Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ so sánh, tìm giải pháp nâng cao chất lượng ảnh kỹ thuật số với ảnh phim rơnghen dùng để xác định khuyết tật mối hàn tàu biển và mối hàn chịu áp lực

Bộ công thơng Tập đoàn công nghiệp than khoáng sản việt nam viện khí lợng mỏ - tkv báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ So sánh, tìm giải pháp nâng cao chất lợng ảnh kỹ thuật số với ảnh phim rơnghen dùng để xác định khuyết tật mối hàn tàu biển mối hàn chịu áp lực 6778 12/4/2008 Hà Nội 2.2008 Bộ công thơng Tập đoàn công nghiệp than khoáng sản việt nam viện khí lợng mỏ - tkv báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ So sánh, tìm giải pháp nâng cao chất lợng ảnh kỹ thuật số với ảnh phim rơnghen dùng để xác định khuyết tật mối hàn tàu biển mối hàn chịu áp lực Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thơng Cơ quan chủ trì: Viện Cơ khí Năng lợng Mỏ TKV Chủ nhiệm đề tài: KS Nguyễn Thu Hiền Chủ nhiệm đề tài Duyệt Viện Nguyễn Thu Hiền Hà Nội 8.2007 Danh sách quan phối hợp Stt Tên quan Công ty Cơ khí Đóng tàu Than Việt Nam Phòng thí nghiệm Viện KH Kỹ thuật Hạt nhân Nội dung thực hiện, phối hợp Khảo sát trờng cung cấp mẫu thử nghiệm Cung cấp ảnh so sánh Danh sách ngời thực Stt Họ tên Bạch Đông Phong Học vị Thạc sỹ Chức vụ T.Phòng P.Phòng- Chủ nhiệm đề tài Nghiên cứu viên Nghiên cứu viªn Nghiªn cøu viªn Nghiªn cøu viªn Nghiªn cøu viªn Nguyễn Thu Hiền Kỹ s Trần Văn Khanh Kỹ s Trần Thị Mai Kỹ s Lê Thanh B×nh Kü s− Vị ChÝ Cao Kü s− Nguyễn Văn Sáng Kỹ s Nơi công tác ViƯn CKNL vµ Má TKV ViƯn CKNL vµ Má TKV ViƯn CKNL vµ Má TKV ViƯn CKNL vµ Má TKV ViƯn CKNL vµ Má TKV ViƯn CKNL vµ Má TKV Viện CKNL Mỏ TKV Mục lục Lời mở đầu Chơng I: Lịch sử phát triển chụp ảnh khuyết tật vai trò phơng pháp ngành công nghiệp I.1 Sự phát triển phơng pháp chụp ảnh khuyết tật .7 I.1.1 Sù ®êi cđa tia X I.1.2 øng dơng lÜnh vùc c«ng nghiƯp I.2 TÝnh chÊt bøc x¹ tia X I.3 Phơng pháp kiểm tra NDT I.3.1 Giới thiệu phơng pháp: I.3.2 Phơng pháp chụp ảnh sử dụng phim rơnghen thông thờng I.3.3 Phơng pháp chụp ảnh rơnghen kỹ thuật số I.4 øng dơng cđa phơng pháp giới Việt Nam 12 I.4.1 øng dơng trªn thÕ giíi: .12 I.4.2 øng dơng ë ViƯt Nam 12 Ch−¬ng II: .14 Nguyên lý cấu tạo quy trình lắp đặt, sử dụng vận hành thiết bị FoXray II có phòng thí nghiệm 14 II.1 Cấu tạo cđa thiÕt bÞ .14 II.2 Nguyên lý chụp ảnh kỹ thuËt sè .15 II.3 Quy trình lắp đặt .15 II.3.1 Yêu cầu môi trờng lắp đặt thiết bị 15 II.3.2 Lắp đặt hệ thống để vận hµnh: 15 II.4 Vận hành hệ thống quy trình thử nghiệm 16 II.4.1 BËt hÖ thèng: .16 II.4.2 Quy tr×nh thư nghiƯm 16 II.5 PhÇn mềm foxray II áp dụng xử lý hình ảnh 17 II.5.1 Làm việc với hình ¶nh 17 II.5.2 Làm việc với thực đơn 20 II.5.3 Công cụ để xác định kích thớc khuyết tật 22 II.6 qu¶n lý ¶nh 25 II.6.1 Tìm ảnh Cơ sở Dữ liÖu 25 Chơng III: nghiên cứu yếu tố ảnh hởng đến kết chụp ảnh rơnghen kỹ thuật số 27 III.1 ¶nh