核电施工中的射线检测数字化成像技术探讨

刘小军+高三杰

摘 要 射线检测是核电施工中最主要的无损检测方法之一，根据相关的数据显示，每一台机组在健在的过程中，通常拍摄的底片需求量为20万套，然而，传统的胶片照相检测技术已经不能满足现在的检测需求了，所以研究得出高质量射线检测方法，提升核电施工中的射线检测的工作效率和质量。CR技术是一项主要的研究对象，成为替代胶片进行射线检测的技术，通过对CR各方面参数、特征进行设定和分析，确定其在核电施工中的应用价值，本文从射线检测数字化成像技术在核电施工中应用可行性相关方面展开分析与论述。

关键词 核电施工；射线检测；数字化成像技术

中图分类号 TL4 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）163-0175-01

对国内外的射线检测数字化成像技术的现状进行充分的调查和分析，了解并熟知多种数字成像的运行原理和成像特点，例如，CR，DR，CT等，在经过分析研究后，选择其中最为适合的数字成像技术。

利用研发制造的验证性测试先进试块，对CR图像质量的影响因素和CR技术特征进行相关的测试和分析，建立一个大型的缺陷试用库，制定相应的可用于核电现场管道缝合对比测试的工艺参数，并根据实际的测试情况适当的调整，不断完善，实施核电现场各系统管道焊缝CR技术和胶片技术的对比透照，然后结合CR的技术特点、可行性等方面进行分析和研究。

1 CR技术与胶片技术的对比

核电站压力管道的焊缝质量对整个核电站的正常运行时间和使用寿命都有着非常重大的影响。核电站在投入运行前的设备安装和检查过程中，对管道的射线检测都需要使用无损检测方法。然而，传统的胶片照相检测技术，已经不太适用于目前激烈的生产环境了，其存在的不足之处主要有：检测周期较长，胶片本身具有较高的成本，而且在真正的使用过程中需要投入大量的人力和物力，不易保存、查阅不便、共享性差等。

计算机射线照相技术，即CR技术是一项仍处于飞速发展的新技术，是属于非胶片射线照相类的技术，应用原理为通过存储荧光成像板代替胶片来实现射线照相检测，使目前射线照相存在的处理时间长、不环保等问题得到有效的解决，射线检测的工作效率也有了明显的提升。CR技术的优势在于用成像板代替胶片，使得射线检测结果向数字化的方向发展，很大程度上可以代替胶片技术。

结合CR，DR，CT这3种数字成像技术的特点，可以很明显的看出在数字成像的参数中，空间分辨率是最为重要的，而且CR技术的空间分辨率较另外2种技术，更加接近胶片技术；CR技术的成像板具有的可折弯、厚度小、便于携带，尺寸的大小与厚度等，都与胶片技术最为接近。在部分核电的施工过程中，CR技术在多个环节和步骤中所体现出来的特性，都使其最具有替代胶片技术的优势。

2 CR技术的工艺特性和参数研究

首先，建立缺陷试样库，根据核电现场焊缝常见缺陷，设计出相应的缺陷试样库；同时为了验证CR技术和胶片技术在对物体的细节方面呈现能力，制作出具体的验证性测试专用试块，通过测试，得到实际应有的最佳工艺参数。

其次，检测影响CR图像质量的相关因素，其中最主要的一个因素是对比度，CR影像的对比度通常有主因对比度和像素的对比度分辨率；在射线数字成像技术中，当这两者的对比度一致时，则说明图像的识别较差。另外一个是信噪比，在CR技术中，通常在经过激励存储和激发过程这2个步骤，才能产生影响。还有一项是空间分辨率，因为在扫描的过程中，扫描的分辨率可以直接决定像素的尺寸，相应的尺寸越小，成像所呈现出的效果越细节化。

3 CR技术应用可行性分析

通过以上对CR技术与胶片技术的对比、对CR技术的工艺和参数的分析，结合实际经验，对数字成像技术在核电现场的实际应用中的可行性进行如下分析：

1）CR技术成像特点较为明显，将检测的结果数字化，更为直观形象地展示于人眼前，并且可以在计算机上对数据进行多方面的比较和分析，与传统的胶片技术不同，没有暗室处理的步骤，节省了暗室处理所产生的药液，有利于环保，在整个成像过程中包括曝光、扫描、读取等多个环节，质量优、效率高，同时受外界影响较小。

2）CR技术的IP成像板具有较高的可调整性，即其动态范围比较大；成像板随着入射曝光量的变化，会呈现出线性和大宽容度的响应特征，然而在透照过程中的操作原理基本上与胶片技术无异；IP成像板具有的退化特性在一定的时间内为可控制的，即其自身的灵敏度和缺陷显示的功能在规定的要求范围内，不影响成像的效果。

3）CR技术成像的图片的灵敏度、空间分辨率与胶片技术中的底片灵敏度相比，前者通常与后者处同一等级，也有低一等级的情况；然而，参照相关的专业标准要求来说，CR技术成像的图片的灵敏度一般都超出了规定比标准的要求，从这一角度来说，可行性较强。

4）通过相关测试结果表明，CR技术在缺陷显示的功能方面与胶片技术的能力没有过大差异，对于一些常见的缺陷都能准确且明显的显示出来。

5）从投入成本的角度来分析，CR技术需要使用的CR扫描仪，比如较为常用的HPX-1CR，这一扫描系统的价格在150万元左右，常规的IP成像板的价格在1.2万元每张，这样看来CR技术在初期的成本投入方面，较胶片技术的投入成本较高；但从运行时间的方面来说，每张IP成像板（常规430mm×118mm）的使用次数均在5？000次左右，这样平均计算下来，每次的运行使用成本在2元左右，而胶片技术中的胶片成本在40元以上。

在人员工作量上，CR技术可以节约大量的时间成本，在资料存档和暗室处理方面的工作量减少的尤为明显，而且CR技术中每次的扫描时间为1min～3min，做完整个流程至图片存储及评定，仅需要15min；在曝光量方面的范围进行扩大体征，更加有利于减少重拍的次数，可以大量节省工作人员的工足量和工作时间，从而提升工作质量和工作效率。

6）核电现场操作具有较高的适用性和便利性，CR技术与胶片技术两者的制作工艺没有太大的区别，整个操作的流程、步骤大都相同，但在环境要求方面，CR技术特有的扫描过程需要具备较高的无尘环境才能起到很好的扫描效果，还有暗室处理过程的取消，使得CR技术在成像过程中具有较高的环保作用。

4 结论

通过对多种数字成像技术的对比分析，结合相关的测试效果，对核电施工中的射线检测数字化成像的技术进行具体的分析，对其特性、参数和可行性的分析，包括其在实际检测过程中的应用情况的阐述，完善传统的胶片技术在检测工作中的不足之处，通过核电现场各系统管道焊缝对比测试的工艺和参数的标准和范围；并且从应用的经济性、操作性、便利性等多角度分析射线检测数字化成像的技术的可行情况。经过一系列的分析与研究，验证了CR技术在核电施工中初步应用具有较高的可行性，为数字成像技术在核电施工中的数据应用奠定了基础。

参考文献

[1]王军，强天鹏.计算机射线照相（CR）技术参数对灵敏度的影响[J].无损检测，2011（10）：50-52.

[2]张万岭，张晓峰，林启峰.计算机射线成像（CR）系统及工业应用[J].无损探伤，2011，35（3）：34-36.