Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí

Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Ứng dụng chụp ảnh bức xạ kỹ thuật số kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí

i ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ - VẬT LÝ KỸ THUẬT BỘ MÔN VẬT LÝ HẠT NHÂN - - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: ỨNG DỤNG CHỤP ẢNH BỨC XẠ KỸ THUẬT SỐ KIỂM TRA ĂN MỊN ĐƯỜNG ỐNG DẦU KHÍ SVTH : Trần Bảo Quốc CBHD : TS Trần Duy Tập ThS Nguyễn Lê Sơn CBPB : ThS Huỳnh Thanh Nhẫn TP HỒ CHÍ MINH – 2014 ii LỜI CẢM ƠN Trong śt quá trình học tập và hoàn thành khóa luận này, em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ quý báu của quý thầy cô, các anh chị và các bạn Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc em xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới: Bộ môn vật lý hạt nhân – Khoa vật lý - Vật lý kỹ thuật trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Chi nhánh trung tâm đánh giá không phá hủy NDE tại thành phố Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em quá trình học tập và hoàn thành khóa luận Thầy Trần Duy Tập đã hết lòng hướng dẫn, giúp đỡ, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em suốt quá trình học tập và hoàn thành khóa ḷn tớt nghiệp Thầy Nguyễn Lê Sơn đã giúp đỡ tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em śt q trình hồn thành khóa ḷn Anh Nguyễn Văn Thái Bình, chị Phạm Lan Anh anh chị khác trung tâm NDE Bộ môn vật lý hạt nhân đã động viện giúp đỡ và chỉ bảo cho em rất nhiều để em có thể hoàn thành được khóa luận này Em xin chân thành cảm ơn thầy Huỳnh Thanh Nhẫn thầy cô hội đồng đã cho em những đóng góp quý báu để hoàn chỉnh khóa luận Em xin chân thành cảm ơn bố mẹ anh chị em và các bạn bên cạnh động viên và giúp đỡ em học tập, làm việc và hoàn thành khóa luận i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ iv LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan về chụp ảnh xạ điện toán (CR) sớ hóa phim 1.1.1 Tổng quan về kiểm tra ăn mòn đường ớng dầu khí 1.1.2 Cơ sở lý thuyết của chụp ảnh xạ điện toán (CR) sớ hóa phim 1.1.2.1 Một sớ khái niệm bản 1.1.2.2 Nguyên lý chụp ảnh xạ CR sớ hóa phim 1.1.2.3 Các thông số chất lượng của ảnh xạ kỹ thuật số 1.1.2.4 Hệ thống thiết bị chụp ảnh xạ điện tốn (CR) sớ hóa phim 12 1.2 Kỹ thuật chụp ảnh xạ kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí 22 1.2.1 Kỹ thuật chụp ảnh xạ tiếp tuyến 22 1.2.2 Kỹ thuật đo mức xám 25 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 27 2.1 Mẫu vật thực nghiệm, thiết bị phần mềm phân tích ảnh 27 2.1.1 Mẫu ớng chuẩn mẫu ống thực tế 27 2.1.2 Thiết bị được sử dụng 28 2.1.2.1 Máy phát tia X 28 2.1.2.2 Phim đặt cassett 30 2.1.2.3 Máy scan phim 30 2.1.3 Phần mềm phân tích ảnh ISEE 30 2.1.3.1 Chọn vùng quan tâm ảnh 30 2.1.3.2 Đo khoảng cách 31 ii 2.1.3.3 Thống kê giá trị mức xám vùng quan tâm 33 2.1.3.4 Quản lý vùng quan tâm ROI list 33 2.2 Thực nghiệm 34 2.2.1 Thực nghiệm kỹ thuật chụp ảnh xạ tiếp tuyến 34 2.2.2 Thực nghiệm kỹ thuật đo mức xám 35 CHƯƠNG KẾT QUẢ, ĐÁNH GIÁ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Kết quả và đánh giá 36 3.1.1 Kết quả kỹ thuật chụp ảnh xạ tiếp tuyến 36 3.1.2 Kết quả kỹ thuật đo mức xám 38 3.2 Thảo luận kiến nghị 42 3.2.1 Thảo luận kết quả 42 3.2.2 Kiến nghị về kỹ thuật chụp 43 3.2.3 Những ưu thế bật hạn chế của chụp ảnh xạ CR sớ hóa phim truyền thống 45 KẾT LUẬN 48 KIẾN NGHỊ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CR Computed