h−ëng khoảng cách từ vật thử đến nguồn xạ 27 III.1.1 Định luật tỷ lệ nghịch với bình phơng khoảng cách 27 III.1.2 Sự suy giảm lợng tia X phụ thuộc vào chiều dày mẫu vật 29 III.1.3 Độ nhoè hình học 29 III.1.4 Khoảng cách từ vật thử đến nhận 30 III.1.5 ¶nh h−ëng độ nhạy .31 III.1.6 ¶nh h−ëng cđa thêi gian liỊu chiÕu: 34 Ch−¬ng IV: Kết So sánh ảnh kỹ thuật số với phim rơnghen thông thờng .36 IV.1 thiết bị phụ kiện sư dơng : 36 IV.2 Quy tr×nh thư nghiƯm 36 IV.3 MÉu thư nghiƯm ®em so s¸nh 37 IV.4 Kết so sánh 37 IV.4.1 ảnh kỹ thuật số mẫu mỏng từ 5-8 mm 37 IV.4.2 ¶nh kü thuËt số mẫu từ 10-30 mm 39 Chơng V: số giải pháp làm tăng chất lợng ảnh 43 Tài liệu tham khảo .50 Lời mở đầu Chụp ảnh rơnghen phơng pháp thông dụng để phát khuyết tật mối hàn, sản phẩm đúc, chi tiết máy Các công đoạn chụp ảnh rơnghen phim tốn rÊt nhiỊu thêi gian chiÕu chơp, rưa phim cịng nh tiêu tốn vật t tiêu hao trình sử dụng Những năm gần đây, công nghệ chụp ảnh Rơnghen kỹ thuật số đời nhằm loại bỏ nhợc điểm đồng thời phát huy mạnh kỹ thuật điện tử số công nghệ phần mềm xử lý ảnh Với hàng loạt tính u việt, ảnh rơnghen kỹ thuật số dần thay hệ thống chụp ảnh dùng phim cổ điển Hiện Viện Cơ khí Năng lợng Mỏ TKV đà đợc trang bị hệ thống thiết bị chụp ảnh rơnghen kỹ thuật số Forxray II để ứng dụng kiểm tra không phá huỷ (NDT) công nghiệp thay cho hệ thống chụp phim cổ điển Phơng pháp đợc ứng dụng giới vòng hai năm trở lại bắt sử dụng Việt Nam So sánh ảnh kỹ thuật số ảnh phim rơnghen thông thờng tìm giải pháp để nâng cao chất lợng ảnh kỹ thuật số đề tài đà đợc Viện khí Năng lợng Mỏ TKV đề xuất nghiên cứu ứng dụng Một phần nội dung đề tài dịch toàn tài liệu kỹ thuật sang tiếng Việt để vận hành thành thạo hệ thống thiết bị, sau nghiên cứu so sánh với chất lợng ảnh phim rơnghen thông thờng áp dụng cụ thể lĩnh vực công nghiệp Đề tài nhằm đánh giá tính u việt phơng pháp kiểm tra không phá hủy: ảnh rơnghen kỹ thuật số so với phơng pháp khác ®ang ®−ỵc øng dơng hiƯn nay; ®ång thêi cho thÊy tầm quan trọng thiết bị công nghiệp Bên cạnh Nhóm nghiên cứu mong muốn tìm giải pháp để cải thiện chất lợng trình kiểm tra Nhóm thực đề tài mong nhận đợc đóng góp ý kiến cá nhân đơn vị quan tâm Chơng I: Lịch sử phát triển chụp ảnh khuyết tật vai trò phơng pháp ngành công nghiệp I.1 Sự phát triển phơng pháp chụp ảnh khuyết tật I.1.1 Sự đời tia X Năm 1895 Rơnghen đà phát xạ tia X lúc Ông nghiên cứu tợng phóng điện không khí Trong trình thí nghiệm với loại tia kỳ lạ này, Rơnghen đà chụp ảnh vật khác Những ảnh đánh dấu đời phơng pháp chụp ảnh phóng xạ Một năm sau Rơnghen phát xạ tia X đà áp dụng kiểm tra cho mối hàn I.1.2 ứng dụng lĩnh vực công nghiệp Năm 1913 Colliedge đà thiết kế ống phát xạ tia X Thiết bị có khả phát xạ tia X có lợng cao có khả xuyên sâu Năm 1917 phòng thí nghiệm chụp ảnh xạ tia X đà đợc thiết lập Royal Arsenal Woowich Năm 1922, kỹ thuật chụp ảnh rơnghen công nghiệp đà