工业CR技术最新动态

　　利用荧光体存储板的数字射线照相称为计算机射线照相(Computed Radiography),简称CR。这种无胶片技术可取传统的X射线胶片,在工业上有多种用途。除了能节省胶片和化学处理药品等费用外,CR技术还有射线感光灵敏度高的优点,因而所需曝光量低、曝光时间短。CR动态范围大,即比胶片射线照相宽容度大,重拍片概率低。

　　2005年公布了欧洲标准EN 14784和美国材料试验学会标准ASTM 2445/2446。这些标准规定了CR系统的评定方法和等级分类方法。同时,ASME锅炉压力容器法规第Ⅴ卷《无损检测》也列入了CR技术的具体要求。CR技术在越来越多的工业领域得到广泛应用,如石化工业(腐蚀监测、焊缝检验)、航空工业(铸件检验)以及安全检查等。

　　CR的主要优点之一是数字数据格式。数字数据令使用者数据存取方便,可数据共享或网络交流,也易于存档或检索。使用者可重新构想数据管理和工作流程。比如,用现代化技术检验,可实现远程评定。采用无损检测中的数字图像与传输数据格式,还能进一步完善数据格式。

　　美国GE公司已研制了NDT多模式软件,可为观测、分析、存放和共享数字检测信息提供平台。可按用户特殊需要进行配置,可包含应用特殊工具,以提高检测效率和结果的重复性。例如壁厚测量工具,已获德国材料研究所(BAM)认可。

　　本文评述工业CR技术发展的最新动态、现有工业CR标准,以及CR成功应用、特别是承压设备焊缝检测的一些实例。此外,还列举了相关软件给检验过程带来的优势和好处。

　　1　计算机射线照相(CR)特性概述

　　CR是两段处理过程。与普通X射线胶片成像不同,影像不是直接形成的,而要通过中间阶段。常规射线照相时,射线透照工件产生的潜影存储在胶片卤化银晶体中,经化学处理即变成可见影像。但用CR时产生的潜影是作为中间阶段存储在对射线敏感的荧光体层中,随后还要在CR扫描器中,通过激光照射才会成像,然后又变成数字图像。成像板是由微量元素铕Eu++的钡氟溴化合物结晶(BaFX)与多聚体溶液组成的荧光体层,均匀涂布在柔性的透明基板上组成,表面且涂有保护层(图1(a))。

　　入射X射线照射到存储荧光体上,因光电效应其部分电子即被激发出来,陷于半稳定的高能态。由此在屏中产生不可见的潜影(图1(b))。

　　这些高能态电子受到激光束能量的激发,可重新释放出来,发出可见光(蓝光),随后又被光倍增管(PMT)俘获,并变成数字信号。这一过程发生在荧光体成像板扫描器中(图2)。

　　成像板的感光速度与所得影像质量相互牵制。因此,不同的应用,要求选用不同类型的成像板。比如,考虑应用的主因素是要减少曝光时间(如对在用设备管壁测厚或探伤等),则可选用标准型存储荧光体成像板。曝光时间可缩短为传统胶片法的1/10。若缺陷影像识别更重要,则可选用分辨率高的存储荧光体成像板,以获得清晰度较高的影像质量。成像板可装在专门设计的硬质或柔性暗盒中,暗盒中可内附铅屏,也可不附铅屏。暗盒不是用来避光的,而是起护套作用,能使成像板使用寿命延长三倍。硬质暗盒的外观和内部结构见图3所示。