Radiography Chụp ảnh điện tốn NDT Non-Destructive-Testing Kiểm tra khơng phá hủy RT Radio Testing Kiểm tra chụp ảnh xạ DR Digital Radiography Chụp ảnh xạ trực tiếp IP Imaging Plate Tấm thu ảnh PSP Photostimulate phosphor Chất kích thích phát quang BSR Basic Spatial Resolution Độ phân giải khơng gian SNR Signal Noise Resolution Tỉ lệ tín hiệu nhiễu PSL Photostimulated Luminescence Ánh sáng kích thích phát quang IQI Image Quality Indicators Chỉ thị chất lượng ảnh PMT Photomultiplier Tube Ống nhân quang điện ADC Analog to Digital Converter Chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu sớ iv DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Chương Hình 1.1 Dùng phương pháp chụp ảnh phóng xạ kiểm tra đường ống Hình 1.2 Mô tả định lý tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý chụp ảnh xạ CR sớ hóa phim trùn thớng Hình 1.4 Cassette đựng phim tấm IP Hình 1.5 a) Chùm xạ vng góc, b) Chùm xạ xiên góc, c) Màn thu ảnh nghiêng q trình tạo bóng Hình 1.6 Q trình tạo bóng của khuyết tật Hình 1.7 Mơ tả sự khác biệt chất lượng ảnh tương ứng với sớ bit khác [4] 11 Hình 1.8 Chất lượng ảnh tương ứng với số lượng và kích thước pixel khác [4]11 Hình 1.9 Cấu tạo tấm IP 13 Hình 1.10 Sơ đồ trình hấp thụ tia X kích thích tạp chất .14 Hình 1.11 Q trình kích thích phát xạ tấm IP 15 Hình 1.12 Cấu tạo nguyên lý làm việc của máy quét CR 16 Hình 1.13 Tương tác của chùm tia laser với tấm IP 17 Hình 1.14 Mơ tả ngun lý sớ hóa phim 19 Hình 1.15 Hệ thớng sớ hóa theo điểm .20 Hình 1.16 Tương tác của tia laser phim 20 Hình 1.17 Mối quan hệ giữa mức xám – độ đen 21 Hình 1.18 Bớ trí hình học chụp ảnh xạ tiếp tún 23 Hình 1.19 Mức xám ảnh 24 Hình 1.20 Giới hạn áp dụng của chụp ảnh xạ tiếp tuyến [6] 25 Hình 1.21 Kỹ thuật chụp hai thành ảnh 26 Hình 1.22 Kỹ thuật chụp hai thành hai ảnh 26 v Chương Hình 2.1 Mẫu ống chuẩn có lỗ với đáy chiều sâu lỗ giảm dần 27 Hình 2.2 Mẫu bậc ống 28 Hình 2.3 Mẫu thực tế 28 Hình 2.4 Ảnh chụp mẫu ống thực tế có lỗ khoan 28 Hình 2.5 Máy phát tia X 29 Hình 2.6 Biểu đồ liều chiếu (SFD = 700 mm) [12] 29 Hình 2.7 Liên hệ giữa cường độ dòng điện, điện thế công suất điện của phát tia X 30 Hình 2.8 Máy quét LS85 [8] 30 Hình 2.9 Chọn vùng quan tâm 31 Hình 2.10 Đo khoảng cách cách chọn 31 Hình 2.11 Vẽ profiler tại khu vực đã biết rõ khoảng cách thực tế của mẫu 32 Hình 2.12 Nhập giá trị khoảng cách đã biết vào ô trống cửa sổ Pixel Size Calibrator 32 Hình 2.13 Đo khoảng cách tại hai điểm bất kỳ 33 Hình 2.14 Cửa số đo statistics in window 33 Hình 2.15 Tạo quản lý nhiều vùng quan tâm ROI list 34 Hình 2.16 Kỹ thuật chụp ảnh tiếp tuyến 35 Hình 2.17 Kỹ thuật đo mức xám 35 Chương Hình 3.1 Đo bề dày thành Wf phần mềm 36 Hình 3.2 Đo bề dày thành ảnh chụp mẫu ống thực tế 37 Hình 3.3 Đo bề dày thành ảnh chụp mẫu ống thực tế 38 Hình 3.4 Ảnh thu được của mẫu chuẩn với lỗ khoan đáy 38 Hình 3.5 Đo mức xám tại vị trí lỗ khoan 39 Hình 3.6 Đo mức xám tại vị trí lỗ khoan 39 Hình 3.7 Đường chuẩn độ dày - mức xám 40 Hình 3.8 Đo mức xám tại lỗ khoan ảnh mẫu ống thực tế 41 vi Hình 3.9 Biểu đồ liều chiếu - độ đen đạt được của phim tấm IP [4] 46 Hình 3.10 So sánh ảnh chụp phim tấm IP của mẫu bậc [4] 46 Hình 3.11 Biểu đồ liều chiếu của tấm IP áp dụng cho vật liệu sắt (SFD = 1000 mm) [7] 47 DANH MỤC CÁC BẢNG Chương Bảng 2.1 Chiều sâu lỗ (mm) mặt trước sau 27 Chương Bảng 3.1 Bề dày thành của mẫu bậc ống đo được 37 Bảng 3.2 Bề dày mẫu thực tế đo kỹ thuật chụp ảnh tiếp tuyến 38 Bảng 3.3 Kết quả đo mức xám tương ứng