phát triển với việc chế tạo đợc ống phát lên tới 200 kV, với ống phát nµy cã thĨ cho phÐp kiĨm tra mÉu víi chiỊu dày 20 mm Bớc phát triển quan trọng vào năm 1930 hải quân Mỹ đồng ý dùng phơng pháp chụp ảnh rơnghen để kiểm tra mối hàn bình áp lực xạ tia X đà tạo phát triển bền vững nh công cụ dùng để kiểm tra mối hàn vật đúc nồi Một số năm sau đó, bớc phát triển dẫn đến thực tế phơng pháp chụp ảnh rơnghen đợc thừa nhận rộng rÃi bồn chịu áp lực đợc hàn nóng chảy, đến tia X đà có đợc tiến vững nh phơng tiện để kiểm tra mối hàn vật đúc Giá trị chụp ảnh rơnghen đợc nhận thấy rõ nét công nghiệp hàng không, nhng sau mở rộng sang lĩnh vực khác nh mối hàn nhà máy điện, nhà máy tinh chế, kết cấu tàu thuỷ phơng tiện chiến tranh Điều đà tạo nên sở cho mở rộng liên tục kỹ thuật kiểm tra chụp ảnh rơnghen I.2 TÝnh chÊt bøc x¹ tia X Mét sè tÝnh chất xạ tia X đợc trình bày tóm tắt dới đây: + Không thể nhìn thấy đợc + Trun víi vËn tèc b»ng víi vËn tèc ¸nh s¸ng nghĩa 3x108 m/s + Chúng tuân theo định luật tỷ lệ nghịch với bình phơng khoảng cách mà theo định luật cờng độ xạ tia X điểm tỷ lệ nghịch với bình phơng khoảng cách từ nguồn đến điểm đó: I 1/r2 Trong I cờng độ xạ điểm cách nguồn phóng xạ khoảng cách r, + Tác động lên lớp nhũ tơng phim ảnh làm đen phim ảnh + Trong truyền qua vật liệu chúng bị hấp thụ bị tán xạ + Chúng xuyên qua vật liệu mà ánh sáng xuyên qua đợc Độ xuyên sâu phụ thuộc vào lợng xạ, mật độ, bề dày vật liệu Một chùm xạ tia X đơn tuân theo định luật hấp thụ theo công thức: I = I0e(-àx) (1) Trong đó: + I0 = Cờng độ tia X tia gama + I = C−êng ®é cđa tia X trun qua vËt liƯu cã chiỊu dµy lµ x vµ cã hƯ sè hÊp thơ lµ µ + (e = 2.7183) Trong kiểm tra vật liệu chụp ảnh xạ th−êng sư dơng bøc x¹ tia X cã b−íc sãng nằm khoảng 10-4 A0 đến 10 A0, đó: (1 A0 = 10-10 m.) I.3 phơng pháp kiểm tra NDT I.3.1 Giới thiệu phơng pháp: Kỹ thuật chụp ảnh rơnghen phơng pháp nằm nhóm kỹ thuật kiểm tra không phá huỷ Trong nhóm kỹ thuật kiểm tra không phá huỷ có nhiều phơng pháp khác nhau, đợc chia làm nhóm dùng xác định khuyết tật bề mặt xác định khuyết tật bên chi tiết vật liệu Bảng 1.1: Các phơng pháp kỹ thuật NDT Stt Phơng pháp xác định Phơng pháp xác định khuyết khuyết tật bề mặt tật bên Phơng pháp kiểm tra Phơng mắt Visual testing (VT) pháp siêu âm - Ultrasonic Testing (UT) Phơng pháp dùng bột từ - Phơng pháp chụp ảnh rơnghen Magnetic Particle Testing Radiography Testing (RT) (MT) Phơng pháp chất láng thÈm thÊu - Liquid Penetrant Testing (PT) Ph−¬ng pháp kiểm tra dòng điện xoáy - Eddy current (ED) u điểm phơng pháp kiểm tra không phá huỷ (NDT) không làm ảnh hởng đến khả sử dụng vật kiểm sau Ngoài phơng pháp NDT kiểm tra 100% vật kiểm cã thĨ kiĨm tra vËt kiĨm n»m trªn dây chuyển sản xuất mà ngng dây chuyền sản xuất lại Trong phơng pháp NDT đà nêu trên, phơng pháp có u điểm riêng, không phơng pháp thay đợc tất Với thiết bị chụp ảnh rơnghen kỹ thuật số Phòng thí nghiệm phải sử dụng phơng pháp chụp ảnh rơnghen (RT) nh đà nêu Ưu điểm phơng pháp chụp đánh giá chất lợng mối hàn, vật đúc, chi tiết máy thông qua hình ảnh đánh giá khuyết tật trực quan Trong số lĩnh vực quy phạm kỹ thuật rõ phải áp dụng phơng pháp chụp ảnh rơnghen để kiểm tra đánh giá khuyết tật sản phẩm Bởi áp dụng kiểm tra theo phơng pháp này, dễ dàng phát khuyết tật, từ sửa chữa khắc phục sai sót Do đó, công trình thiết bị hoàn thành có chi tiết sai hỏng thấp I.3.2 Phơng pháp chụp ảnh sử dụng phim rơnghen thông thờng + Thiết bị, phụ kiện: + ống phát 300 kV + Bảng điều khiển + Phim + Mẫu báo chất lợng hình ảnh (IQI) : Là nhóm sợi dây kim loại với chiều dày khác đợc làm vật liệu giống vật kiểm, sau quan sát phim phải nhìn đợc dây nhỏ theo quy Hình 1.1: ống phát bảng điều khiển ®Þnh + Bng tèi ®Ĩ rưa phim + thïng chứa dung dịch: Hiện, giữ hÃm, rửa + Quy trình kiểm tra: Gá lắp phim nhận ảnh vào vật cần kiểm tra, thiết lập chế độ kiểm tra nh đầu vào nguồn cấp, dòng phụ thuộc đặc tính vật kiểm Thiết lập độ nhạy thời gian phơi sáng tia X, liều chiếu vv Sau tiến hành chụp ảnh, sau chụp xong sử dụng buồng tối để rửa phim lần lợt qua bớc sau: + Quy trình rửa phim Hệ xử lý ảnh bao gồm bồn chứa dung dịch ảnh, bồn chứa dung dịch dừng trình hiện, hai chậu hÃm mét chËu rưa - Chn bÞ tr−íc xư lý: (10 phút) Hiện ảnh (khoảng 5-10 phút) + Giữ phim:(1 phút) Sau hiện, phim đợc giữ bồn khoảng phót, bån cã pha dung dÞch 2.5% axit axetic Axit có tác dụng dừng tác động chất đến phim Nó ngăn đợc việc truyền chất hiƯn vµo bån h·m vµ lµm háng chÊt h·m + HÃm phim: (khoảng phút) Dừng trình hình, giải phóng tất muối bạc không đợc chiếu khỏi nhũ tơng cách giữ lại bạc đà đợc chiếu nh hình ảnh vĩnh viễn + Rưa phim (20 phót): Nhị t−¬ng cđa phim mang theo mét sè ho¸ chÊt cđa bån tõ bån h·m sang nớc rửa Nếu hoá chất bị giữ lại phim làm cho phim bị biến màu mờ dần sau thời gian lu giữ Để tránh điều này, phim phải đợc rửa 10 Chơng IV: Kết So sánh ảnh kỹ thuật số với phim rơnghen thông thờng IV.1 thiết bị phụ kiện sử dơng : ThiÕt bÞ phơ kiƯn chơp phim ThiÕt bÞ chụp ảnh rơnghen kỹ thuật số rơnghen thông thờng + èng ph¸t 300 kV + èng ph¸t 300 kV + Bảng điều khiển +CDU (Bộ điều khiển) + Phim + VCU (màn nhận ảnh kỹ thuật số lu trữ vào máy tính đọc kết thử nghiệm) + Mẫu báo chất lợng hình ảnh + Mẫu báo chất lợng hình ảnh (IQI) (IQI) + Buồng tối để rửa phim + Máy tính phần mềm xử lý ảnh + thùng chứa dung dịch: Hiện, giữ, hÃm, rửa IV.2 quy trình thử nghiệm Thiết bị chụp phim rơnghen Thiết bị chụp phim kỹ thuật số thông thờng 1./ Chuẩn bị thiết bị mẫu vật 2./ Đo chiều dày mẫu xác định biểu đồ thời lợng cho mẫu 3./ Chụp mẫu 4./ Rửa ảnh buồng tối: Tổng thời gian khoảng 40 phút + Quy trình xử lý ảnh: Hệ xử lý ảnh bao gồm bồn chứa dung dịch ảnh, bồn chứa dung dịch dừng trình hiện, hai chậu 1./ Chuẩn bị thiết bị mẫu vật 2./ Đo chiều dày mẫu chụp thử