射线永州被踹伤猥亵男主治医生回应

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4·367·xa,l线探伤自动线在球墨铸铁件探伤中的应用李德根,武炳焕,张文杰,杨世友(1.
东风汽车有限公司商用车铸造二厂,湖北十堰442013;2.
兰州三磊电子有限公司,甘肃兰州730000)摘要:对于铸件x射线缺陷检查,长期以来,一直采用铅房式图象增强器为核心的单件检查方式,由于图象增强器的固有特性,导致此方式的检测效果不理想、检测效率低等缺点.
通道式X射线探伤自动线,以X射线数字扫描成像器为核心,采用数字成像技术,具有检测灵敏度高、速度快的特点.
文中阐述了x射线探伤自动线的构成、原理、特点、关键指标及生产应用.
关键词:X射线探伤;数字成像;流水线;铸件中图分类号:TG]15.
281文献标识码:A文章编号:1001—4977(2008)04—0367—04ApplicationofX.
rayDetectionTransferMachinetoDetectionofSphericaIGraphiteIrOnCastingsLIDe.
gen',WUBing—huan1,ZHANGWen-jie',YANGShi-you(1.
FoundryNO.
2ofCommerciaIVehicleCompany,DongfengAutomobileCo.
Ltd.
,Shiyan442013,Hubei,China;2.
SanleiElectronicCo.
Ltd,Lanzhou730000,Gansu,China)Abstract:FortheX-raydetectionofcastings,theindividuaIdetectionbyplumbeanhouseimage-intensifierhasbeenusedasthemainwayforaIongtime.
Duetotheinherentcharacteristicsoftheimage-intensifier.
thedetectedresultsusingthewayarenotsatisfiedandwithIOWefficiency.
ThechannelX··raydetectiontransfermachineusesdigitalimagingtechnologyandtakesX··raydigitalscanimagerasitscore,SOithasahighsensitivityandahighspeedondetection.
Thestructure,principle,characteristicsandkeyindexoftheX-raydetectiontransfermachine,aswelIasitsproductionandapplicationwererepresentedinthispaper.
Keywords:X-raydetection;digitalimaging;productionline;casting1X射线探伤的现状及发展趋势x射线探伤作为一种常规的无损检测方法在工业领域应用已有近百年的历史.
随着社会的发展,普通x射线胶片照相法在检测速度和成本等方面已经无法满足生产和竞争的需要.
早期主要采用射线胶片照相或其他检测方法(如对铁磁性零件的磁粉检测、着色、渗透等方法检测)进行缺陷检测,不仅检测效率低,检测成本高,而且有些方法只能发现一些零件近表面的缺陷,已不能满足汽车工业大规模、高质量、低成本生产的要求.
线阵列x射线检测方法,不仅具有检测效果好,图象清晰,达到甚至高于胶片法检测的效果,成为理想的铸件在线无损检测的主要方法,完全能满足铸件检测的质量要求,而且其检测成本很低,检测效率高,而且因为线扫描式数字成像系统自身具有很宽的动态范围特性的特点,可以在很大的射线剂量范围内一次成像,可以承受高达450kV的x射线的直接照射,1~60mm厚的铁质零件的全厚度范围内均可一次成像,无需光栅屏蔽,即可获得满意的成像结果,能够适应规模化、专业化、大批量流水线生产的要求,为大规模、高质量的工业化生产奠定了必要的基础,因此该检测方法在汽车工业生产中具有广泛的应用前景.
2铸件特性及探伤要求球墨铸铁在成型过程中,由于一些固有特性:如共晶膨胀、收缩性等,因此会产生特有的缺陷——缩松、缩孔;另外铸件的形状往往多种多样,结构千变万化、非常复杂,采用常规的x射线无损检测方法,如胶片照相法、图象增强器实时成像法等均很难一次获得满意的检测结果,通常根据不同厚度区域进行分段、分区域多次检测,检测效率极低,无法实现大规模工业化的生产需要.
其原因是:一方面,由于铸件结构的不均匀性造成射线透照后的灰度差别较大,而图象增强器本身的动态范围较小,因此透照较薄区域时的射线能量,不能穿透较厚区域;当提高射线能量穿透较厚区域时,工件较薄的部分图象饱和,不能进行有效分辨;同时,该区域内由于穿透射线的能量仍收稿日期:2007一l1一lO收到初稿,2007—12-07收到修订稿.
'作者简介:李德根(1962一),男,湖北十堰人,工程师,主要从事无损检测技术工作.
电话:0719—8251859,E—mail:lidf50@163.
tom维普资讯http://www.
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com·368·F0UNDRYApr.
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4很高,直接照射到图象增强器上后,可能造成图象增强器损坏.
另一方面,图象增强器系统的分辨率和射线承受能力相对较低,尚不能满足大厚度工件检测灵敏度和透照厚度的要求.
3系统方案确定3.
1X射线机的选型我厂所需检测零件均为铸铁件,最大厚度球铁601TUTI左右,并且要求x射线机具有连续不问断的工作能力;而且线扫描精细的成像象素,要求x射线机应具有较大的管电流,射线的辐射角应覆盖成像器的全部接收区域,因此选用某公司产MG452型定向恒压式x射线机,其外形如图1.
另外选择射线透照的能量时,在保证射线具有一定穿透能力的条件下选用较低的管电压值,管电流选用最大值,以获得较高的影像对比度和较快的检测速度.
图1MG452型X射线机Fig.
1MG452typeX—mymachine3.
2成像系统选型当前,国内x射线无损检测方法主要有胶片照相法和图象增强器实时成像法.
前者自x射线发现以来一直沿用到现在,广泛应用于各行各业,是一种很成熟的检测方法.
图象增强器实时成像法是20世纪50年代开始使用的一种检测方法.
国外在使用胶片照相法和图象增强器实时成像法的基础上,已经开始研究使用基于单晶闪烁体接收器的数字扫描式及面板式实时成像系统.
x射线胶片照相法检测具有影像直观、有档可查,检测结果受操作环境和人员经验、情绪影响较小等优点.
但检测周期长、效率低,胶片、药液消耗量大,检测工艺复杂,检测成本高,环境污染严重,且影像宽容度较低.
对于厚薄差别较大的工件,就无法用一个检测工艺完成,特别是对于形状复杂的零部件,很难得到有效检测.
图象增强器接受屏直径一般为100~400mm,中心分辨率一般为40~70Lp/cm,具有价格低廉、结构简单、分辨率和对比度较高等特点;但其体积较大,在强磁场环境下使用时图象发生扭曲,不能承受高能量的x射线.
易老化,使用寿命较短,仅为2~3年;检测厚度差别较大的工件时,需用光栅遮挡,图象灵敏度和分辨率较低.
由于图象增强器的上述特性,该类系统比较适合于检查厚度相对均匀的中、薄工件,如焊缝缺陷等,当检查形状不规则的铸件和零件装配结构时,效果不理想.
由荧光闪烁体和硅光电二极管构成的阵列,其尺寸可以做的很小(83Ixm),因而可获得极高的空间分辨率(6Lp/mm)【",而且转换象素单元彼此相互独立,互不影响,所以生成图象的几何失真很小,从而使系统灵敏度和分辨率大为提高.
由于转换部分是荧光,不象图象增强器是高速电子撞击输出屏,所以线扫描直接数字成像器可以承受很高能量的x射线(可达450kV),器件的老化时间大大延长,所以使用寿命很长.
它具有很宽的动态范围,对于薄厚差很大的工件,用线扫描直接数字一次成像.
综合上述分析比较,结合我厂零件形状往往多种多样,结构千变万化、非常复杂的特点,如果采用胶片照相法、图象增强器实时成像法等均很难一次获得满意的检测结果,根据不同厚度区域进行分段、分区域多次检测,检测效率极低,无法满足我厂的生产需要.
