5要求,应由工件上放 置的双丝型像质计验证。 8.8.2.6通常工件源侧和探测器侧的放大倍数不同,因此,宜以被检工件透照中心区域确定放大倍数, 工件源侧和探测器侧的放大倍数差应不超过土25%。 8.8.2.7若放天倍数差超过土25%,应重新设置检测儿何条件,以便使工件的源侧和探测器侧的图像不 清晰度满足表A.5要求。 8.8.2.8若使用8.15.4的CPⅡ补偿规则,则可选择较小的放大倍数
8.9.1.1被检工件的每一个透照部位,宜放置由高密度材料制成的字母、数字、符号组成的识别标记, 如:铸件编号、部位编号、定位标记、返修标记、曝光日期等,表征检测图像所属工件、部位等信息。图像 标识应尽可能位于有效评定区之外,并确保每一透照部位标记明确无误。 3.9.1.2图像标识可能对缺陷自动识别产生影响,自动检测时可以不使用识别标识,检测部位的识别应 根据有关技术文件的要求,通过软件或内部排序来实现
工件表面应做永久性标记,以确保每 但不包括自动检测。若铸件的性质或使用 允许在铸件表面做永久性标记时,应采用准确的透 照示意图或拍照等方式来记录
当透照区域要采用两幅以上的图1 定的搭接区域,以确保整个受检区域均被 透照。应将高密度搭接标记置于搭接区的工 ,并使之能显示在每幅图像上。若按顺序检测,每幅
8.10.1丝型和阶梯孔型像质计使用
8.10.1.1图像的对比度灵敏度应使用丝型像质计或阶梯孔型像质计验证和评定,并满足表A.1~表A. 规定。 8.10.1.2 像质计应优先放置在工件射线源侧表面边缘上,像质计应与工件表面紧贴,并置于厚度均句 这,在图像上该区具有均匀的归一化信噪比。 8.10.1.3若像质计不能按标准放置在铸件上,可放置在等效厚度试块上,用同一探测器进行对比度灵 敏度验证。 8.10.1.4若需在相同条件下得到大量图像,每个位置一次曝光,则应至少放置一个像质计验证对比度 灵敏度。 8.10.1.5 5检测不同壁厚的区域,像质计应按照壁厚最大的部位选择并放置在壁厚最大部位,
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8.10.1.6中空工件检测探测器侧单壁,像质计可以放置在工件内部单壁射线源侧表面上, 8.10.1.7使用丝型像质计时,其位置应确保至少有10mm线长显示在归一化信噪比均匀的图像中。 3.10.1.8像质计若不能放置在射线源一侧,也不能使用等效厚度试块的情况下,可将其放置在探测器 侧,应紧贴像质计放置高密度材料“D"标记;除非几何结构使其无法实现,标记影像应位于有效评定区 之外,并注明在检测报告中。 8.10.1.9采取相关措施能保证,类似的被检工件或区域是以相同的曝光参数和透照技术进行检测,且 获得的图像对比度灵敏度没有差异,则不必对每幅图像进行对比度灵敏度验证,图像对比度灵敏度验证 范围应由合同双方商定
8.10.2双丝型像质计使用
8.10.2.1探测器系统基本空间分辨率按GB/T35394要求测定,验证系统硬件是否满足表A.5透照厚 变的规定。 8.10.2.2图像空间分辨率按GB/T35394要求测定,测定的图像空间分辨率对应透照厚度应满足表A.5 的规定。 8.10.2.3对工件进行数字射线检测时,不强制要求进行双丝型像质计验证,可以使用具有代表性试件 验证。 3.10.2.4用于图像空间分辨率,单壁单影透照时的透照厚度对应于工件的公称厚度,双壁双影透照 (8.2.6)时,双丝型像质计放置于工件射线源侧表面上,以外部尺寸为透照厚度。 8.10.2.5用于双壁双影透照的探测器基本空间分辨率,应达到不低于以两倍壁厚作为透照厚度所对应 表A,5的规定值。 8.10.2.6双丝型像质计放置时,其金属丝与数字图像的行或列倾斜角度应为2°~5°。 8.10.2.7若采用几何放大技术(见8.8.2),双丝型像质计应用于各种几何放大倍数,工件的全部图像都 应放置双丝型像质计测定图像空间分辨率,双丝型像质计可以放置在等效厚度试块上。
8.10.3自动检测使用
图像的像质计影像可能对缺陷自动识别产生影响,在自动检测时可以不使用像质计,但图像质量应 通过使用丝型或阶梯孔型像质计和双丝型像质计定期核查
数字射线检测系统应绘制出常用被检材料的曝光曲线 ,推荐采用以管电压为参数,纵坐标为曝光 量,横坐标为透照厚度的曝光曲线, ,按曲线确定暖曝光参数