để xác định khoảng cách từ nguồn xạ tới mẫu tối u 3./ Chụp mẫu Trong trình chụp mẫu hình ảnh sáng đậm để xác định đợc khuyết tật điều chỉnh lại số xung phát phát xung lại Nếu hình ảnh sáng, giảm số xung phát 36 hÃm chậu rửa 5./ Đọc kết Sử dụng đèn đọc phim thiết bị đo tỷ trọng Đọc phim đánh giá kết thực đợc sau kết thúc trình rửa phim Nếu chất lợng hình ảnh không đạt đợc độ đen nh độ tơng phản vv phải thực trình chụp từ bớc Nếu hình ảnh tối, tăng số xung phát sử dụng công cụ để tăng chất lợng ảnh Đọc phim đánh giá đợc tiến hành ®ång thêi thêi gian chôp, sau ®· lùa chọn đợc ảnh có chất lợng lu máy tính IV.3 mẫu thử nghiệm đem so sánh Thiết bị chụp phim rơnghen thông Thiết bị chụp phim kỹ thuật sè th−êng Cïng thÝ nghiƯm mét sè mÉu mèi hµn mẫu có khuyết tật nhân tạo có chiều dày tõ mm, mm, 12 mm, 16 mm, 18 mm, 24 mm, 30 mm IV.4 Kết so sánh IV.4.1 ảnh kỹ thuật số mẫu mỏng từ 5-8 mm ảnh phim rơnghen thông thờng Đối với mẫu mm khó xác định kết ảnh chụp phim kỹ thuật số Hình 41: Mẫu mối hàn thép dày 5mm, phát nứt tế vi vệt đen hình 37 Đối với mẫu có chiều dày mm, phim thông thờng khó đánh giá Hình 4.2: Mẫu đờng ống Hải Quan có chiều dày thành ống mm, Không phát ế 38 IV.4.2 ảnh kỹ thuật số mẫu từ 10-30 mm ảnh phim rơnghen thông thờng ảnh chụp thiết bị Forxray Hình 4.3 a, b: Hai ảnh đợc chụp mẫu có mối hàn có chiều dày 12 mm, có khuyết tật nhân tạo Có thể thấy hai ảnh phơng pháp quan sát xác định đợc khuyết tật khuyết tật dạng không thấu, vệt đen trắng hình dài khoảng 12 mm t = 12 mm t = 16 mm Hai ảnh đợc chụp mẫu có mối hµn cã chiỊu dµy lµ 16 mm, cã khut tËt nhân tạo Có thể thấy chất lợng hình ảnh phơng pháp cho phép xác định đợc khuyết tật, khuyết tật dạng liên kết vệt đen rộng mm hình KT1 t = 18 mm KT2 Hình 4.4a,b: Hai ảnh đợc chụp mẫu có mèi hµn cã chiỊu dµy lµ 18 mm, cã khut tật nhân tạo Có thể thấy chất lợng hình ảnh phơng pháp cho phép xác định khuyết tật dạng rỗ khí, kích thớc khuyết tật 8.2 x5 mm vµ khuyÕt tËt lµ x 5.5 mm 39 KT1 KT2 t t==18 24mm mm H×nh 4.5 a,b: Hai ảnh đợc chụp mẫu có mối hµn cã chiỊu dµy lµ 24 mm, cã khut tËt nhân tạo Có thể thấy chất lợng hình ảnh phơng pháp cho phép xác định khuyết tật không thấu vệt trắng hình Hình ảnh không rõ nét, khó xác định đợc khuyết tật Hình 4.6: ảnh đợc chụp mẫu có mối hàn có chiều dày 30 mm, có khuyết tật nhân tạo Có thể thấy chất lợng hình ảnh phim rơnghen thông thờng nhận rõ khuyết tật dạng xỉ giải vệt đen ảnh khuyết tật mặt mối hàn không Ghi chú: Sử dụng mẫu có khuyết tật nhân tạo Đối với ảnh rơnghen thông thờng sử dụng kết phòng thí nghiệm Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân Kết luận: Chúng đà tiến thử nghiệm cácmẫu có chiều dày khác nhau, chiều dày thử nghiệm mẫu, vài kết chụp ảnh phim rơnghen thông thờng ảnh kỹ thuật số với mẫu khuyết tật nhân tạo có chiều dày từ đến 30 mm, nhận xét nh sau: + Đối với mẫu có chiều dày từ 5-8 mm, ảnh rơnghen thông