với độ sâu lỗ khoan ảnh mẫu chuẩn 39 Bảng 3.4 So sánh độ dày thực và độ dày tính được 40 Bảng 3.5 Kết quả tính bề dày thành ống tại lỗ khoan mẫu thực tế 41 LỜI MỞ ĐẦU Công nghiệp dầu khí có ý nghĩa quan trọng đối với nền kinh tế thế giới nói chung nền kinh tế Việt Nam nói riêng, góp phần rất lớn vào việc giải quyết nhu cầu về lượng của hoạt động sản xuất kinh tế sinh hoạt đời sớng của người Cơng nghiệp dầu khí bao gồm số hoạt động khác đó có hoạt động vận chuyển hệ thống các đường ống dẫn Những sự cớ rò rỉ hoạt động vận chủn đã gây hậu quả nghiêm trọng ô nhiễm mơi trường, phá vỡ hệ sinh thái, lượng dầu khí bị thất thoát gây tổn thất lớn về kinh tế tác hại rất lớn của việc rò rỉ dầu khí cháy nổ, có thể gây nguy hiểm cho tính mạng người, thiệt hại về tài sản hoạt động đời sống, sản xuất kinh tế Do vậy, kiểm tra nhằm phát hiện và đánh giá mức độ ăn mòn để tránh rò rỉ đường ớng dầu khí việc làm rất quan trọng đới với hoạt động vận chuyển ngành công nghiệp dầu khí Khóa ḷn tớt nghiệp trình bày việc kiểm tra bề dày nhằm đánh giá ăn mòn đường ống dầu khí hai phương pháp chụp ảnh xạ kỹ thuật số phương pháp chụp ảnh xạ điện tốn (CR) sớ hóa phim trùn thớng, sử dụng kỹ thuật chụp ảnh xạ tiếp tuyến kỹ thuật đo mức xám kết hợp phần mềm phân tích ảnh ISEE Khóa ḷn gồm có chương: Chương 1: Cơ sở lý thuyết Chương 2: Thực nghiệm Chương 3: Kết quả, đánh giá và thảo luận CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan chụp ảnh xạ điện toán (CR) số hóa phim 1.1.1 Tổng quan kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Để tìm hiểu về phương pháp chụp ảnh xạ điện tốn (CR) sớ hóa phim kiểm tra ăn mòn đường ớng dầu khí, đầu tiên đề cập tới khái niệm kiểm tra không phá hủy (NDT), tên gọi chung cho các phương pháp có thể dùng để kiểm tra chất lượng của đối tượng mà không làm ảnh hưởng tới khả làm việc sau của chúng Đây là giải pháp có tính kinh tế cao, giúp phát hiện khuyết tật cấu trúc của đối tượng được kiểm tra Có nhiều cơng nghệ kiểm tra không phá hủy chụp ảnh xạ, siêu âm, kiểm tra bột từ, kiểm tra dòng điện xoáy với những ưu điểm hạn chế riêng thích ứng với đối tượng được kiểm tra khác Để kiểm tra ăn mòn đường ớng dầu khí có phương pháp siêu âm (UT) chụp ảnh xạ (RT) (hình 1.1) được sử dụng Hình 1.1 Dùng phương pháp chụp ảnh xạ kiểm tra đường ống Trong đó, phương pháp chụp ảnh xạ có ưu thế so với các phương pháp siêu âm việc kiểm tra đường ớng dầu khí sớ đặc điểm sau: 36 CHƯƠNG KẾT QUẢ, ĐÁNH GIÁ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết đánh giá Phim sau được chụp theo kỹ thuật chụp ảnh tiếp tuyến và đo mức xám đã được tráng rửa để hiện ảnh đưa vào máy quét LS85 để tạo ảnh hình máy tính 3.1.1 Kết kỹ thuật chụp ảnh xạ tiếp tuyến a Chụp mẫu chuẩn Sử dụng phần mềm ISEE để đo bề dày của thành ống (Wf) ảnh thu được cách quét tạo profiler ảnh cắt qua thành ống Từ đó tính bề dày thực của ống theo công thức: w = wf ( SFD−(0,5.OD+d) SFD ) (3.1) với d = mẫu ớng khơng có bảo ơn Hình 3.1 mơ tả quá trình đo Wf phần mềm ISEE Hình 3.1 Đo bề dày thành Wf phần mềm Trong đó Roi 2, Roi 3, Roi 4, Roi 5, Roi 6, Roi 7, Roi tên của vùng đo ảnh, số liệu ghi dưới tên vùng đo là kết quả đo tương ứng Bảng 3.1 mô tả kết quả đo bề dày thành bề dày thành của mẫu bậc ống 37 Bảng 3.1 Bề dày thành của mẫu bậc ống đo được Thứ tự Kích thước thật (mm) Wf (mm) 1,83 2,90 3,86 5,08 6,25 7,31 8,25 W (mm) 1,69 2,68 3,57 4,70 5,78 6,76 7,63 Khác biệt (%) 15,4 10,6 10,8 6,0 3,7 3,4 4,6 Trong đó, thông tin kích thước thật (mm) nhà sản xuất mẫu chuẩn cung cấp, khác biệt (%) là độ chênh lệch giữa kích thước thật W tính theo % của kích thước thật Khác biệt trung bình của kết quả đo so với bề dày thật ghi nhận được 8% b Chụp mẫu thực tế Mẫu thực tế đã được chụp với các điều kiện chụp tương tự mẫu chuẩn thu được ảnh Tiến hành đo vùng, tên vùng và kích thước đo được tương ứng được ghi hình 3.2 3.3 Hình 3.2 Đo bề dày thành ảnh chụp mẫu ống thực tế 38 Hình 3.3 Đo bề dày thành ảnh chụp mẫu ống thực tế Kết quả đo độ dày thành của mẫu ống thực tế được cho bảng 3.2 Bảng 3.2 Bề dày mẫu thực tế đo kỹ thuật chụp ảnh tiếp tuyến Số thứ tự Wf (mm) W (mm) 4,25 3,93 4,27 3,95 4,25 3,93 4,27 3,95 4,26 3,94 4,25 3,93 4,27 3,95 3.1.2 Kết kỹ thuật đo mức xám a Chụp mẫu chuẩn Ảnh thu được từ phương pháp chụp hai thành hai ảnh đới với mẫu chuẩn được thể hiện hình 3.4 Hình 3.4 Ảnh thu được của mẫu chuẩn với lỗ khoan đáy Từ ảnh trên, tiến hành đo mức xám tương ứng với chiều sâu lỗ khoan hình phần mềm ISEE Thứ tự lỗ khoan mức xám đo được tương ứng được thể hiện hình 3.5 3.6 39 Hình 3.5 Đo mức xám tại vị trí lỗ khoan Hình 3.6 Đo mức xám tại vị trí lỗ khoan Kết quả đo được thể hiện bảng 3.3 Bảng 3.3 Kết quả đo mức xám tương ứng với độ sâu lỗ khoan ảnh mẫu chuẩn Thứ tự lỗ Chiều sâu lỗ (mm) 6,15 4,28 3,11 1,9 1,12 0,69 6,15 4,12 2,92 Độ dày lại (mm) 1,87 3,04 4,25 5,03 5,46 2,03 3,23 Mức xám Thứ tự lỗ 58,63 69,31 74,69 81,75 85,5 86,94 58,71 66,19 73,13 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Chiều sâu lỗ (mm) 1,82 2,38 0,54 6,15 4,12 2,92 1,82 2,38 0,54 Độ dày lại (mm) 4,33 3,77 5,61 2,03 3,23 4,33 3,77 5,61 Mức xám 80,13 75,38 84,94 58,8 68,88 75,25 83,31 75,38 85,19 40 Trong đó, lỗ thứ 11 lỗ thứ 17 trùng ảnh, từ lỗ thứ tới lỗ thứ 12 lỗ nằm mặt sau của ớng, lỗ lại nằm mặt trước của ớng Độ dày lại (mm) độ dày ban đầu (6,15 mm) trừ cho chiều sâu lỗ (mm) Dùng excel, lập được phương trình đường chuẩn có dạng y = 58,624e0,072x hình 3.7 Với x là độ dày lại của thành ống tại lỗ khoan y mức xám tương ứng ảnh 100 Mức xám 80 60 y = 58,624e 0,072x R² = 0,9728 40 20 0 Độ dày còn lại (mm) Hình 3.7 Đường chuẩn độ dày - mức xám Từ đường chuẩn trên, tính lại bề dày thành tại lỗ khoan mẫu chuẩn với mức xám tương ứng để đánh giá sự khác biệt trung bình so với độ dày thật Kết quả tính bề dày thành mẫu chuẩn thể hiện dưới bảng 3.4 Bảng 3.4 So sánh độ dày thực và độ dày tính được Thứ tự lỗ Mức xám 58,63 69,31 74,69 81,75 85,5 86,94 58,71 66,19 73,13 Độ dày tính (mm) 0,002 2,33 3,36 4,62 5,24 5,47 0,02 1,69 3,07 Độ dày thực (mm) 1,87 3,04 4,25 5,03 5,46 2,03 3,23 Khác biệt (%) 24,4 10,7 8,7 4,2 0,2 17,0 4,9 Thứ tự lỗ Mức xám 10 11 12 13 14 15 16 17 18 80,13 75,38 84,94 58,8 68,88 75,25 83,31 75,38 85,19 Độ dày tính (mm) 4,34 3,49 5,15 0,04 2,24 3,47 4,88 3,49 5,19 Độ dày thực (mm) 4,33 3,77 5,61 2,03 3,23 4,33 3,77 5,61 Khác biệt (%) 0,2 7,4 8,2 10,3 7,4 12,7 7,4 7,5 41 mức xám Trong đó, độ dày tính = Ln( 58,624 ) 0,072 Khác biệt trung bình của độ dày tính được so với bề dày thật 9% b Chụp mẫu thực tế Mẫu thực tế phải được chụp đồng thời mẫu chuẩn phim, với đường kính, bề dày thành ớng, vật liệu tương tự mẫu chuẩn vị trí đặt mẫu thực tế phải đủ gần mẫu chuẩn để hạn chế tối đa sai sớ hình học Vì điều kiện thực nghiệm khơng đủ nên người chụp đã không chụp đồng thời mẫu thực tế với mẫu chuẩn các điều kiện chiếu như khoảng cách nguồn tới phim, lượng xạ, liều chiếu, che chắn tán xạ, loại phim Sử dụng phần mềm ISEE đo giá trị mức xám tại lỗ khoan