【TB铁路运输标准】 铁道货车铸钢摇枕、侧架无损检测第4部分:数字化射线成像及工业计算机层析成像检测

ICS45.060.20
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T3105.4—2014
铁道货车铸钢摇枕、侧架无损检测第4部分：数字化射线成像
及工业计算机层析成像检测
Nondestructive testing of cast steel bolstersand side frames for railway freight car-Part 4 :Digital radiography and industrial computed tomography testing2014-09-26发布
国家铁路局发布
2015-03-01实施
规范性引用文件
术语和定义
技术要求
图像分析和缺陷评定
检测记录和数据保存
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（资料性附录）
附录D（资料性附录）
DR检测灵敏度测试方法
空间分辨率测试方法
密度分辨率测试方法
DR无损检测质量评定参考图谱
TB/T3105.4—2014
TB/T3105《铁道货车铸钢摇枕、侧架无损检测》分为以下四个部分：一第1部分：射线照相检验；
-第2部分：超声波检验；
第3部分：磁粉检验；
第4部分：数字化射线成像及工业计算机层析成像检测。本部分为TB/T3105的第4部分。
本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本部分由南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司提出并归口。TB/T3105.4—2014
本部分主要起草单位：南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司、北京固鸿科技有限公司、南车长江车辆有限公司、北车齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司、天瑞集团铸造有限公司。本部分主要起草人：万升云肖永顺、郑小康，卢东磊张文斌，石胜平李卫兵，高金生。铁道货车铸钢摇枕侧架无损检测TB/T3105.4-2014
第4部分：数字化射线成像及工业计算机层析成像检测1范围
TB/T3105的本部分规定了新造铁道货车铸钢摇枕、侧架数字化射线成像（以下简称DR）及工业计算机层析成像（以下简称ICT)检测的技术要求、检测工艺、质量评定及检测记录。本部分适用于采用电子加速器对新造铁道货车铸钢摇枕、侧架的DR及ICT检测。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB18871电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB/T12604.2无损检测术语射线照相检测GBZ117工业X射线探伤放射卫生防护标准JB/T7902线型像质计
3术语和定义
GB/T12604.2界定的术语和定义适用于本文件。4技术要求
4.1人员要求
4.1.1从事摇枕、侧架DR及ICT检测的人员，应经过射线防护安全、摇枕、侧架DR和ICT检测工艺培训，并取得放射工作人员证和上岗操作证。4.1.2从事DR及ICT检测人员应取得铁道行业射线Ⅱ级或Ⅱ级以上级别的技术资格证书，应具备计算机软/硬件的基本知识；熟悉计算机的操作和日常维护；了解铸钢摇枕、侧架的基本知识以及缺陷可能产生的部位和受力区。
4.2工作场所
4.2.1概述
用于检测铸钢摇枕、侧架的DR及ICT系统的工作场所，应设置满足辐射防护要求的检测室、控制室，检测室位于辐射区，控制室位于非辐射区，并合理布局。4.2.2检测室
4.2.2.1检测室应保持清洁、干燥、无火源，有良好的通风及照明，臭氧含量应符合国家相应标准要求。
4.2.2.2检测室放射防护条件应符合GB18871及GBZ117的规定，温度范围应控制在5C~35℃；湿度应控制在20%~80%，不结露。4.2.2.3检测室应有专用的接地设施和防静电、避雷设施，接地电阻应小于1Q或按设备使用要求规定。
4.2.2.4检测室应安装监视装置，配备声光报警装置和安全联锁装置。1
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4.2.3控制室
4.2.3.1控制室应与检测室相邻设置，室内应干净整洁，光线柔和。温度，湿度应符合相关控制设备使用条件要求，
4.2.3.2控制室应有专用的接地设施和防静电、避雷设施，接地电阻应小于10或按设备使用要求规定。
4.3检测装备
4.3.1检测系统
铁道货车铸钢摇枕、侧架等关键部件的DR/ICT检测系统一般由X射线源、探测器分系统、扫描装置分系统、扫描控制分系统、重建检查分系统等组成。4.3.2系统性能
4.3.2.1X射线源应采用高能电子直线加速器，能量宜为9MeV。4.3.2.2系统所能检测工件的长度不小于2300mm，能检测工件的质量不小于1000kg.能检测工件的纵向回转直径不小于800mm。
4.3.2.3系统能够穿透的等效钢厚度小于200mm。4.3.2.4DR扫描应满足下列技术指标：-DR灵敏度：优于10%，测试方法参见附录A，使用性型像质计时，其型号和规格应符合JB/T7902的规定：
一最小图像矩阵：800×2300。
4.3.2.5旋转平移扫描模式及只旋转扫描模式ICT检测的技术指标应满足表1中的要求。表1旋转平移扫描模式及只旋转扫描模式ICT检测的技术指标项目
空间分辨率
密度分辨率
ICT扫描时间
ICT重建时间
最大成像矩阵
旋转平移扫描模式
优于2.0lp/mm，测试方法参见附录B≤0.3%，测试方法参见附录C
根据用户对成像质量的不同需求5min~10min(2048×2048)
≤3 s(1 024×1 024)
根据实际需求可选2048×2048.4096x4 096.8192×8192