采用x射线扫描式数字成像系统由于自身具有很宽的动态范围特性的特点,可以在很大的射线剂量范围内一次成像,可以承受高达450kV的x射线的直接照射,对厚度差很大的零件可一次成像,无需射线的屏蔽,即可获得满意的成像结果,能满足我厂零件的在线快速检测需要,因此成为我们的首选.
3.
3机械系统选型扫描式x射线实时成像系统,是以x射线扫描接收器为实时成像技术的核心,能否使用的关键,是扫描接收器的性能,能否使用好,则是检测机械设计的关键,检测机械设计的好坏,关系到整个系统的成败.
对于铸件x射线缺陷检查,长期以来,一直采用铅房式多自由度单件检测方式,但检测效率低,使用于实验室或小批量检测,并且与x射线扫描式接收器配合较难实现相对运动,为了适应大批量铸件的检测,必须另寻途径,通过大量论证和集思广益,车站、机场行李检查系统使我们得到启发,从而产生了流水线式的输送机构如图2所示.
卜机扣图2X射线探伤自动线示意图Fig.
2SketchmapofX—raydetectionautomaticproductionline4X射线探伤自动线的构成本系统由x射线数字扫描成像器、动态数字图象维普资讯http://www.
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com铸造李德根等:X射线探伤自动线在球墨铸铁件探伤中的应用处理系统、机械及电器控制系统、固定恒压式x射线机五大部分组成.
系统采用x射线数字扫描成像器,实现了产品流水式检测,特殊的射线防护方法将铅房的体积缩到最小,检测时不需要反复开关铅门,可大幅度提高检测效率.
由成像器的性能所决定,各种复杂工件可以一次成像,不需要光栅遮挡或做厚度补偿,可以获得完整的检测图象.
系统可以安装在车间或实验室任何位置,不需要专门的探伤室.
工作时,利用人工将检测件放到传送带上,传送带以某一固定速度(1~2m/rain可任意选择)循环移动,当工件经过检测区时,成像器自动将x射线直接转化为数字信号,输入计算机图象处理系统后在高分辨率TFT显示器上实时显示出来,检测图象可以光盘存储或打印出来.
检测后的工件直接进入下道工序或放入料架上.
5X射线探伤流水线的关键指标5_1空间分辨率空间分辨率主要由象素的几何尺寸决定.
象素间距越小,其空间分辨率就越高.
当光电二极管的尺寸可以做的较小(28p,m),对x射线的能量要求就会增加,如象素面积减小一半,其生成相同亮度信号所需x射线的能量就要增加4倍.
实践证明象素尺寸在83ixm时,既能适应当前x射线机的能量水平,又能达到足够的空间分辨率要求,83Ixm的象素大小,理论的空间分辨率可达6.
0Lp/mm,实测的空间分辨率也能达N5.
0Lp/mm[",基本等同于胶片照相法.
5.
2动态范围动态范围是指成像器可以识别的由x射线转换成数字图象的灰度等级,对应其A/D转换器的精度,12Bit的转换精度,可达4096级灰度.
5.
3扫描速度影响扫描速度的主要因素有系统信号处理的速度和x射线光通量的大小.
现在计算机及电子线路的处理速度都很高,即使扫描线较长的成像器,也能在很短的时间内处理完毕,而x射线光通量的大小成为直接影响扫描速度的主要原因.
也就是说只有当x射线在成像器上的累积剂量达到一定数量时才能有较好质量的图象.
按照分辨率的不同要求,可对象素进行合并,以便提高检测速度,象素合并数可为2、3、…、16,最快的扫描速度可达4m/min,当然随着合并数的增加,检测分辨率越来越低.
5.
4射线能量承受力大多数工业应用的射线能量在450kV以下,因此成像器应满足450kV的射线直接照射,主要通过优化闪烁体,使其能承受高能量的x射线.
其次,x射线的屏蔽和准直也是一个很重要的环节,x射线会增加电子线路的噪声,这也是屏蔽的主要原因,因此在调试时增加了准直器和屏蔽铅栅.