từ đó tính bề dày lại cách dùng phương trình đường chuẩn được xây dựng từ mẫu chuẩn Thứ tự lỗ mức xám tương ứng được mơ tả hình 3.8 Kết quả tính bề dày thể hiện bảng 3.5 Hình 3.8 Đo mức xám tại lỗ khoan ảnh mẫu ớng thực tế Bảng 3.5 Kết quả tính bề dày thành ống tại lỗ khoan mẫu thực tế Thứ tự lỗ Mức xám Bề dày (mm) Thứ tự lỗ Mức xám Bề dày (mm) 61,3 66,4 69,5 73,5 0,62 1,74 2,4 3,14 11 12 13 14 85,4 89,4 97,7 61,2 5,22 5,85 7,09 0,59 85,08 5,17 15 59,8 0,27 89,16 5,82 16 58,8 0,03 97,36 7,05 17 60,3 0,39 112,9 123,9 9,10 10,39 18 66,4 1,73 10 134,1 11,49 42 mức xám Trong đó, bề dày = Ln( 58,624 ) , 0,072 được suy từ phương trình đường chuẩn của mẫu chuẩn 3.2 Thảo luận kiến nghị 3.2.1 Thảo luận kết 3.2.1.1 Kết kỹ thuật chụp ảnh xạ tiếp tuyến Kỹ thuật chụp ảnh xạ tiếp tuyến cho kết quả có sự khác biệt trung bình so với bề dày thật 8%, phù hợp để kiểm tra bề dày thành ớng nhằm phát hiện ăn mòn diện rộng của đường ống Từ bảng kết quả 3.1, nhận thấy với những bề dày nhỏ sự khác biệt của kết quả đo được so với bề dày thật lớn (15,4% ứng với bề dày ống mm) sự khác biệt đó giảm dần bề dày ớng tăng, là lợi thế bề dày ớng dẫn dầu khí phổ biến lớn mm Các giá trị đo được đều nhỏ so với bề dày thật tức giá trị đo được chiếm trung bình khoảng 92% giá trị bề dày thật Kết quả chụp mẫu ống thực tế được cho bảng 3.2 Với điều kiện chụp chụp mẫu chuẩn, có thể xem sự khác biệt giữa kết quả đo bề dày thật ống trung bình khoảng 8% Quan sát giá trị đo, nhận thấy giá trị sai lệch 0,02 mm, giá trị rất nhỏ so với giá trị trung bình khoảng 3,94 mm tức bề dày thành ớng gần không thay đổi khu vực chụp ảnh Khi quan tâm tới sai lệch của kết quả đo so với bề dày thực trung bình khoảng 8% giá trị trung bình 3,94 mm chiếm trung bình khoảng 92% giá trị thực tức độ dày thực khoảng 4,28 mm Kết hợp với quan sát ảnh chụp, đường biên qua các điểm đo đường thẳng, vậy trường hợp này, có thể ớng bị ăn mòn đều diện rộng với độ sâu ăn mòn khoảng 0,34 mm Nói tóm lại, để kết luận được đường ớng có bị ăn mòn hay khơng, cần chụp thêm những khu vực lân cận khác của ống để nhận biết sự thay đổi độ dày thành ống giá trị bề dày ban đầu của ống 3.2.1.2 Kết kỹ thuật đo mức xám Từ bảng 3.4 có thể tính được sự khác biệt trung bình của bề dày tính so với bề 43 dày thực khoảng 9%, sự khác biệt phù hợp để kiểm tra ăn mòn cục của đường ống Phần lớn những vị trí lỗ có độ dày ớng lại nhỏ (từ khoảng mm trở xuống) (1,87 mm, 2,03 mm) có sự khác biệt lớn (24,4% tại lỗ có độ dày thành ớng lại 1,87 mm, 17% tại lỗ có độ dày thành ớng lại 2,03 mm) Vì đường ớng dầu khí có bề dày phổ biến lớn mm nên điều thuận lợi cho phép kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Kết quả tính bề dày mẫu thực tế được thể hiện bảng 3.5 Nếu xem sai sớ hình thành q trình chụp riêng mẫu thực tế rất nhỏ mẫu thực tế có bề dày thành ớng và đường kính, vật liệu và điều kiện chụp tương tự mẫu chuẩn khác biệt trung bình của kết quả tính được so với bề dày dày thành tại lỗ khoan mẫu chỉ khoảng 9% Tương tự đối với mẫu chuẩn, tại những lỗ khoan có bề dày thành ớng lại lớn (11,49 mm, 10,49 mm) nhỏ (0,62 mm, 0,59 mm, 0,03 mm, 1,74 mm), kết quả tính được đã khác biệt so với bề dày thực có thể tới 24% (như mẫu chuẩn) thế nữa 3.2.2 Kiến nghị kỹ thuật chụp 3.2.2.1 Kỹ thuật chụp ảnh xạ tiếp tuyến Khi tiến hành chụp ảnh tiếp tún để đo bề dày thành ớng, có số điều đặc biệt so với kỹ thuật chụp ảnh xạ khác để đảm bảo độ xác của phép đo bề dày Yêu cầu chất lượng ảnh theo tiêu chuẩn