定期對管道進行無損檢測，評估管道壁厚的變化，可以對管道腐蝕情況進行監(jiān)測以及對管道焊接質(zhì)量進行把控。
隨著時間的推移，來自外部的腐蝕、來自內(nèi)部的侵蝕，以及流經(jīng)管道的氣體或流體施加的壓力，都可能影響管道的原始壁厚。即使是最微小的變化也會影響管道的耐壓能力，從而影響到相關(guān)操作。這種壁厚的衰減可能導(dǎo)致裂縫更快的發(fā)展，甚至整個管道的破裂。
在嘗試使用數(shù)字射線照相測量壁厚時，無損檢測操作人員面臨著許多挑戰(zhàn)：
為了進行準(zhǔn)確檢測，需要了解穿透材料的數(shù)量和種類(保溫層和管材、內(nèi)部介質(zhì)分別是什么材料?)、散射線的影響(對于穿透能力與灰度值飽和度的影響)以及幾何放大的效果(圖像失真和圖像不清晰度)等。
為了開發(fā)用戶友好的無損檢測數(shù)字X射線工具，Vidisco推出了一種新的壁厚(單壁和雙壁)測量工具，集成在其XbitPro和VEO Pro軟件中，有效克服了以上難題。
測量工具圖
對材料厚度的處理
• 對于管材，穿透中間和穿透管壁兩側(cè)，在穿透厚度方面存在巨大差異，特別是薄壁大口徑管。這樣，在透照時就會出現(xiàn)曝光量的選擇難題，很難兼顧到曝光中心(壁厚的2倍)和管側(cè)(管徑越大，理論上穿透厚度越接近于管直徑)。
• Vidisco的數(shù)字射線照相軟件能夠自動抓取多個圖像，并收集精確切向壁厚測量和雙壁檢測所需的所有數(shù)據(jù)，以及自動進行測量校準(zhǔn)。
測量方法
• 利用切向技術(shù)，可以測量像素強度沿著直徑方向的分布情況。采用雙壁測量，可以測量灰度(強度)。在這兩種情況下，數(shù)據(jù)都被轉(zhuǎn)換為實際的數(shù)值測量值，單位可以是英寸，也可以是毫米。只需要簡單的點擊左側(cè)的單壁或者雙壁圖標(biāo)即可完成相應(yīng)的測量。
• 關(guān)于這種技術(shù)的一個常見錯誤是，必須穿透的材料厚度(即透照厚度)等于其中一個管壁厚度的兩倍。根據(jù)這個假設(shè)，如果管道的壁厚是3mm，那么就需要穿透6mm的鋼才能達到精確測量。但是，這種假設(shè)是錯誤的。
• 在處理外壁時，需要穿透的材料厚度幾乎為零。而對于管道的內(nèi)壁，實際情況卻是相反的。如下圖所示，為了獲得準(zhǔn)確的測量值，需要穿透的材料要厚得多。
• 雙壁技術(shù)在識別和測量壁損、點蝕等方面是非常有用的。在這種情況下，最終結(jié)果以毫米或英寸為單位提供，并進行比較，以測量灰度的差異。
例如，一根壁厚2.5mm的4英寸管道，需要穿透至少31.3mm的鋼，即要穿透雙壁厚度的6倍以上，才能清楚地看到管道內(nèi)壁。
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尺寸 |
單位 |
尺寸 |
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|
D= |
4 |
inch |
101.6 |
mm |
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r= |
2 |
inch |
50.08 |
mm |
|
d= |
0.1 |
inch |
2.5 |
mm |
|
Y= |
1.9 |
inch |
47.58 |
mm |
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X= |
1.23 |
inch |
31.3 |
mm |
考慮放大效應(yīng)
• 放大倍數(shù)等于源和探測器之間的距離(a+b)，除以源和測量點之間的距離(a)。由于管是圓形的，并且所使用的測量方式是切向測量(圓管最外層的射線方向與圓的外表面相切)，這個點到探測器的距離記為b，如下圖所示：
• 由探測器與測點之間的距離(b)產(chǎn)生了兩個問題：首先，在探測器上的壁厚方向上的投影大于實際管壁厚度。第二，圖像變得不清晰。管子離面板越遠，放大效果就越大，圖像不清晰度也會增加。如果管道被絕緣材料或者保溫層覆蓋，問題就會變得更加復(fù)雜，這也是現(xiàn)在DR技術(shù)在不拆除保溫層條件下檢測管道所遇到的現(xiàn)實難題。
• 使用壁厚測量工具，將已知尺寸的物體放置在與管道中心對應(yīng)的平面上，從而實現(xiàn)對捕獲的X射線圖像的完全自動校準(zhǔn)。
• 要獲得測量值，用戶只需輸入對象的尺寸，即可對測量結(jié)果進行校準(zhǔn)。Vidisco為此提供了一個精確的直徑為1英寸(25.4毫米)的鋼球。圓形的鋼球有效地防止了投影畸變。
• 另一種能夠自動校準(zhǔn)測量值的選擇是利用管道本身，前提是已知管道的確切直徑，且其外層光滑無腐蝕。當(dāng)使用管道本身進行校準(zhǔn)時，校準(zhǔn)和測量過程也是完全自動的——管道的直徑只需要輸入一次即可。
• 徹底克服放大/不清晰的現(xiàn)象是可能的，應(yīng)用自動數(shù)學(xué)算法系統(tǒng)地標(biāo)記出不清晰內(nèi)、外壁的確切位置，并精確測量兩點之間的距離。
• 由上圖可見用戶測點的線輪廓，并顯示了自動算法的實現(xiàn)。用戶在完成校準(zhǔn)(計算放大倍數(shù))后，即可測量管徑和壁厚投影，扣除放大效果后，即可準(zhǔn)確標(biāo)注實際管徑和壁厚。
• 利用數(shù)字射線檢測技術(shù)的寬動態(tài)范圍(16位/ 65536灰階水平)和Vidisco獨特功能的探測器，可以準(zhǔn)確找到所需的能量，將管材的內(nèi)壁和外壁完美成像在一張圖像中，從而完整顯示出整個管道的結(jié)構(gòu)和缺陷信息。
• 為了提高靈活性和允許使用同位素(Ir- 192)，Vidisco開發(fā)了一個獨特的算法——壁厚測量宏，這種算法可以自動獲取多張圖像以及整合所有必要的數(shù)據(jù)信息來準(zhǔn)確識別外壁的確切位置(沒有過飽和的區(qū)域邊界)。
過度飽和導(dǎo)致管道外壁的邊蝕現(xiàn)象
所有的管道信息都可以清晰顯示和精確自動測量
Vidisco的XbitPro和VEO Pro軟件可以實現(xiàn)全自動、直觀和準(zhǔn)確的壁厚測量，同時克服了當(dāng)前存在的一些檢測難題。這種用戶友好的工具能夠在切向和雙壁厚測量中，確保準(zhǔn)確性和測量重復(fù)性——即使在不同時間和由不同用戶操作時。此外，測量結(jié)果可以文檔形式預(yù)覽、打印，方便保存。