thờng Không xác định đợc khuyết tật + Đối với mẫu có chiều dày từ 10 đến 24 mm, chất lợng hình ảnh hai phơng pháp tơng đơng 40 + Đối với mẫu có chiều dày 30 mm, ảnh kỹ thuật số khó xác định khuyết tật Nghiên cứu ứng dụng: Hiện thiết bị đợc sử dụng để kiểm tra khuyết tật mẫu vận chuyển tới phòng thí nghiệm Để ứng dụng thiết bị vào kiểm tra mối hàn tàu biển mối hàn chịu áp lực nhóm đề tài đà khảo sát thực tế nhận thấy đáp ứng đợc Vì qua xem xét thực tế Nhà máy đóng tàu nhà máy điện, mối hàn tàu biển mối hàn bình áp lực chủ yếu mối hàn thẳng Cụ thể kiểm tra thành phần hoá học tính cho mẫu thép dùng để đóng tàu trọng tải 7000 cho Công ty Cơ khí Đóng tàu Than Việt Nam mẫu thép dày từ 6, 8, 12, 14, 16, 18, 20, 24 Dự kiến năm 2008 đa thiết bị chụp ảnh khuyết tật rơnghen kỹ thuật số để áp dụng cho nhà máy đóng tàu nhà máy điện Có số phơng pháp sau dùng để gá, lắp thiết bị thí nghiệm kiểm tra S (d) mồi hàn tàu nh− sau: f S (d) I t B f t B Hình 4.8: Chụp theo hớng từ xuống Hình 4.7: Chơp theo h−íng n»m ngang B I t S (d) 41 Hình 4.9: Chiếu theo hớng từ dới lên Trong đó: S- Nguồn xạ có kích thớc phát hiệu dụng d B- Màn nhận ảnh I- Năng lợng xạ f- khoảng cách từ nguồn đến vật thử t- chiều dày vật thử 42 Chơng V: số giải pháp làm tăng chất lợng ảnh Khi chùm tia tác động tới số vật liệu, gây nên việc tăng xạ tán xạ Tán xạ x¶y theo mäi h−íng Mét bøc ¶nh lý t−ëng ảnh cho bóng điểm mẫu Nhng sơ đồ chụp ảnh cụ thể thấy xạ tán xạ đợc tạo nên từ thân mẫu vật, bao đựng phim, mặt sàn, tờng vật thể khác mà chùm tia đập vào Điều làm tăng mức mờ, làm giảm độ tơng phản làm giảm chất lợng ảnh chụp Độ tán xạ trờng hợp định mạnh vài lần so với chùm tia sơ cấp đạt tới phim Một số biện pháp để tăng chất lợng ảnh: Biện pháp hiệu để làm giảm tối thiểu hiệu ứng bất lợi chùm xạ tán xạ - Loại bỏ tán xạ ngợc từ sàn, dùng chì để kê nhận ảnh (VCU) - Hạn chế chiỊu réng chïm tia b»ng viƯc che bít hc dïng èng trùc chn Sù bè trÝ nµy, diƯn tÝch chiÕu chụp chùm tia đợc giảm giảm đợc xạ tán xạ - Phần nhận mẫu không sử dụng nên che để tách khỏi vùng cÇn kiĨm tra ViƯc che thùc hiƯn nh− sau: + Đối với mẫu có hình dạng thông thờng dùng chì để che + Có thể dùng đất sét + bột chì để che phần không sử dụng + Các tăng cờng chì đợc dùng ghép với nhận, để giảm ảnh hởng tán xạ ngợc + Đối với mẫu vật có chiều dày Trong trờng hợp vật có chiều dày khác thờng khó có đợc ảnh đồng độ đen chấp nhận phần dày phần mỏng, khó khăn khắc phục cách sau: Thứ nhất: Đặt phin lọc ống phóng tia vật chụp Thứ hai: Dung hoà độ khác biệt chiều dày cách sử dụng số vật liệu biết khuyết tật Phơng pháp áp dụng mẫu có dạng hình học cân đối 43 + Định vị khuyết tật: Một ảnh phóng xạ ¶nh bãng hai chiỊu cđa mét vËt ba chiỊu, mét ảnh đợc hình thành điểm C hình 5.1 Hớng xạ Vật kiểm A B C Màn nhận ảnh Hình 5.1: Sự hình thành bóng hai chiều khuyết tật Trong ảnh chụp khuyết tật nằm đờng AB song song với hớng chùm