khơng cần thiết chỉ cần nhìn thấy rõ biên của thành ớng ảnh là đủ, vậy không cần dùng đến IQI tiêu chuẩn về SNR hay BSR Để đạt được yêu cầu cần phải sử dụng xạ có lượng cao, nguồn xạ gamma Ir-192, Cs-137 đáp ứng được yêu cầu này, xạ tia X với lượng thấp làm mờ biên của thành ớng ảnh Việc có thể dễ dàng được giải thích xạ có lượng cao cho độ tương phản đối tượng thấp dẫn tới độ tương phản ảnh thấp Một những yếu tố gây khó khăn trực tiếp đến việc xác định biên của thành ống ảnh đó là độ nhòe ảnh Để giảm tới đa độ nhòe ảnh, cần bớ trí hình học chiếu chụp với SFD tuân theo công thức: 44 SFDMin = (0,5.OD+d)(s+Ug ) Ug (3.2) với Ug = 0,25 mm Đây là tiêu chuẩn khắc khe, áp dụng cho phép chụp ảnh với yêu cầu độ xác rất cao Ngồi có sự ảnh hưởng của yếu tố méo ảnh, yếu tố có thể dễ dàng được khớng chế cách đặt thu ảnh mặt phẳng vng góc với chùm xạ 3.2.2.2 Kỹ thuật đo mức xám Để phát hiện những điểm ăn mòn cục đường ống kỹ thuật đo mức xám giải pháp tối ưu, điều mà kỹ thuật chụp ảnh tiếp tuyến không thể làm được Tuy nhiên, để kỹ thuật đo mức xám phát huy tính tới ưu của với sự khác biệt của kết quả so với bề dày thật khoảng 9%, cần tuân thủ quy trình nghiêm ngặt để hạn chế tối đa sai số Có nhiều tham sớ ảnh hưởng tới độ xác của kỹ thuật này, làm cho trở nên khó khăn để đạt được độ xác cao với sai sớ khoảng 9% đã nói Vị trí đặt mẫu chuẩn so với mẫu thực tế quan tâm phải lân cận Kích thước mẫu ống chuẩn mẫu ống quan tâm phải tương đồng nhau, nếu khác nhiều làm sai số lớn Một sớ vật liệu bảo ơn khơng đồng nhất, có hệ số suy giảm xạ cao gây sai sớ rất lớn cho kết quả tính Một ́u tớ quan trọng gây ảnh hưởng lớn đến sai số nữa đó là việc chụp đồng thời mẫu chuẩn mẫu quan tâm Trong thực tế, việc chụp đồng thời mẫu chuẩn mẫu thực tế vật liệu, kích thước tương đồng, đặt gần rất khó thực hiện được sớ lý hạn chế của kích thước thu ảnh và kích thước đường ống, tính chất vật liệu tạo nên ớng thực tế có thể khác so với mẫu chuẩn tác động từ q trình làm việc của ớng, điều kiện mơi trường chụp ảnh,… Đối với những điểm ăn mòn cục có độ sâu ăn mòn nhỏ lớn làm sai số bị tăng lên nhiều so với các điểm ăn mòn khác Sai sớ x́t hiện vị trí của điểm ăn mòn gần phía với nguồn lệch xa so với tâm của chùm xạ Tương tự chụp ảnh xạ tiếp tuyến, kỹ thuật đo mức xám yêu cầu ảnh chụp được phải có đường biên ảnh rõ nét của lỗ ăn mòn để không gây khó khăn cho việc đo mức xám của vùng bị ăn mòn, tức giảm được sai số không yêu cầu phải đạt được 45 tiêu chuẩn chất lượng ảnh Để đáp ứng yêu cầu đó, lượng xạ dùng để chụp phải cứng tiêu chuẩn để giảm độ tương phản ảnh, thu ảnh IP phải được chọn cho có độ tương phản thấp, bớ trí hình học chụp cho SFD đủ lớn để giảm độ nhòe khơng bị méo ảnh 3.2.3 Những ưu bật hạn chế chụp ảnh xạ CR số hóa phim truyền thống Ảnh xạ kỹ thuật số thu được từ chụp ảnh CR số hóa phim đều được có thể đọc phần mềm ISEE với chức chọn vùng quan tâm, tùy chỉnh độ tương phản, sáng tới, tăng cường sắc nét, giảm nhiễu, phóng to vùng quan tâm giúp cho việc phát hiện khuyết tật ảnh trở nên thuận lợi rất nhiều Chẳng hạn thu được tấm ảnh với độ sáng tại vùng quan tâm thấp nhận liều chiếu thấp ta có thể điều chỉnh độ sáng của ảnh Nhưng bên cạnh những tiện ích đó có hạn chế vì để sử dụng hết những chức đó của phần mềm, cần phải trả chi phí rất lớn để sở hữu phần mềm bản quyền Để thực hiện được việc sớ hóa phim, cần trải qua các giai đoạn chụp ảnh, tráng rửa với hóa chất, phòng tới, sấy phim Bản chất của sớ hóa phim truyền thống