6性能测试6.
1成像器的线性测试成像器一个重要的性能是每一个成像晶体在透照时的厚度一吸收系数关系曲线的线性程度.
其关系式[2]D-=s+pd,式中,oror.
、or别是光电效应、散射现象、电子对生成效应和光致蜕变的衰减效应.
在x射线机160kV电压、6mA电流条件下,通过测试不同厚度的试块,经过成像器检测到的数据计算得到材料吸收系数∞与钢块厚度之间的关系曲线,如图3所示.
厚度/m图3成像器测试的材料厚度与吸收系数曲线Fig.
3Curveofmaterial'sthicknessandabsorptioncoefficienttestedbyimager从上图可以看出在一定的厚度范围内,吸收系数和厚度是线性关系,说明成像器具有良好的线性特性.
6.
2灵敏度测试法按照GB/T3323—2005和JB4730—2005标准,分别在壁厚20mm的钢板靠近成象器侧贴上2钢丝象质计进行透照,x射线机管电压100kV,管电流5mA,扫描图象由计算机处理后能清晰的看到第11号钢丝,如图4,即象质计指数达~lJZ=l1,其相对灵敏度为1.
6%,测试结果超过了标准的要求.
一4灵敏度测试Fig.
4Sensitivenesstestingpicture6.
3分辨率测试法将扇形分辨率测试卡贴在厚10mm的钢板上进行透照,x射线机管电压100kV,管电流5mA,由数字成像器扫描后在计算机显示器屏幕上观察图象,能清晰的看到4.
0Lp/mm组的线条,如图5,即系统图象分辨率达到4.
0Lp/mm.
6.
4实物解剖对比为了验证检测的有效性,对检测发现有内部缺陷的部件实体解剖,对缺陷尺寸进行测量,结果发现实测尺寸与检测图象测量尺寸十分吻合,如图6.
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4图5分辨率测试图Fig.
5Resolutiontestingpicture图6实物解剖与检测成像对比图Fig.
6Contrastpictureofobjectdissectionandchecksimaging6.
5测试结论通过以上测试结果分析可见,x射线数字成像法的检测质量优于图象增强器法,其象质计灵敏度达到了JB4730.
2005标准的要求,分辨率指标达到了美国ASMESE1255.
95标准的要求,缺陷再现测量尺寸与实物解剖测量尺寸相符,几何变形与失真较小,因此该检测流水线完全满足我厂对铸件的检测要求.
6.
6批量生产应用x射线探伤自动线属于柔性自动线,通用性较强,对规则零件的检测效率很高,每班可完成10000件铸造轴承盖的检测,对形状复杂的零件检测效率相对较低,每班可完成1000余件,缺陷检出率较高,检测成本仅为拍片检测的2%,检测图象的空间分辨率和对比灵敏度达到国家标准的要求.
探伤线受结构限制,虽然可进行多品种、大批量检测,但由于失去多自由度的选择,因此,对圆锥形零件,尤其是圆锥形较厚的零件,检测往往比较困难,有时需要通过两次才能完成检测.
7结束语汽车零部件x射线探伤自动线系统是一个涉及多学科的系统,包括x射线系统、射线传感器系统、机械系统、数字通讯技术、控制理论、软件系统、现场总线技术等.
针对形状多种多样,结构千变万化的零件检测,该方法是一种十分有效的无损检测方式,它既满足大批量检测要求,又满足对零件不同厚度区域一次完成成像,能够适应规模化、专业化、大批量流水线生产的要求,因此该检测方法在汽车工业生产中具有广泛的应用前景.
参考文献:【l】赵肖东,陶维道,等.
x射线成像系统软件功能概要[D】.
兰州:兰州理工大学,2000—07.
【2】李家伟,陶维道,等.
无损检测手册【M】.
北京:机械工业出版社.
2002一O1.
(编辑:张允华,zyh@foundryworld.
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