目前的工业生产过程中,无损检测已经成为非常重要的一种检测手段。无损检测,指的是在不损伤材料和成品的条件下研究其内部和表面有无缺陷的手段。它利用材料的内部结构的异常或缺陷的存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化,来判断和评价其是否有异常和缺陷存在及其危害程度。
射线(包括数字射线成像、CT)是一种极为重要的无损检测手段之一。
我国的无损检测的应用领域十分广泛,几乎涵盖左右的工业门类。除了我们熟悉的航空航天、石油化工、铁路、核电、冶金、压力容器和特种设备、矿山机械等领域外,在海底石油勘探和海洋石油平台,高速铁路、高速公路、超临界发电锅炉,特高压输电线路和变压器,核反应堆部件等领域也已经有了十分良好的应用。
样本量与视野
X射线断层扫描技术已成为无损检测材料性能的必不可少的手段。
高分辨率采集的质量取决于几个参数,包括了解聚合物对X射线的敏感性,清晰的相衬度以及特定分析所需的分辨率参数的定义。高分辨率CT采集需要X射线源聚焦的高稳定性,但也需要样品的高稳定性。轻质材料对X射线敏感,并且在扫描过程中会变形。复合材料的高分辨率检查是无损显示纤维取向与分布的强大工具。在获得并重建样本之后,可以通过定义的灰度值来区分材料成分。
在层析成像过程中,需要考虑两件事:样本量与视野。两者之间同样密切影响。样本量在信号传输量中起着重要作用,从而会影响图像质量。样本越大,保持信噪比的扫描时间就越长。而视野取决于几何分辨率(或体素大小)。因此,当样本大于视野时(在高分辨率下),就只能在感兴趣区域(ROI)而不是整个样本上进行采集。
更精密的工业CT
工业CT扫描可以轻松检示复合材料的材料结构。工业CT可以准确显示从整个光纤到单个光纤的每个样本。复合零件的每个结构与尺寸都可以通过一个CT数据集进行评估。在聚合物领域,CT技术在确定材料成分以及将微观结构与最终物理性能联系起来方面也具有特殊价值。
工业CT与普通的X射线检查不同。它通过连续获取2D断层图像来执行3D图像重建,因此它可以收集更多信息并具有更强的检测能力。它不仅可以检测缺陷的形状,位置和大小,而且可以结合密度分析技术确定缺陷的性质,从而长期以来一直困扰着缺陷空间定位和深度量化等综合定性问题。受无损检测人员困扰的解决方案更为直接。因此,国际无损检测界将工业CT视为最好的无损检测方法。
目前,工业CT由于其强大的测试功能,已经成为无损检测最重要的发展方向。CT设备更加注重细节,图像的处理精度很高,包括运动精度和旋转精度。
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