工业CT无损检测不锈钢小孔试片实例分析

 　　工业CT无损检测不锈钢小孔试片实例分析

　　01　试样信息

　　采用小孔试片进行实例分析，材料为不锈钢;试样的规格为：外径50mm，厚度1.2mm，其上加工有直径分别为0.1，0.3，0.5，0.7，0.9，1.1mm的6类人工通孔，每类沿径向分布3个。

　　02　检测设备

　　检测设备采用德国蔡司生产的METROTOM高能工业CT系统进行检测。

　　设备的加速器能量为6MeV;焦点尺寸为标称2mm;探测器608通道，垂直准直器开口0.3mm，通道间隔1.3mm，水平准直器0.25~5mm可调。源到探测器距离(SDD)为3421.6mm;源到转台中心距离(SOD)为2639.4~3019.4mm。

　　03　检测要求

　　可发现0.5mm以上人工孔。

　　04　工艺参数确定

　　1　将参数代入式(1)，得到Mopt=1.03;受机械系统限制，选择SOD=3019.4mm，此时M=1.13。

　　2　将参数代入式(2)，重建范围Re=75mm。

　　3　将参数代入式(4)，重建矩阵H>320，因系统中较小选项为1024，故重建矩阵选择1024×1024。

　　4　该系统为单焦点，焦点尺寸为2.0mm。

　　5　扫描电压及扫描电流：该系统射线源为6MeV加速器系统，因此射线能量只能为6MeV。

　　6　将参数代入式(6)，得到采样幅数n>1135.4，因此采样幅数选择满足要求的较小值2048。

　　7　按式(7)，切片厚度h设置为0.5mm。

　　8　微动次数是IPT6110设备专用工艺参数，其用扫描时间补充了探测器数量。系统设置选项为2、5、10次，5次微动后可以保证采样频率小于0.2mm [由(1.3-0.3) /5计算得出]，故选择5次微动。

　　9　转台转速为IPT6110设备专用工艺参数，其与采样幅数及加速器触发频率有关，在加速器触发频率固定时，采样幅数与转台转速成反比。此次扫描加速器触发频率依据设备当前条件，设置为170Hz，因此转台转速为5r/min。

　　10 扫描部位通过在DR图像上的实测来确定，扫描层数为1层。

　　05　检测结果

　　按以上工艺参数，使用IPT6110设备对试样进行三代CT扫描，检测结果如图2(a)所示，在其上可清晰发现3个0.5mm孔。

　　图2 试样CT扫描图像及其增加采样幅数和微动次数后的CT图像

　　CT图像质量通常采用空间分辨率、对比度灵敏度和伪像3个指标来评价。这里使用小孔模拟缺陷的讨论主要针对空间分辨率指标。

　　实际上，缺陷尤其是小缺陷能否检测出来，还很大程度地依赖于系统的对比度灵敏度。通过增加采样幅数、微动次数、切片厚度、扫描电流等降低噪声、增加对比度灵敏度的手段对小缺陷的检出是比较有利的。

　　图2(b)是增加采样幅数和微动次数后的CT图像，在其上可清晰发现0.3mm人工孔，但检测时间增加了5倍，可见该检测质量是靠牺牲检测效率来得到的。

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