Опыт применения технологий цифровой практики строительства и эксплуатации

Пленочные бытовые фотоаппараты сегодня практически заменены цифровыми фотоаппаратами, и мало кого надо убеждать в преимуществах последних. В медицинской диагностике также все шире применяются цифровые радиографические технологии. Так, в кабинетах флюорографии работают цифровые комплексы, в которых в качестве приемника используется не рентгеновская пленка, а многоразовые, так называемые «фосфорные» пластины, с которых изображение передается непосредственно в компьютер, и расшифровку рентгеновских снимков врач ведет по дисплею.

В промышленности ситуация обстоит несколько иначе. Цифровые радиографические комплексы только в последние 2 - 3 года выведены на рынок. В настоящее время объем работ по радиографии, выполняемых с применением этих комплексов, невелик, и существует ряд причин, ограничивающих применение этой, безусловно, перспективной технологии.

ЗАО «ВНИИСТ-Диагностика» одним из первых в России провело систематическое исследование возможностей цифровой радиографии с применением многоразовых пластин для контроля качества сварки. Испытания и отработка технологии проводились в лабораторных и трассовых условиях с применением комплекса «Фосфоматик-40» производства ЗАО «Тестрон» (Санкт-Петербург). После испытаний технология применялась в промышленных, в том числе - в трассовых, условиях при строительстве и эксплуатации трубопроводов различного назначения. Всего выполнено более 3000 снимков сварных соединений труб различных типоразмеров и других изделий. Полученные результаты достаточны, чтобы подвести некоторые итоги. Понятны достоинства и недостатки метода, очевидна целесообразность его широкого внедрения, и необходимо наметить пути продвижения технологии в практику строительства и эксплуатации объектов трубопроводного транспорта.

Итак, комплексы цифровой радиографии предназначены для высококачественной оперативной беспленочной радиографии, цифровой обработки, расшифровки и архивирования результатов контроля. В состав комплекса «Фосфоматик-40» входят сканирующее устройство ACR-2000 Reader, стирающее устройство Т-2000Е и программное обеспечение (ПО) для обработки и архивирования изображений «СОВА». Комплекс работает на базе персонального компьютера. Использовались многоразовые пластины SO-170 фирмы Kodak. На рис. 1 представлено изображение типового радиографического снимка, получаемое с применением данного комплекса.

Комплексы «Фосфоматик» согласованы к использованию письмом Ростехнадзора № 09-36/740 от 20.04.2005, имеют Сертификат соответствия Госстандарта России № РОСС RU.ME48H02312 от 14.11.2007. Также могут использоваться комплексы других производителей. Таким образом, данные комплексы и в целом технология цифровой радиографии легитимны к применению в промышленности на территории России.

Схема контроля с применением комплекса «Фосфоматик» строится аналогично тому, как и при использовании традиционной радиографической пленки: просвечивание изделия/сварного шва и создание скрытого радиографического изображения на приемнике, обработка («проявка») изображения, просмотр и расшифровка обработанного («проявленного») снимка, оформление заключения, архивирование результатов. Только полностью устраняется фотохимическая обработка пленки и связанные с ней «мокрые» процессы, а информация получается непосредственно в цифровом виде и выводится на экран компьютера.

Для выполнения контроля пластина упаковывается в кассету и устанавливается на контролируемое изделие. При экспонировании на платине формируется скрытое изображение. Для того чтобы считать его, пластина пропускается через лазерное сканирующее устройство, которое работает как периферийное устройство персонального компьютера. После считывания информация передается в компьютер, где обрабатывается с помощью специального ПО и выводится на дисплей компьютера в виде изображения - радиографического снимка, который расшифровывается оператором и архивируется. По результатам расшифровки оператор дает заключение о качестве проконтролированного соединения. Для очередного использования пластину достаточно очистить от скрытого изображения. Удаление изображения производится с помощью яркого света в специальном устройстве, входящем в состав комплекса цифровой радиографии.

Рассмотрим подробнее отдельные этапы и некоторые результаты, полученные на практике при опытном и промышленном использовании рассматриваемой технологии.

Многоразовые пластины поставляются размером 12x16, 12x25, 12x43, 20x25, 25x30, 35x43 и 100x1500 см. Пластины гибкие, легко режутся острым режущим инструментом, их размер может быть подобран практически под любой, необходимый для радиографии сварных швов трубопроводов. Пластины морозоустойчивы.Согласно паспортным данным они не теряют свою гибкость и другие потребительские характеристики при температуре окружающего воздуха до - 40 °С. В нашей практике они использовались до - 25 °С. Кассета-футляр необходима для защиты пластины в первую очередь от механических повреждений, прямого попадания воды и грязи. Зарядка кассеты может проводиться на свету.

Согласно литературным данным и опубликованной рекламной информации пластины совместимы с любыми источниками ионизирующего излучения с энергиями от 10 кэВ до 15 МэВ (рентгеновские аппараты постоянного потенциала и импульсного действия, радионуклидные источники, ускорители). В нашей работе рентгеновские снимки одинаково хорошего качества получены при использовании импульсных рентгеновских аппаратов серии «Арина» и «Шмель» и при использовании аппарата непрерывного действия «Site-Х» при напряжениях от 70 до 450 кВ.