对于截面厚度变化较大的铸件,在满足规定的图像质量要求前提下,一次曝光成像,增大厚度有效 透照范围,其技术方法如下: a)提高射线能量; b)厚度补偿; c)选择更高动态范围的探测器,
8.13.1探测器校正
正),增益校止至少进行一次。多点增益校止有利于探测器信噪比的提高和线性改善 8.13.1.2校正图像应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发生较大改变时 进行。
8.13.2探测器坏像素修正
8.13.2.1坏像素是探测器中性能超出规范要求的像素单元,应按制造商的指南确定并记录坏像素分布 图。应对坏像素进行插值处理,这是使用探测器检测的必要程序。探测器检测成像区内不宜存在集群 核像素(CKP),若CKP远小于要检测的最小缺陷尺寸,则可以使用。 3.13.2.2更高的SNR可补偿由于坏像素插值处理造成的局部不清晰度的增大。 8.13.2.3应定期对坏像素进行评定
技术调整,获得最佳显示图像。检测软件中应集成有积分降噪、SRb、SNR、SNR测定工具,用于图像 显示和评估。 8.13.3.2应具有图像缩放功能,用于关键图像分析评估。 8.13.3.3对存储的原始图像进一步处理时,应有明确记录,并得到合同双方的许可,且不得修改所存储 的原始图像数据。 8.13.3.4若进一步的图像处理是为了评价丝型或阶梯孔型像质值时,则应采用相同的处理参数对铸件 评定和确定像质值
8.14图像显示评定条件与存储
校验。 8.14.2 图像显示评定最低条件应满足a)~d)的要求: a) 最低亮度:250cd/m; b) 最少显示灰度级:256; ) 最小可显示的亮度比:1:250; 最少显示像素数:2000000,像素尺寸<0.3mm。 8.14.3不 存储不能降低原始图像的图像质量,原始图像存储前,仅充许与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), 8.14.4 原始图像存储格式宜为DICONDE(见GB/T30821)或其他专用格式,存储的原始图像不能被 更改。 8.14.5 若图像处理在图像评定之前,则处理后的图像不应作为原始图像。 8.14.6 应定期对原始图像进行备份,以便长期存储;如备份存储时对原始数据进行了压缩,所选择的 压缩方式不应丢失原始数据
.15.1图像最低像质值
8.15.1.1图像的对比度灵敏度,应满足表A.1~表A.4规定, 8.15.1.2图像的不清晰度与空间分辨率,应满足表A.5规定, 8.15.1.3 一般情况下,图像应同时满足对比度灵敏度和不清晰度与空间分辨率的规定
8.15.1.1图像的对比度灵敏度,应满足表A.1~表A.4规定, 8.15.1.2图像的不清晰度与空间分辨率,应满足表A.5规定, 8.15.1.3 一般情况下,图像应同时满足对比度灵敏度和不清晰度与空间分辨率的规定
8.15.2最小归一化信噪比
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8.15.2.1图像的最小SNR,应满足表3和表4规定,按GB/T35394的要求测定。 8.15.2.2SNR值应在评定区内的较厚壁厚和图像SNR%均匀区域中测定,测定区为不小于50像素× 50像素,由于铸件表面粗糙度产生的噪声影响图像SNR,因此表3和表4中值仅为推荐值。 8.15.2.3用户应规定图像允许的最小SNR值,一般情况下,应满足表3和表4的规定。表3和表 对不同的射线能量和透照厚度,给出了图像允许的最小SNR值
图像标识应符合8.9的规定,图像有效评定区不应存在干扰缺陷图像识别的伪像。
8.15.4补偿规则I(CPⅡ)
补偿规则分为三级: 一级补偿:提高单丝型像质值一级补偿双丝型像质值降低一级。例如,要求值为D12(透照厚度 5mm,B级,见表A.5)和W16(透照厚度5mm,B级,见表A.1),则认为D11和W17提供了等价的检 测对比度灵敏度。 二级补偿:提高单丝型像质值二级补偿双丝型像质值降低二级。 三级补偿:一般情况下,补偿应限制在最多二级补偿。对特定检测,在保证检测灵敏度情况下,经合 同双方同意,可提高单丝型像质值三级补偿双丝型像质值降低三级
8.16晶粒组织的影响
