核電施工中的射線檢測數(shù)字化成像技術(shù)探討

劉小軍+高三杰

摘 要 射線檢測是核電施工中最主要的無損檢測方法之一，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示，每一臺機(jī)組在健在的過程中，通常拍攝的底片需求量為20萬套，然而，傳統(tǒng)的膠片照相檢測技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的檢測需求了，所以研究得出高質(zhì)量射線檢測方法，提升核電施工中的射線檢測的工作效率和質(zhì)量。CR技術(shù)是一項主要的研究對象，成為替代膠片進(jìn)行射線檢測的技術(shù)，通過對CR各方面參數(shù)、特征進(jìn)行設(shè)定和分析，確定其在核電施工中的應(yīng)用價值，本文從射線檢測數(shù)字化成像技術(shù)在核電施工中應(yīng)用可行性相關(guān)方面展開分析與論述。

關(guān)鍵詞 核電施工；射線檢測；數(shù)字化成像技術(shù)

中圖分類號 TL4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）163-0175-01

對國內(nèi)外的射線檢測數(shù)字化成像技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行充分的調(diào)查和分析，了解并熟知多種數(shù)字成像的運(yùn)行原理和成像特點，例如，CR，DR，CT等，在經(jīng)過分析研究后，選擇其中最為適合的數(shù)字成像技術(shù)。

利用研發(fā)制造的驗證性測試先進(jìn)試塊，對CR圖像質(zhì)量的影響因素和CR技術(shù)特征進(jìn)行相關(guān)的測試和分析，建立一個大型的缺陷試用庫，制定相應(yīng)的可用于核電現(xiàn)場管道縫合對比測試的工藝參數(shù)，并根據(jù)實際的測試情況適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，不斷完善，實施核電現(xiàn)場各系統(tǒng)管道焊縫CR技術(shù)和膠片技術(shù)的對比透照，然后結(jié)合CR的技術(shù)特點、可行性等方面進(jìn)行分析和研究。

1 CR技術(shù)與膠片技術(shù)的對比

核電站壓力管道的焊縫質(zhì)量對整個核電站的正常運(yùn)行時間和使用壽命都有著非常重大的影響。核電站在投入運(yùn)行前的設(shè)備安裝和檢查過程中，對管道的射線檢測都需要使用無損檢測方法。然而，傳統(tǒng)的膠片照相檢測技術(shù)，已經(jīng)不太適用于目前激烈的生產(chǎn)環(huán)境了，其存在的不足之處主要有：檢測周期較長，膠片本身具有較高的成本，而且在真正的使用過程中需要投入大量的人力和物力，不易保存、查閱不便、共享性差等。

計算機(jī)射線照相技術(shù)，即CR技術(shù)是一項仍處于飛速發(fā)展的新技術(shù)，是屬于非膠片射線照相類的技術(shù)，應(yīng)用原理為通過存儲熒光成像板代替膠片來實現(xiàn)射線照相檢測，使目前射線照相存在的處理時間長、不環(huán)保等問題得到有效的解決，射線檢測的工作效率也有了明顯的提升。CR技術(shù)的優(yōu)勢在于用成像板代替膠片，使得射線檢測結(jié)果向數(shù)字化的方向發(fā)展，很大程度上可以代替膠片技術(shù)。

結(jié)合CR，DR，CT這3種數(shù)字成像技術(shù)的特點，可以很明顯的看出在數(shù)字成像的參數(shù)中，空間分辨率是最為重要的，而且CR技術(shù)的空間分辨率較另外2種技術(shù)，更加接近膠片技術(shù)；CR技術(shù)的成像板具有的可折彎、厚度小、便于攜帶，尺寸的大小與厚度等，都與膠片技術(shù)最為接近。在部分核電的施工過程中，CR技術(shù)在多個環(huán)節(jié)和步驟中所體現(xiàn)出來的特性，都使其最具有替代膠片技術(shù)的優(yōu)勢。

2 CR技術(shù)的工藝特性和參數(shù)研究

首先，建立缺陷試樣庫，根據(jù)核電現(xiàn)場焊縫常見缺陷，設(shè)計出相應(yīng)的缺陷試樣庫；同時為了驗證CR技術(shù)和膠片技術(shù)在對物體的細(xì)節(jié)方面呈現(xiàn)能力，制作出具體的驗證性測試專用試塊，通過測試，得到實際應(yīng)有的最佳工藝參數(shù)。

其次，檢測影響CR圖像質(zhì)量的相關(guān)因素，其中最主要的一個因素是對比度，CR影像的對比度通常有主因?qū)Ρ榷群拖袼氐膶Ρ榷确直媛?；在射線數(shù)字成像技術(shù)中，當(dāng)這兩者的對比度一致時，則說明圖像的識別較差。另外一個是信噪比，在CR技術(shù)中，通常在經(jīng)過激勵存儲和激發(fā)過程這2個步驟，才能產(chǎn)生影響。還有一項是空間分辨率，因為在掃描的過程中，掃描的分辨率可以直接決定像素的尺寸，相應(yīng)的尺寸越小，成像所呈現(xiàn)出的效果越細(xì)節(jié)化。

