X 射线数字成像技术 (DR技术)与传统的 X 射线技术相比，由于采用数字技术，动态范围广，有很宽的曝光宽容度，即使在一些曝光条件难以掌握的部位，也能获得很好的图像，对厚度变化范围较大的工件，也能一次透照成像。同时该技术具有分辨率高，图像清晰、细腻等特点，检测过程中还可以根据需要进行诸如数字减影等多种图像后处理，而获得理想的检测效果，另外X 射线数字成像技术(DR 技术 ) 还具有检测效率高污染少、射线剂量低、图像储存容易等优点，近年来 X 射线数字成像技术 (DR 技术)受到越来越广泛的关注，应用领域已由金属材料拓展到聚乙烯材料。
本文通过 X 射线数字成像技术(DR 技术)在工业管道 RBI 检验中的应用案例，介绍了 X 射线数字成像技术(DR 技术)的基本原理和特点，对 X 射线数字成像技术( DR 技术 ) 检测结果进行了分析评定，最后分别总结了 X 射线数字成像技术 (DR 技术)在工业管道RBI 检验中的优势与局限，并针对工业管道 RBI 检验中无损检测的实施提出了建议。
X射线数字成像（DR）技术原理
数字化技术，将透射图像转换为便于计算机处理的数字图像，而后，进行图像处理分析和识别，得到检测结论。根据成像器件的不同，DR检测系统分为基于图像增强器的检测系统、基于转换屏的成像检测系统、线扫描 DR 成像检测系统以及近几年发展起来的基于平板探测器的 DR 成像检测系统。工业应用中，基于影响增强器的DR成像检测系统由于其便于集成、性价比最佳而基于主流地位。
X 射线数字成像( digital radiography. DR)技术主要利用数字成像器件( 数字探测器 ) 和计算机技术实现射线检测，通过数字探测器采集 X 射线产生数字信号以及计算机对数字信号的转化处理，生成数字图像输出显示。
射线数字成像与常规胶片照相的区别主要包括六个方面:
(1) DR 系统采用数字探测器代替了常规胶片，不存在光学模糊，其清晰度主要由像素尺寸决定。
(2)曝光宽容度方面，相对于X射线胶片成像技术DR 由于采用了数字技术，动态范围广，空间分辨率高动态可调范围宽，有丰富的图像后处理功能，从而可以获得满意的诊断效果，且 DR 系统允许照相中的技术误差即使在一些条件难以掌握的场合也能获得很好的图像。
(3) 利用计算机和数字图像处理技术代替洗片过程;DR 系统中，在曝光结束后 40 秒内即可得到图像而且探测器可以固定在设备内，技术人员无需移动探测器，减轻了劳动强度，节省了时间，提高了工作效率,胶片成像的影像形成有三个阶段:显影→定影→可见影像形成，可以通过人工手洗和胶片洗片机完成；
(4)利用显示器代替观片灯，DR 系统利用显示器作为图像显示和缺陷评定的载体，胶片成像技术的评片主要取决于评片人员，这种方法简单，但是劳动强度大、主观性强、一致性差。目前绝大数焊缝缺陷检查包括胶片成像和数字成像皆采用人工判断。但在 PCB 板铝轮载、电池等行业，DR 系统具备缺陷自动判断系统提高了产品的一致性和质量保障。
(5)图像存储方面，传统胶片保存、管理、查询需要花费大量的人力、物力及时间，另外胶片会随保存时间的增加而逐渐变质,使影像质量下降。DR数字图像可利用计算机的海量存储，以数字化的电子方式进行管理，将不再需要庞大而难于保管的底片库。
(6) 环境保护方面，DR 系统消除了传统胶片冲洗中工业重金属的污染与有害废水的产生，有利于环境保护。其中最大的区别就是采用数字探测器代替常规胶片获得数字图像。数字射线检测系统的基本组成见图 1。
X 射线数字成像技术( DR 技术 )应用