При считывании пластин (сканировании) не требуется тщательное затемнение. Необходимо только приглушить освещение и исключить прямое попадание солнечного или искусственного света на пластину. Таким образом, отпадает необходимость в «темной» комнате для фотообработки и все связанные с ней неудобства технологии радиографии. Таким образом, применение традиционных двухслойных кассет, как для рентгеноской пленки, не требуется. При этом наш опыт показал, что на пластинах производства Kodak, используемых в комплексе «Фосфоматик», качественное изображение сохраняется в однослойных кассетах производства НПП «Политест» не менее 24 ч.

Сканирование производится со скоростью до 1 м/мин. Скорость сканирования определяется требованиями к чувствительности контроля и может регулироваться средствами управления комплекса. Это означает, что уже через 1 - 2 мин после экспонирования на экране компьютера можно увидеть изображение контролируемого изделия или сварного шва. При этом полностью исключены «мокрые» процессы фотообработки.

Первичное изображение, выводимое на дисплей после сканирования, содержит информацию значительно большего объема, чем необходимо для анализа снимка. Это первичное изображение, как правило, должно быть обработано для того, чтобы радиографический снимок можно было расшифровывать. Обработка («оптимизация» в терминах Руководства пользователя) заключается в выборе диапазона яркости (уровня серого), наилучшего для обеспечения требуемой чувствительности контроля и контрастности изображения. Оптимизация выполняется с применением встроенного ПО. Интерфейс пользователя обеспечивает выполнение этой операции за 5 - 10 с.

Итак, в течение 1 - 2 мин после установки экспонированной пластины в сканер оператор выполняет сканирование пластины и оптимизацию изображения, и на дисплей компьютера выводится готовое радиографическое изображение контролируемого изделия или сварного соединения.

А что происходит с пластиной? При первом сканировании скрытое изображение частично стирается. Однако наш опыт показал, что при этом скрытое изображение сохраняется практически без изменения, и второе сканирование дает изображение, практически не уступающее первому. Следовательно, в отличие от рентгеновской пленки, которую невозможно проявить во второй раз, технология многоразовых пластин имеет защиту от случайных сбоев при «проявке», в данном случае - от сбоев компьютерной техники: если при сканировании пластины по какой-либо причине произошел сбой, и снимок не удалось вывести на дисплей, пластину можно просканировать второй раз без видимой потери качества изображения. Поэтому мы рекомендуем стирать изображение с пластины только после того, как оператор убедился в удовлетворительном качестве снимка после его оптимизации. При третьем сканировании в отдельных случаях не удавалось получить качественные изображения. Поэтому целесообразно ограничиваться не более чем двумя сканированиями пластин.

Расшифровку снимков после оптимизации оператор ведет по дисплею в соответствии с нормативами на контролируемый объект. В этом смысле традиционный опыт радиографии, накопленный десятилетиями, может быть использован в полной мере. Основные и вторичные признаки дефектов, их размеры и расположение определяются как при традиционной радиографии. Только следует иметь в виду, что при анализе любого выбранного участка изделия, каждого выбранного дефекта оператор может произвести дополнительную оптимизацию выбранного участка изображения, например, изменить контрастность или яркость, отфильтровать помехи с помощью встроенного ПО. Также имеется возможность автоматизировать измерение размеров дефекта или участка в плане.

При очистке пластины для ее подготовки к следующему экспонированию следует уделить особое внимание отсутствию остаточных скрытых изображений. Необходимо строго выдерживать интервал времени на стирание изображения,заданный в Руководстве пользователя. При выборе оборудования для цифровой радиографии также следует уделять особое внимание качеству удаления остаточных (фантомных) изображений при повторном использовании пластин.

Наконец, следует иметь в виду, что изображения в памяти компьютера формируются в специальном формате и для их просмотра используется встроенное программное обеспечение. Расшифровку снимков следует вести только при их просмотре с помощью этих программ. Программное обеспечение комплекса защищено от несанкционированного входа, что с высокой степенью гарантирует защиту результатов радиографии от подделок. Однако наш опыт показал, что целесообразно иметь возможность экспресс-просмотра снимков на произвольном компьютере, не оснащенном специальным ПО. Это может быть необходимо для подготовки отчетов, заключений, демонстрации результатов надзорным органам. Поэтому может оказаться полезным хранить резервную копию оптимизированных изображений, по которым велась расшифровка снимков, в каком-либо общедоступном формате, например, «jpg» или другом. ПО комплекса обеспечивает такую возможность.

Итак, одна и та же пластина позволяет работать с разными источниками. Но необходимо отметить еще одну особенность данной технологии, проверенную на пластинах Kodak. Диапазон чувствительности применявшихся пластин к спектру и интенсивности излучения настолько широк, что при правильной оптимизации снимки одинакового качества получены при снижении времени экспозиции в 2 и более раз (рис. 2), либо при снижении напряжения на рентгеновской трубке до 1,5 раз. Таким образом, рассматриваемая технология не просто повышает производительность контроля, но и обеспечивает существенное повышение ресурса рентгеновских аппаратов, а также снижение дозовой нагрузки на персонал.



Просмотров: 2719

Дата: Понедельник, 26 Ноября 2012

Новости