3 CR技術(shù)應(yīng)用可行性分析

通過以上對CR技術(shù)與膠片技術(shù)的對比、對CR技術(shù)的工藝和參數(shù)的分析，結(jié)合實際經(jīng)驗，對數(shù)字成像技術(shù)在核電現(xiàn)場的實際應(yīng)用中的可行性進(jìn)行如下分析：

1）CR技術(shù)成像特點較為明顯，將檢測的結(jié)果數(shù)字化，更為直觀形象地展示于人眼前，并且可以在計算機(jī)上對數(shù)據(jù)進(jìn)行多方面的比較和分析，與傳統(tǒng)的膠片技術(shù)不同，沒有暗室處理的步驟，節(jié)省了暗室處理所產(chǎn)生的藥液，有利于環(huán)保，在整個成像過程中包括曝光、掃描、讀取等多個環(huán)節(jié)，質(zhì)量優(yōu)、效率高，同時受外界影響較小。

2）CR技術(shù)的IP成像板具有較高的可調(diào)整性，即其動態(tài)范圍比較大；成像板隨著入射曝光量的變化，會呈現(xiàn)出線性和大寬容度的響應(yīng)特征，然而在透照過程中的操作原理基本上與膠片技術(shù)無異；IP成像板具有的退化特性在一定的時間內(nèi)為可控制的，即其自身的靈敏度和缺陷顯示的功能在規(guī)定的要求范圍內(nèi)，不影響成像的效果。

3）CR技術(shù)成像的圖片的靈敏度、空間分辨率與膠片技術(shù)中的底片靈敏度相比，前者通常與后者處同一等級，也有低一等級的情況；然而，參照相關(guān)的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求來說，CR技術(shù)成像的圖片的靈敏度一般都超出了規(guī)定比標(biāo)準(zhǔn)的要求，從這一角度來說，可行性較強(qiáng)。

4）通過相關(guān)測試結(jié)果表明，CR技術(shù)在缺陷顯示的功能方面與膠片技術(shù)的能力沒有過大差異，對于一些常見的缺陷都能準(zhǔn)確且明顯的顯示出來。

5）從投入成本的角度來分析，CR技術(shù)需要使用的CR掃描儀，比如較為常用的HPX-1CR，這一掃描系統(tǒng)的價格在150萬元左右，常規(guī)的IP成像板的價格在1.2萬元每張，這樣看來CR技術(shù)在初期的成本投入方面，較膠片技術(shù)的投入成本較高；但從運(yùn)行時間的方面來說，每張IP成像板（常規(guī)430mm×118mm）的使用次數(shù)均在5？000次左右，這樣平均計算下來，每次的運(yùn)行使用成本在2元左右，而膠片技術(shù)中的膠片成本在40元以上。

在人員工作量上，CR技術(shù)可以節(jié)約大量的時間成本，在資料存檔和暗室處理方面的工作量減少的尤為明顯，而且CR技術(shù)中每次的掃描時間為1min～3min，做完整個流程至圖片存儲及評定，僅需要15min；在曝光量方面的范圍進(jìn)行擴(kuò)大體征，更加有利于減少重拍的次數(shù)，可以大量節(jié)省工作人員的工足量和工作時間，從而提升工作質(zhì)量和工作效率。

6）核電現(xiàn)場操作具有較高的適用性和便利性，CR技術(shù)與膠片技術(shù)兩者的制作工藝沒有太大的區(qū)別，整個操作的流程、步驟大都相同，但在環(huán)境要求方面，CR技術(shù)特有的掃描過程需要具備較高的無塵環(huán)境才能起到很好的掃描效果，還有暗室處理過程的取消，使得CR技術(shù)在成像過程中具有較高的環(huán)保作用。

4 結(jié)論

通過對多種數(shù)字成像技術(shù)的對比分析，結(jié)合相關(guān)的測試效果，對核電施工中的射線檢測數(shù)字化成像的技術(shù)進(jìn)行具體的分析，對其特性、參數(shù)和可行性的分析，包括其在實際檢測過程中的應(yīng)用情況的闡述，完善傳統(tǒng)的膠片技術(shù)在檢測工作中的不足之處，通過核電現(xiàn)場各系統(tǒng)管道焊縫對比測試的工藝和參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和范圍；并且從應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性、操作性、便利性等多角度分析射線檢測數(shù)字化成像的技術(shù)的可行情況。經(jīng)過一系列的分析與研究，驗證了CR技術(shù)在核電施工中初步應(yīng)用具有較高的可行性，為數(shù)字成像技術(shù)在核電施工中的數(shù)據(jù)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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