某企业共有约 50Km 的工业管道，由于生产任务的需求和生产工艺的限制，全厂设备实施停机状态下的定期检验存在困难，为保障装置在检验周期内安全运行，决定实施基于风险的检验(RBI 检验)。
受企业委托，我单位对该企业全厂的压力管道进行了现场风险评估，并根据现场情况和使用单位意见制定了检验策略，其中部分工业管道需要实施运行状态下的在线检验，主要检验内容包括资料审查(包括设计资料安装资料，改造或重大维修资料，使用管理资料，检验检查资料等)，宏观检查、壁厚测量、安全附件的检验及表面无损检测和埋藏缺陷检测，其中采用 X 射线数字成像( digital radiography. DR ) 技术实施埋藏缺陷的检测。该公司的工业管道基本信息见表 1。
本次检测共发现三道煤缝存在超标缺陷，其中 2 道为丙酮管道对接焊缝，1 道为蒸汽管道对接焊缝，焊缝缺陷信息见表 2、缺陷图片详见图 2 至图4。
另外，检测过程中发现部分蒸汽管道底部积水或蒸汽中携带液态水，由于水介质对 X 射线的吸收，数字成像质量较差，如图 5、图 6。
X 射线数字成像技术(DR 技术) 检测结果评定
按照压力管道设计文件和 GB/T 20801《压力管道规范 工业管道》的规定，上述焊缝射线检测的合格级别为Ⅲ级，而根据 NB/T 47013-2015，上述缺陷应评为IV级，为超标缺陷。按照 TSG D7005-2018《压力管道定期检验规则- 工业管道》的要求，应对超过 GB/T20801 允许范围的缺陷进行安全状况等级评定。根据TSG D7005-2018《压力管道定期检验规则 - 工业管道》3.2.6.2 的规定:管子材料为 20 钢、Q345 或者奥氏体不锈钢时，未焊透按照局部减薄评级，管子局部减薄超过制造或验收规范所允许的范围时，如果同时满足以下条件时，则按照表 3 定级;否则安全状况等级定为 4 级。
(1) 管道结构符合设计规范或者管道应力分析结果满足有关安全技术规范要求;
(2) 在实际工况下，材料韧性良好，并且未发现材料性能劣化以及劣化趋向 ;
(3)壁厚局部减薄以及其附近无其他表面缺陷或者埋藏缺陷;
(4)壁厚局部减薄处剩余壁厚大于 2mm;
(5) 管道不承受疲劳载荷。
上述压力管道级别均为 GC2，其所允许的局部减薄深度的最大值见下表 4。
从表 3 可以看出，DR 检测发现的3 处缺陷，按照 TSG D7005-2018《压力管道定期检验规则-工业管道》的规定，其安全状况等级均应评为 4 级。根据 TSG D7005-2018《压力管道定期检验规则-工业管道》中 2.5的规定，安全状况等级为 4 级的缺陷或者定期检验发现严重缺陷可能导致停止使用的管道，应当对缺陷进行处理，处理的方式包括采用修理的方法消除缺陷或者进行合于使用评价。使用单位通过综合考验决定利用检修工期对上述缺陷进行了返修处理。
对于部分蒸汽管段存在水介质影响检验质量的问题，需要使用单位利用检修工期完善蒸汽管道系统的疏水设施，运行过程中应加强蒸汽品质监测，防止蒸汽带水影响工艺稳定，甚至给设备安全运行带来隐患。
X 射线数字成像技术(DR 技术)的优势和局限分析
通过本次检验，可以发现相较于其他无损检测技术DR 技术确实存在一定的优势，但其应用也有一定的局限性，简单总结如下。
与常规 X 射线检测相比，DR 技术的优势包括:
(1) DR 由于采用数字技术，动态范围广，且有很宽的曝光宽容度，因而允许照相中的技术误差，即使在一些曝光条件难以掌握的部位，也能活得很好的图像，它最突出的优点是分辨率高，图像清晰，细腻，检测人员可根据需要进行诸如数字减影等多种图像后处理，同时该技术曝光时间短，检测效率高。尤其对弯头和三通等位置，可以实现一次曝光检测多道焊缝.
