2018 年以来，在中石油长输管道范围，随着对数字化管道和环保要求的提出，数字射线检测技术(DR) 得以进行了尝试性的推广应用，笔者公司前期在国内某工程试验段进行了试验性检测，管道直径为1422mm，壁厚 21.4mm，方法标准为 NB/T 47013.11-2015，采用中心曝光法透照，累计完成并比对 277 道焊口，经过与胶片射线照相进行对比，发现在定位、定量和定性方面均存在较大偏差。为了 分析问题发生的原因，本文对误差情况进行了分析。

1  工程应用情况

1.1  检测设备

管道检测电动工装一套，配套平板探测器为HR2530。

管道爬行器 HR-90H 一台，配套射线机为 YX-LON EVO300P 周向恒电位射线机。图像采集与处理软件一套。

1.2  检测过程

每天现场训机 30min。

从安装轨道，画标记，安装检测工装，操作爬行器定位曝光，数据采集，利用电动工装实现自动转动分段拍照，1 道焊口需要拍照 18 张数字影像，平均1道焊口曝光时间为 15min,拍 1 道焊口时间约为 30min准备时间十曝光时间)，日平均检测约 16 道~18 道焊口。1 道焊口需要评定18张影像，评定时间约需 20min。DR 检测流程见图1。

1.3  存在的问题

(1)定位偏差超过 10%的为 39 道焊口，达到总量的 14%，其中有 15 道焊口数据通过比对可见不是一处缺欠,扣除后还剩余 24 道焊口,误差超过 10%。

(2)定量误差超过 10%的为 126 道焊口，达到总量的 45%，其中有 19 道焊口定性不同，扣除后还有 107 道焊口，定位误差超过 10%。

(3)定性不一致的焊口达到 26 道，初步分析为透照角度和不清晰度导致同一缺欠 识别为不同类型缺欠，有 7 道焊口基本同一位置，但定性不同，其余都是不同位置的定性不同。对比结果见表1~表 2,图 2。2  原因分析

2.1  定位误差分析

定位误差总体来说绝大多数是能够对应的，但偏差很大的数量达到 24 道，见图 3。

(1)零点误差，见图4，一般是使用白色记号笔标记，由于笔本身的直径约 3mm,划线误差士1.5mm 本身是正常的。如果两种检测方法采用同一个零点标记,则零点误差可忽略。

(2)标记带的.小刻度 100mm，刻度之间的值依靠人眼估测，误差士10mm 属于基本正常。

(3)标记带的制造误差，不同标记带的制造存在误差，见图 5，对比不同标记带的长度，可见黑色标记带比刚卷尺长约 10mm，黄色标记带的则比刚卷尺短约 20mm。

(4)标记带的弹性影响，试验实测一根长3828mm 标记带，拉紧一些和松一些影响位置误差约 20mm,存在约 0.5%的误差。贴标记带时松紧程度不同也会产生一些定位误差，见图 6。

(5)水对标记带的影响，不同的季节，管道上可能会结露，阴雨天或刚下过雨的天气，管子上都会潮湿甚至有水滴，标记带也可能淋雨，就会出现标记带吸水现象，导致长度缩水 30mm~50mm。上述误差有正有负，对于直径 1219mm 的管道，总体误差一般不会超过 30mm。使用伸缩率低具有精细分度的标记带,可减小长度误差。

2.2  定量误差分析

(1)透照角度误差

透照角度影响是.大的，不 同透照角度，会使气孔或夹杂的平面投影长度发生变化，尤其对未熔合和裂纹缺欠影响更大，爬行器定位误差是导致透照角度误差的根本原因。定位误差的存在，使中心曝光法的透照角度发生变化，会使未熔合和裂纹缺欠的投影长度改变，从而引起定量变化，在不同透照角度的胶片照相中也可观察到此现象。

此外，透照方法不同也会导致射线入射角度变化，如双壁单影法射线机的放置位置是比较随意的，也会使在单侧投射角度与在中心透照的角度不同，从而造成坡口上未熔合透照角度改变引起测量的长度变化。

(2)人为因素

同一个缺欠，尤其是定性为圆形缺欠，在测量和折算点数过程中很容易出现因人而异的问题，存在点数1点~3 点偏差是很正常的情况。

(3)DR 标定误差

DR一般利用双线型像质计在宽度方向的15mm 进行标定，但初期人员没有经过严格培训,标定比较随意，甚至不标定，从而造成软件测量误差。

2.3  定性误差分析

(1)人为因素

同一个缺欠，总会有因人而异的测量数值，在缺欠长径测量的 误差会出现圆缺折算定数的不同。在长宽比接近 3 倍时，容易出现圆形缺欠和条缺的定性变化。

未熔合的定性是比较容易模糊的，容易出现未熔合、条缺、错边未焊透等定性变化。若人员的经验不够,也会出现定性不一致。

(2)透照角度不同造成的误差

射线入射角度的变化，长宽比接近 3 倍的气孔或夹杂在圆缺和条缺之间性质变化。而未熔合和裂纹缺欠受透照角度影响.大，当射线入射角度与缺欠平面之间角度大于 15°时，缺欠发现率会迅速下降,甚至丢失。当 RT 与DR 分别透照时，因使用不同的爬行器，每次都有定位误差，使透照角度发生变化，也会使缺欠形貌改变引起定性变化。