tia Một ảnh phóng xạ không chØ vÞ trÝ cđa khut tËt theo chiỊu thø ba nh−ng mét sù nhËn biÕt vÞ trÝ cđa mét khuyết tật theo chiều cần thiết để: - Giúp cho việc đọc khuyết tật - Đánh giá ®é nghiªm träng cđa khut tËt - Gióp viƯc sưa chữa cần thiết Các phơng pháp sau đợc sử dụng 44 Phơng pháp chụp vuông góc: Nếu kÝch th−íc cđa mÉu vËt cho phÐp tiÕn hµnh chơp hai ảnh từ hai vị trí theo hớng vuông góc với nh mô tả hình sau: Hớng xạ ảnh số Vật kiểm Hớng xạ Khuyết tật ảnh số Hình 5.2: Phơng pháp chụp thẳng góc Một hai ảnh cho vÞ trÝ khut tËt theo hai chiỊu ảnh cho chiều thứ ba Phơng pháp đơn giản xác nhng hạn chế phải có hai chiều mẫu đáp ứng đợc việc chụp ảnh rơnghen với xạ phù hợp + Đối với vật có bề dày khác (phần đờng hàn hai nền) Trong trờng hợp có khác biệt bề dày đợc đền bù việc thêm vật liệu không khuyết tật Khi chụp ảnh dựa vào bề dày cực đại Kỹ thuật cho phép dựa độ đen tối u cho tất bề dày đợc kể đến + Đối với vật có bề dày khác (phần đờng hàn hai nền) Sử dụng chức chồng hình phối hợp hình ảnh X-ray vật thể, đặt lên Chức đặc biệt hữu dụng phần vật thể đợc chiếu tia cần thời gian phơi sáng (số xung) khác Ví dụ: để xuyên thấu qua phần vật thể kim loại, phải tăng số xung phát lên, nhiên làm nh đà làm cháy phần ảnh lại Trong trờng hợp nh vậy, giải pháp tốt phát tia X hai lần, có số xung bình thờng có số xung làm cháy ảnh, sau phối hợp hai ảnh cách chồng hình để có đợc thông tin ảnh tối đa 45 Phơng pháp cộng hình: Chức cộng hình phối hợp hai hình ảnh cách cộng giá trị chúng pixel, để đạt đợc hiệu tăng thời gian phơi sáng (số xung) Chức hữu ích có vật thể mà tia X khó xuyên thấu Có thể áp dụng chức cộng hình, tự động, tay Chức cộng hình tự động cộng ảnh đợc chọn thời với hình ảnh sửa kiểm nghiệm Kết áp dụng phơng pháp cho thấy hiệu ảnh rơnghen nh sau: a) b) Hình 5.6: So sánh chất lợng ảnh sau đà sử dụng biện pháp cộng hình Hình 5.6a, tr−íc céng h×nh, h×nh 5.6b, sau céng h×nh 46 Kết luận kiến nghị A Kết luận: Đà vận dụng sở lý thuyết phép chụp ảnh rơnghen vào nghiên cứu đà hoàn thành đợc nội dung đà đăng ký: - Biên dịch tài liêu - Lập quy trình thử nghiệm - Nghiên cứu yếu tố ảnh hởng đến kết chụp ảnh rơnghen kü tht sè - Thư nghiƯm thùc tÕ t¹i hiƯn trờng Qua thực đề tài nghiên cứu nhóm đề tài đà thu đợc kết so sánh nh sau: + Khi sử dụng với phim rơnghen thông thờng kết thí nghiệm có u nhợc điểm nh sau: Ưu điểm: - Hiện giới phơng pháp đà đợc ứng dụng từ lâu, mà có nhiều tài liệu đà đợc biên soạn tiêu chuẩn để hớng dẫn áp dụng; - Độ nét hình ảnh với số mẫu có chiều dày tốt so với phim rơnghen kü tht sè; thĨ cïng ngn ph¸t tia 300 kV, với kỹ thuật sử dụng phim rơnghen thông thờng cho phÐp chơp s©u thÐp tíi 30 mm - Phim rơnghen thông thờng cho phép uốn cong định dạng kiểm tra theo bề mặt mẫu bề mặt mẫu vật không phẳng, chật hẹp nh đờng ống, mối hàn chữ T vv Nhợc điểm: - Các công đoạn chụp X-quang phim tốn nhiều thời gian chiếu