(2) DR 数字图像的密度分辨率高，普通屏片组合X 线照片的密度分辨率只能达到 26 灰阶，而数字图像的密度分辨率可达到210-12 灰阶，DR 数字图像可通过变化窗宽、窗位、转换曲线等技术，可使全部灰阶分段得到充分显示。从而扩大了密度分辨率的信息量。
(3)X 射线数字成像形成的数字化图像比穿透胶片成像所需的 X 射线辐射剂量要小，且 X 射线辐射范围窄，对企业正常生产影响小。在现场检验过程中，不需要采取大范围的隔离防护，可以在保证正常生产的情况下完成检测工作。
(4) DR 数字图像检测结果实时成像，且图像储存容易。图像后处理是相对于模拟X射线成像，数字图像的最大特点，只要存在原始数据，就可以根据检测的需求通过软件功能，有针对性的对图像进行处理，以提高检出率，处理内容通常有窗技术、参数测量、特征提取、图像识别、二维或三维重建、灰度变换、数据压缩等，根据工作需要检测现场就可完成图像的评定，省去了胶片冲洗环节;同时，DR 数字图像可以存储、调阅、传输或拷贝，并存储于磁盘、磁带、光盘及各种记忆卡，并可随时进行调阅、传输。影像数据的储存和传输是 PACS系统建立的最重要部分，为联网、远程评定、实现无胶片化等奠定了良好基础,这样图像的储存、使用更加高效；
(5) 无需拆除设备的保温和防腐材料，即减少了经济损失节约了生产成本又进一步提升了工作效率，同时还节省了检验检测成本。
另外，检测过程中也发现 DR 技术有一定的局限性:
(1) 设备散热效率低，每使用一段时间后，需要进行一定时间的散热，影响检测工作的连续性。
(2) 检测效果受介质影响大。检测丙酮管道和蒸汽管道时图像质量能满足要求，但部分蒸汽管道底部积水或蒸汽介质携带液态水时会影响检测效果。
(3) 与胶片相比探测器不可弯曲，现场只能固定摆放，不适合空间受限、结构复杂部位的检测。
(4) 整套设备系统略显复杂，体积大、重量重，搬运、安装不方便。尤其对架空管道，设备上下传递费时费力，影响检测效率
(5) 设备昂贵，一次性投入大，零件配件价格不菲，维保成本高，限制了 DR 技术进一步推广应用。
总结与展望
DR 技术在工业管道检验中应用日益普遍，围绕DR 技术开展进一步的研究，将使其具备更加广阔的应用前景。
(1) 探索更加高效的冷却方式，提高 DR 设备的散热效率，保证 DR 设备的稳定性，提高 DR 检测工作的连续性。
(2)在研究开发柔性传感材料的基础上，研发柔性探测器，进一步拓宽 DR 技术的应用范围。
(3) DR 设备的轻量化、小型化，价格应更加平民化，将能推动 DR 技术的进一步推广应用。
(4) 系统研究X 射线对不同介质的穿透能力，做到规范化和标准化。本次检测采用 DR 技术检测丙酮管道和蒸汽管道得到的图像质量基本能满足标准要求，部分 DN60 的积水管段也能得到比较理想的图像质量，之前也曾有同行采用 DR 技术检测 LNG 管道的案例，但这些零散的尝试尚不能系统、全面地指导检验工作，针对不同介质、不同规格管道开展进一步的研究很有必要。
(5) 在实际检验中，可以采用多种无损检测技术互为补充。对 X 射线不易穿透的介质，条件允许的可以采用相控阵超声检测，目前 NB/T47013.15-2021《承压设备无损检测 第十五部分: 相控阵超声检测》已经颁布，进一步为相控阵超声检测技术推广应用提供了依据。
德国布鲁泰克（PROTEC）DR
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