3  检测过程质量控制

3.1  人员能力

人员除了应持特种设备无损检测资格证以外，还应进行现场考试取得本工程上岗证，通过对人员的严格控制，能真正.. DR 人员具备现场检测能力。考试内容包括:工艺卡编写、设备操作、评图。具体如下:

(1)工艺卡编写为开卷形式。

(2)设备操作首..行偏置校准、增益校准、坏像素检查及修正。然后，从安装轨道开始到现场透照操作检测 1 道焊口，此过程允许 2 个人合作检测 2 道口，但每次应互换操作内容，以..每个人完整地进行一遍所有检测过程。使用计算机获取影像，确认影像是否合格，并进行灰度测量、灵敏度测量、图像分辨率测量、归一化信噪比测量。

(3)评图 5 道焊口，应无漏检，无误评，定性正确，定位误差不大于 5%,定量误差不大于 10%。

3.2   设备器材

目前国内用于长输管道检测用的 DR 设备厂家不多，各厂家采用的技术路线不同，产品各具特色，工装重量、方便性、易维修性也都不同。应用少，未形成批量生产，属于初级阶段，存在设备不稳定，软件不..，也是正常现象，设备质量的提升和稳定都需要一个过程。随着检测量的增多，设备不断选代更新，硬件软件问题都会慢慢得到解决。下面一些质量控制点希望对应用有所启发。

(1)爬行器定位误差应进行适当控制，一般不应大于士10mm。

(2)现场使用的标记带应选择质量好的，拉伸变形量小、遇潮遇水不缩水的。

(3)工装带编码器是一个好的思路，但运动精度误差应控制在不大于1%。如在直径为 1016mm 的管道运动一周误差不大于 10mm，启停应平稳不打滑。

(4)软件质量对检测结果影响极大，各种软件对同一个影像测量的结果不一定相同。建议对软件版本需经过权威第三方机构检测..，以..对同一幅图像的灰度测量值、灵敏度测量值、分辨力测量值、信噪比测量值的误差在合理范围。

(5)偏置校准应经常进行，尤其是温度变化大时。增益校准应使用现场使用的 kV 值进行校准，这样能提高信噪比，提高影像质量，减少曝光时间。

3.3  工艺编制及工艺纪律

DR 现场操作要求比常规胶片照相复杂得多，应由富有经验的 DR 人员对影响检测质量的关键控制点提出比标准更适合实际的质量控制要求，编制可操作性强的操作指导书，对诸如双线型像质计放置在哪个部位、什么放置方向、kV的选择、mA 的选择、单帧曝光时间的选择、叠加次数的确定，归一化参数的设定、分辨率的测量方法、灵敏度的观察方法、灰度范围的测量方法、信噪比的测量方法等都应做出明确易懂的提示.好图文并茂。

工艺纪律问题归根结底还是人的问题，在上岗前应进行真正的技术交底培训，检测单位内部也应对现场操作人员水平进行评估，对工艺纪律的执行进行管控。

3.4  影像的评定

以下几点需要更加丰富 的实践经验和对标准研读的熟悉程度:

(1)灰度测量的规范化,应明确需要测量的区域范围，也可采用直方图方式测量。

(2)灵敏度单丝像质计应在母材热影响区 内测量，一般为焊缝边缘 5mm 以内。

(3)信噪比测量的规范化，目前存在同一幅影像，多个人测量值偏差很大的问题，究其原因是每个人的测量方法都不同,具体在什么位置测，用多大的测量框，什么方向的测量框测，归一化基本参数填什么都还不够明确。

(4)分辨力的测量方法，平均线数也应有所规定，部分软件需要手工拉直一个基准线，那么基准线的起点和终点也应有统一的规定，以进一步降低人为的测量误差。

4  结论

在管道 DR 应用初期，设备不稳定，软件不..，人员不熟练，缺乏计算机评定经验，如标 记带等常规胶片照相使用的部分测量工具比较粗糙各项不利因素共同造成了大量的定位、定量、定性不准。

在质量控制方面，相关监理的 DR 管理经验不足，检测单位的质量管理体系对现场质量控制能力不足，也是造成问题的原因之一。

实践证明，通过分析上述问题的原因，采取了相应措施后，检测单位有了现场经验，编制了适合的操作指导书,并严格执行工艺纪律，在后期的 DR 检测中，胶片与 DR 两者比对基本一致，个别焊口差异主要是透照方法和透照角度的变化所导致。

来源：《无损探伤》2022年11月第46卷第6期