3.16.1晶粒组织的衍射和吸收可导致图像产生衍射斑,改变曝光技术能够判断是否为衍射 平移法、更高的射线能量、增加工件与探测器之间的距离。 3.16.2当衍射斑致使图像无法评定,经合同双方协商后可使用本标准规定之外的参数
9.1.1图像应由检测人员评定,按合同、技术条件、图纸或者其他协议等规定的验收标准和等级,确定 铸件符合或不符合。 9.1.2由检测人员或计算机软件进行图像缺陷识别评定。 9.1.3原则采用静态数字图像评定,若动态数字图像满足质量要求,也可以使用。 9.1.4为保证缺陷几何尺寸测量的准确性,应采取已知尺寸的试件对图像尺寸测量及标定
9.2.1在开始识别评定前,评定人员要有足够的暗场适应时间。 9.2.2评定人员对缺陷进行识别定性,并利用辅助评定工具对缺陷进行定量分析评定。评定应在适当 的窗宽和窗位下进行,相应的值应根据评定区的信噪比大小确定, 9.2.3采用铸件参考缺陷数字图像标准评定,应将参考缺陷图像调整与检测图像相同的空间分辨率, 进行显示对比。
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铸件自动检测时,缺陷自动识别评定的漏检率为零,误判率应低于5%;具有缺陷识别、标定、判定 符合性等功能。
应按照现场操作的实际情况,详细记录检测过程的有关信息和数据,至少应包括下列内容: a)检测单位; b)被检铸件:名称、编号、材质、热处理状况、检测部位、检测比例、厚度、表面状态、检测时机; c)设备器材:名称、型号和主要技术特性参数; d)检测技术:检测标准、工艺规范、技术等级、验收要求; e 工艺参数:透照方式、像质计、滤波板、射线能量、曝光量、放大倍数、透照几何参数、图像处理参 数等; 透照示意图; 检测数据; h) 图像评定:对比度灵敏度、空间分辨率、归一化信噪比、缺陷类别尺寸位置; 评定结果; 检测人员、资格; 检测
应按照现场操作的实际情况,详细记录检测过程的有关信息和数据,至少应包括下列内容: a)检测单位; b)被检铸件:名称、编号、材质、热处理状况、检测部位、检测比例、厚度、表面状态、检测时机; C 设备器材:名称、型号和主要技术特性参数; d)检测技术:检测标准、工艺规范、技术等级、验收要求; e 工艺参数:透照方式、像质计、滤波板、射线能量、曝光量、放大倍数、透照几何参数、图像处理参 数等; f 透照示意图; g) 检测数据; h) 图像评定:对比度灵敏度、空间分辨率、归一化信噪比、缺陷类别尺寸位置; i) 评定结果; 检测人员、资格; k检洲日期
应依据检测记录出具,至少包含以下的内容: a)检测单位; b 被检铸件:名称、编号、材质、热处理状况、检测部位、检测比例、厚度、表面状态、检测时机; 设备器材:射线机(型号、射线源尺寸)、探测器(型号、基本空间分辨率、归一化信噪比值、A/D 转换、单顿积分时间、叠加顿数、像素尺寸等); d) 检测技术:检测标准、工艺规范、技术等级、验收要求; e) 工艺参数:透照方式、像质计、滤波板、射线能量、曝光量、放大倍数、透照几何参数、图像处理参 数等; f) 透照示意图; g) 图像评定:对比度灵敏度、空间分辨率、归一化信噪比、缺陷类别和级别; h) 评定结论:评定结果、符合性; 1) 偏离标准的特别协议; 检测和审核人员、资格; k) 检测和编制报告日期
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附录A (规范性附录) 图像最低像质值 单壁透照且像质计置于源侧的图像丝型像质计对比度灵敏度见表A.1,
表A.1丝型像质计对比度灵敏度
建筑施工图集单壁透照且像质计置于源侧的图像阶梯孔型像质计对比度灵敏度见表A.2。
表A.2阶梯孔型像质计对比度灵敏度
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表A.3丝型像质计对比度灵敏度双壁透照
表A.4阶梯孔型像质计对比度灵敏度双壁透照
图像的最大不清晰度和空间分辨率见表A.5
表A.5A级和B级图像最大不清晰度和空间分辨率
基坑支护标准规范范本GB/T39638—2020
对于双壁单影透照技术,应用公称厚度t替代透照厚度 D13十是指双丝型像质计图像中D13丝对所显示的调制传递函数曲线上的调制度值远大于20%
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