陳會斌　趙靜　張沙沙

摘 要：天然氣管道在鋪設過程中，需考慮管道的溫度、壓力，以及管線所在地區地形的復雜性，所以安全是重中之重，一旦發生事故，會給國家和社會造成重大的損失和巨大的負面影響。因此無論是對管道的現場焊接，還是對焊接人員和管理人員提出了更高的要求。所以對管道焊縫缺陷的檢測及管道焊縫的質量作出了更嚴格的要求。管道無損檢測技術隨著科技日新月異的發展，在不斷發展完善，對國家的的可持續發展，具有十分重要的戰略意義。

關鍵詞：手工電弧焊;管道焊縫;無損檢測;圖像處理;戰略意義

世界無損檢測技術的發展歷史可以大致上以第二次世界大戰為重要的轉折點：二戰前已經起步并開始得到少量的初步應用，在二戰期間由于醫學和軍事的需要得到迅速發展，在二戰后隨著工業生產技術的迅猛發展，特別是近代和現代機械制造、電子技術、計算機技術的迅猛發展，現代無損檢測技術已經發展到很高的水平。

1 無損檢測的定義及分類

1.1 無損檢測的定義

無損檢測 NDT（Non-destructive testing），就是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對象使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在 缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質和數量等信息，進而判定被檢對象所處技術狀態（如合格與否、剩余壽命等）的所有技術手段的總稱。

1.2 無損檢測的分類及應用

1.2.1射線檢測：利用X射線或γ射線在穿透被檢物各部分時強度衰減的不同，檢測被檢物的缺陷。若將受到不同程度吸收的射線投射到X射線膠片上，經顯影后可得到顯示物體厚度變化和內部缺陷情況的照片。如用熒光屏代替膠片，可直接觀察被檢物體的內部情況。

1.2.2超聲檢測：利用物體自身或缺陷的聲學特性對超聲波傳播的影響，來檢測物體的缺陷或某些物理特性。在超聲檢測中常用的超聲頻率為0.5～5兆赫（MHz）。最常用的超聲檢測是脈沖探傷。

超聲檢測主要應用于對金屬板材、管材和棒材，鑄件、鍛件和焊縫以及橋梁、房屋建筑等混凝土構建的檢測。

1.2.3聲發射檢測：材料在外部因素作用下產生的聲發射，被聲傳感器接收轉換成電信號，經放大后送至信號處理器，從而測量出聲發射信號的各種特征參數。

目前，聲發射檢測主要應用于鍋爐、壓力容器、焊縫等試件中的裂紋檢測;隧道、涵洞、橋梁、大壩、邊坡房屋建筑等的在役檢查。

1.2.4滲透檢測：利用某些液體對狹窄縫隙的滲透性來探測表面缺陷。常用的滲透液為含有有色染料或熒光的液體。

1.2.5磁粉檢測：通過磁粉在物體缺陷附近漏磁場中的堆積來檢測物體表面或近表面處的缺陷，被檢測物體必須具有鐵磁性。此外，中子射線照相法、激光全息照相法、超聲全息照相法、紅外檢測、微波檢測等無損測試新技術也得到了發展和應用。

1.2.6渦流檢測：渦流受激勵磁場（電流強度、頻率）、導體的電導率和磁導率、缺陷（性質、大小、位置等）等許多因素的影響，并反作用于原激勵磁場，使其阻抗等特性參數發生改變，從而指示缺陷的存在與否

1.2.7紅外線檢測：用紅外點溫儀、紅外熱像儀等設備，測取目標物體表面的紅外輻射能，并將其轉變為直觀形象的溫度場，通過觀察該溫度場的均勻與否，來推斷目標物體表面或內部是否有缺陷。

1.3 無損檢測的特點

1.3.1具有非破壞性，因為它在做檢測時不會損害被檢測對象的使用性能。

1.3.2具有全面性，由于檢測是非破壞性，因此必要時可對被檢測對象進行100%的全面檢測，這是破壞性檢測辦不到的。

1.3.3不僅可對制造用原材料，各中間工藝環節、直至最終產成品進行全程檢測，也可對服役中的設備進行檢測。

2 圖像處理

2.1 X射線數字成像工作原理

X射線數字成像是一項新興的無損檢測技術。八十年代后期，英、美等工業發達的國家開始研究、應用該技術。由于計算機數字圖像處理技術的發展和微小焦點X射線機的出現，X射線數字成像檢測技術已經能夠用于金屬材料的無損檢測。它的原理可用兩個“轉換”來概括：X射線穿金屬材料后被圖像增感器所接收，圖像增感器把不可見的X射線圖像轉換為可見圖像，轉換過程實為“光電效應”，稱為“光電轉換”;從信息量的載體而言，可視圖像的載體是模擬量，它不能為計算機所識別，如要輸入計算機進行處理，則需將模擬量轉換為數字量，進行“模擬轉換”，再經計算機處理將可視圖像轉換為數字圖像，其方法是用高清晰度電視攝像機攝取可視圖像，輸入計算機，進行“模擬轉換”轉換為數字圖像，再經計算機處理，以提高圖像的靈敏度和清晰度，處理后的圖像顯示在顯示器屏幕上，顯示的圖像能提供檢測材料內部的缺陷性質、大小、位置等信息，在顯示器屏幕上直接觀察檢測結果，按照有關標準對檢測結果進行缺陷等級評定，從而達到檢測的目的。

參考文獻

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