chụp, rửa phim nh tiêu tốn vật t tiêu hoá chất trình sử dụng - Thời gian chụp kéo dài phải tính toán xác tất điều kiện trớc chụp - Không có kết lập tức, ánh sáng thừa thiếu cần phải chụp lại ảnh khác cần phải sử dụng phim khác với quy trình tráng rửa phim thực lại 47 + Khi sư dơng víi phim r¬nghen kü tht số kết thí nghiệm có u nhợc ®iĨm nh− sau: + −u ®iĨm: - ¶nh kü tht số đợc lu trữ máy tính, không tiêu tốn thời gian, chi phí rửa phim - ảnh thu đợc thừa thiếu sáng, khoảng cách hình học vv cha phù hợp chụp lại mà không tiêu tốn vật t - ảnh kỹ thuật số đợc sử dụng phần mềm sử lý ảnh để phóng to, thu nhỏ, tăng sáng, tạo độ tơng phản - Có kết phù hợp áp dụng tốt mẫu thí nghiệm hàng loạt ví dụ công ty đóng tàu, công ty sản xuất sản phẩm hàng loạt - Điều khiển hình ảnh từ xa chủ động thông qua số xung phát không gây ảnh hởng tới sức khoẻ ngời vận hành phải sử dụng phụ kiện che chắn + Nhợc điểm: - Cùng với nguồn phát 300 kV, thiết bị nhận ảnh kỹ thuật số không cho phép chụp đợc mẫu có chiều dày > 26 mm, hạn chế thời gian phơi sáng độ nhạy nhận ảnh - Thiết bị để nhận ảnh kỹ thuật số thay cho phim rơnghen thông thờng có kích thớc lớn, vị trí chật hẹp khó gá lắp đợc nhận ảnh Thiết bị nhận ảnh khả uốn cong bề mặt vật kiểm có biên dạng cong khó áp dụng đợc B Kiến nghị Nếu thời điểm đơn vị nớc nhập thiết bị chụp ảnh rơnghen kỹ thuật số thay cho phim rơnghen thông thờng cần phải nhập loại thiết bị có hình xử lý ảnh (VCU) có độ nhạy cao, kích thớc nhỏ gọn Nguồn phát tia X phần mềm điều khiển cho phép thời gian phơi sáng tia X (Exposed time) lớn loại thiết bị hệ phiên cũ Để sử dụng rộng rÃi thiết bị ngành công nghiệp 48 Thông thờng nhà máy trung tâm thí nghiệm, thờng đồng thời sử dụng nhiều loại ống phát tia X với thông số kỹ thuật khác để ứng dụng sử dụng cho loại mẫu vật với vật liệu đặc tính kỹ thuật khác nhau, mà thiết bị chụp ảnh kỹ thuật số đợc sử dụng kết hợp với loại phim rơnghen thông thờng để bổ trợ lẫn sử dụng thực tế 49 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt KiĨm tra vËt liƯu b»ng kü tht chơp ¶nh rơnghen- Viện Khoa học kỹ thuật Hạt nhân, lu hµnh néi bé TiÕng Anh Nondestructive Inspection technique- Japan Nondestructive Association, 2004, Manual operation for Forxray II, Vidisco Ltd Co, 2005 50 ...Bộ công thơng Tập đoàn công nghiệp than khoáng sản việt nam viện khí lợng mỏ - tkv báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ So sánh, tìm giải pháp nâng cao chất lợng ảnh kỹ thuật số. .. chụp phim cổ điển Phơng pháp đợc ứng dụng giới vòng hai năm trở lại bắt sử dụng Việt Nam So sánh ảnh kỹ thuật số ảnh phim rơnghen thông thờng tìm giải pháp để nâng cao chất lợng ảnh kỹ thuật số đề. .. thuật số với ảnh phim rơnghen dùng để xác định khuyết tật mối hàn tàu biển mối hàn chịu áp lực Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thơng Cơ quan chủ trì: Viện Cơ khí Năng lợng Mỏ TKV Chủ nhiệm đề tài: KS