giải pháp nhằm mang lại hiệu quả cho việc phân tích, giải đoán ảnh chụp xạ sử dụng phần mềm chuyên dụng giúp việc lưu giữ, truyền tải trở nên đơn giản, tiện lợi Đối với chụp ảnh xạ CR, chi phí đầu tư khá cao cho cả máy quét tấm IP sử dụng nhiều lần hạn chế rất lớn của phương pháp này Bên cạnh đó, để sử dụng hệ thống chụp ảnh CR với hiệu quả cao nhất, hệ thống cần được bảo trì thường xuyên nước ta hiện tại chưa có quan nào thực hiện được việc Hình 3.9 mơ tả biểu đồ liều chiếu – độ đen đạt được của phim tấm IP Quan sát biểu đồ, ta thấy đối với phim chỉ có thể chọn liều chiếu tương đới khoảng từ 1000 tới 2000 để sự thay đổi độ đen phim có thể được phân biệt, đới với tấm IP khoảng 60 tới 11000 Hình 3.10 đã cho thấy, với liều chiếu ảnh phim chỉ thấy được những bậc có bề dày mỏng ảnh chụp CR dùng tấm IP thể hiện được tất cả bậc Hình 3.10 cho thấy tấm IP nhạy rất nhiều so 46 với phim Một số nghiên cứu cho thấy độ nhạy của tấm IP đối với xạ cao tới 10 lần so với phim Có thể giải thích điều cách đơn giản là vì lượng liên kết của electron ngun tớ kích hoạt (Eu2+) của hợp chất lân quang thấp Hình 3.9 Biểu đồ liều chiếu - độ đen đạt được của phim tấm IP [4] Hình 3.10 So sánh ảnh chụp phim tấm IP của mẫu bậc [4] so với lượng liên kết của electron phân tử AgBr Hình 3.11 cung cấp biểu đồ liều chiếu của tấm IP áp dụng cho vật liệu sắt So sánh biểu đồ liều chiếu hình 3.11 hình 2.6 thấy được liều chiếu tấm IP đã giảm gần lần Giảm liều chiếu tức giảm thời gian chiếu dùng nguồn có cường độ xạ yếu tăng độ an toàn cho khu vực chiếu xạ Độ nhạy của tấm IP đối với tán xạ lượng thấp (sự nhiễu) lớn so với phim đó cần sử dụng 47 tấm lọc che chắn xạ cẩn thận để có được ảnh chất lượng Thời gian chiếu càng ít thì tán xạ của xạ ít, tức chất lượng của ảnh cao Hình 3.11 Biểu đồ liều chiếu của tấm IP áp dụng cho vật liệu sắt (SFD = 1000 mm) [7] So với DR, CR có ưu điểm là chi phí đầu tư cho hệ thống thấp hơn, tấm IP mỏng có thể ́n cong phim trùn thớng Trong DR có sớ nhược điểm bảng cảm ứng của DR có dạng phẳng, kích thước dày cứng nên không linh hoạt số trường hợp chiếu chụp 48 KẾT LUẬN Ảnh xạ kỹ thuật số của mẫu ống thu được từ phương pháp sớ hóa phim phương pháp CR được phân tích phần mềm ISEE với nhiều cơng cụ tiện lợi cho kết quả với độ xác cao, tiết kiệm được nhiều thời gian Các ảnh kỹ tḥt sớ có thể lưu trữ được lâu với kích thước nhỏ gọn, dễ dàng truyền tải ảnh Chụp ảnh xạ CR mang những ưu điểm bật liều chiếu thấp đảm bảo an toàn xạ cao và suất chụp ảnh tăng, khơng dùng phòng tới tráng rửa sấy phim giúp tiết kiệm thời gian chi phí, khơng dùng tới hóa chất độc hại Nhưng phương pháp này đòi hỏi chi phí đầu tư lớn Phương pháp sớ hóa phim có thể được sử dụng để nâng cao độ xác, tiết kiệm thời gian giải đoán ảnh chụp xạ mà không cần chi phí đầu tư ban đầu lớn Nhưng để dùng phương pháp này cần tiến hành chụp ảnh phim trùn thớng, trải qua q trình tráng rửa, sấy phim phòng tới Mục tiêu ći của khóa luận đánh giá ăn mòn đường ống dầu khí phương pháp chụp ảnh xạ kỹ tḥt sớ sớ hóa phim CR, sử dụng kỹ thuật chụp ảnh xạ tiếp tuyến và đo mức xám Kỹ thuật chụp ảnh tiếp tuyến giúp phát hiện các ăn mòn diện rộng kỹ thuật đo mức xám lại hiệu quả việc phát hiện các ăn mòn cục Kết hợp hai kỹ thuật giúp việc kiểm tra bề dày ớng nhằm đánh giá ăn mòn cách tồn diện, tránh bỏ xót dạng ăn mòn Các kết quả thực nghiệm cho thấy mục tiêu đó đã đạt được với độ xác sai khác bề dày thật trung bình khoảng 9% Tóm lại, phương pháp sớ hóa phim chụp ảnh xạ CR sử dụng kỹ thuật chụp ảnh xạ tiếp tuyến và đo mức xám thật sự hiệu quả việc đánh giá ăn mòn của đường ớng dầu khí có lớp bảo ơn, tạo nên sự an tồn q trình vận chủn dầu khí nhằm góp phần phát triển ngành cơng nghiệp dầu khí nước ta 49 KIẾN NGHỊ Cơng nghệ chụp ảnh xạ CR nhiều mới mẻ lĩnh vực công nghiệp đối với nước ta Trong q trình xây dựng khóa ḷn này, vì điều kiện thời gian có hạn nên nhiều vấn đề chưa được tìm hiểu thấu đáo Về tấm IP, cấu trúc tinh thể của chất lân quang PSP, vẫn nhiều mơ hình giả thút khác được đưa để mơ tả q trình hình thành của tâm phát quang Về máy quét CR, bên cạnh hệ thống quét điểm được mơ tả khóa ḷn, có hệ thớng qt đường, ghi nhận tín hiệu PSL từ hai mặt của tấm IP với thời gian quét nhanh nhiều Về q trình mã hóa tín hiệu xung điện sau khỏi PMT thành giá trị mức xám cho điểm ảnh, có những bước biến đổi tín hiệu trung gian khác chưa được đề đề cập tới Q trình sử dụng phần mềm để phân tích ảnh, phần mềm dùng thử nên nhiều công cụ chưa thể khai thác được chức giúp việc phân tích ảnh hiệu quả Nói về sớ hóa phim trùn thớng, phương pháp thật chỉ giải pháp giúp việc phân tích giải đoán ảnh trở nên xác, tiết kiệm thời gian hơn, lưu giữ ảnh tốt vẫn phải sử dụng hệ thớng tráng rửa, phòng tới Nếu có thể nghiên cứu phương pháp mới với chi phí thấp cơng nghệ CR, giúp qt thu nhận ảnh trực tiếp phim sau chụp mà khơng cần qua tráng rửa quả giải pháp hồn hảo mang hết ưu điểm của hai phương pháp Hy vọng rằng, những khóa luận luận văn sau có thể tìm hiểu kỹ về những vấn đề để giúp cho công nghệ chụp ảnh xạ điện tốn CR sớ hóa phim trở nên gần gũi ứng dụng chụp ảnh xạ nói chung kiểm tra ăn mòn đường ớng dầu khí nói riêng 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Châu Văn Tạo (2004), An toàn xạ ion hóa, NXB Đại Học Q́c Gia TP Hồ Chí Minh [2] IAEA (2000), Tài liệu huấn liệu RT cấp II Tiếng Anh [3] IE-NDT (2004), Image Quality Indicators, EN 462-5 Duplex IQI [4] GE Inspection Technologies (2007), Industrial Radiography Image forming techniques [5] IAEA, VIENNA (2005), IAEA-TECDOC-1445, Development of protocols for corrosion and deposits evaluation in pipes by radiography [6] ECNDT (2006), Radiographic Evaluation of Corrosion and Deposits in Pipelines: Results of an IAEA Co-ordinated Research Programme [7] Uwe Ewert, Uwe Zscherpel, Mirko Jechow, Bernhard Redmer (2012), How to Make an Exposure Chart for Computed Radiography [8] U Zscherpel BAM Berlin (2000), Film digitisation systems for DIR : Standards, Requirements, Archiving and Printing [9] Department of Medical Physics, School of Medicine, University of Patras (2001), A protocol-based evaluation of medical image digitizers, The British Journal of Radiology Trang mạng [10] http://www.dir.bam.de/ic/#whatis [11] http://www.ge-mcs.com/en/ndt-software/rhythm-software-suite/rhythm-review-.html [12] www.gesensinginspection.com [13] http://www.ge-mcs.com/en/ ... kiểm tra NDT khác 1.2 Kỹ thuật chụp ảnh xạ kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Hai kỹ thuật chụp ảnh xạ đặc biệt được sử dụng để kiểm tra bề dày, đánh giá ăn mòn đường ớng dầu khí là:... Tổng quan chụp ảnh xạ điện tốn (CR) số hóa phim 1.1.1 Tổng quan kiểm tra ăn mòn đường ống dầu khí Để tìm hiểu về phương pháp chụp ảnh xạ điện tốn (CR) sớ hóa phim kiểm tra ăn mòn đường. .. 1.1.2.3 Các thông số chất lượng ảnh xạ kỹ thuật số Ảnh chụp xạ kỹ thuật số sự thiết lập dữ liệu nhị phân của ảnh chụp xạ và lưu trữ máy tính Chất lượng ảnh chụp xạ hình hiển