只旋转扫描模式
优于1.0lp/mm，测试方法参见附录B≤0.5%，测试方法参见附录C
根据用户对成像质量的不同需求1min~6min（2048×2048）
≤3 s(1 024 ×1 024)
根据实际需求可选2048×2048、4096×4096、8192×8192
系统图像处理软件应具有图像缺陷自动识别与标识功能。5检测
5.1检测前的准备
5.1.1摇枕、侧架应在外观检查合格后进行DR和ICT检测。5.1.2
确认检测系统、安全联锁、监视系统、声光警示等正常工作。5.1.3摇枕、侧架应有专用的夹具进行装夹，装夹后的摇枕、侧架可以进行360°旋转，并能在任一旋转角度沿摇枕、侧架长度方向与探测器相对平移。被检摇枕、侧架在旋转和平移的过程中不产生窜动，检测区域都能在有效检测范围内。5.2系统校正
5.2.1每月应采用阶梯试块对系统进行校正。当发现图像质量下降时应及时校正。校正方法如下：试块采用碳素钢或低合金钢材料台阶试块。试块最小台阶厚度不大于20mm，最大台阶厚度不小于200mm，不同厚度的台阶段数不小于8个。进行校正时，关闭工件旋转驱动；校正时，试块台阶面与射线方向垂直，台阶面长度方向与准直器方向一致；校正结束后，在图像处理软件中观察图像，验证校正2
效果，像质指数符合相应要求。5.2.2每年进行空间分辨率、密度分辨率校正。5.3参数设置
5.3.1根据摇枕、侧架检测的要求选择扫描模式。5.3.2在开始扫描之前，根据扫描模式进行以下参数的设定：a）扫描参数：
触发频率：50Hz~250Hz；
一加密采样次数：≥1次：
工件与探测器相对移动速度：≤120mm/s；-ICT检测位置：根据检测要求确定；-ICT检测工件转动速度：≤36s。b）重建参数：
-ICT图像重建范围：≥100mm；
重建规模（重建图像的像素大小）：不小于2048×2048。5.4扫
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5.4.1必要时，在扫描之前，摇枕、侧架上应放置适当的定位标记，以方便确认缺陷在工件中的位置。
5.4.2摇枕、侧架的DR检测，最少需要进行四次扫查，具体各下：a）摇枕扫查：
1）第一次扫描时，宜将心盘面与射线方向垂直或平行，参见图1，检测区域靠近探测器；2）第二次扫描宜以第一次扫描角度为基准，旋转15°~30°；3）第三次扫描宜以第一次扫描角度为基准，旋转-30°~-15%；4）第四次扫描宜以第一次扫描角度为基准，旋转90或者旋转-90°（摇枕侧面与射线方向垂直）；
5）必要时，增加摆动检测扫描。射线方向
图1摇枕心盘面与射线方向垂直示意图b）侧架扫查：
1）第一次扫描时，宜将弹簧承台面与射线方向垂直或平行，参见图2，检测区域靠近探测器：2）第二次扫描宜以第一次扫描角度为基准，旋转15°~30°；3）第三次扫描宜以第一次扫描角度为基准，旋转-30°~-15°；4）第四次扫描宜以第一次扫描角度为基准，旋转90°或者旋转-90°（侧架侧面与射线方向垂直）：
5）必要时，增加摆动检测扫描。3
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射线方向
图2侧架弹簧承台面与射线方向垂直示意图5.4.3DR扫描完成后，在DR图像上若需要判断缺陷截面情况时，在DR图像上指定需要进行ICT检测的位置，提交给系统继续ICT检测。6图像分析和缺陷评定
6.1图像获取
通过直方图、对比度调整、图像缩放等操作，获取合适的观察图像。6.2缺陷评定
6.2.1进行缺陷评级判读时，显示图像大小与实际尺寸相同，与DR无损检测质量评定参考图谱进行比较，判断缺陷的类型和等级，DR无损检测质量评定参考图谱参见附录D。6.2.2对工件腔体圆弧处的缺陷显示，可参照各个方向DR检测的图像显示情况及工件形状和透照角度，评级时可适当提高缺陷的等级。6.2.3进行缺陷评定判读时，一个评定区域的大小为177mm×127mm。6.2.4在一个评定区域内，存在一个类别的缺陷且级别不同时，取其中最严重的级别为最终评定级别；存在两类及两类以上缺陷时，对照DR无损检测质量评定参考图谱分别评定。6.2.5图像上焊补区域的气孔、夹渣缺陷，视为铸造缺陷进行评定。检测记录和数据保存
7.1检测记录至少包括以下内容：a）检测产品的名称、型号、铸造顺序号、铸造年月、材质代号及企业代号等：b）检测工艺参数：检测系统型号、扫描方式、工件旋转角度、检测位置、扫描参数、重建参数、图像编号等：
）评定结果：评定标准、评判结果、检测人、评定人、检测日期等。7.2检测记录及电子图像应妥善保存。4
A.1线型像质计测试方法
A.1.1线型像质计
附录A
（资料性附录）
DR检测灵敏度测试方法
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线型像质计由一组最小长度25mm的钢线组成，每组7根。线之间相互平行、依线径增大的顺序并列排放，各线轴之间的距离不小于线径的3倍且不小于5mm，见图A.1。像质计采用线号为1~7一组或者6~10一组，线号与钢线标称直径见表A.1，其要求应符合JB/T7902的要求。图A，1线型像质计示意图
标称直径
A.1.2测试方法
选择的扫描工艺及图像处理等条件要与实际检测试件的条件一致。将像质计放置于厚度为40mm、60mm，80mm、100mm试块上。至少有10mm钢线长连续清晰可见，该钢线就认为可识别。按A.1.3计算检测灵敏度，每一个试块厚度上的检查灵敏度都达到要求，则认为系统DR检测灵敏度符合要求。
A.1.3检测灵敏度的计算
按公式A1计算系统的DR检测灵敏度。R=(d/T)×100%
式中：
R-系统DR检测灵敏度的数值：www.bzxz.net
在各个厚度的试块上能够分辩的最小的丝的直径的数值，单位为毫米（mm）；(A.1)
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T—试块厚度的数值，单位为毫米（mm）。A.2阶梯孔型像质计
A.2.1阶梯孔型像质计
阶梯孔型像质计是由一系列阶梯构成的钢材料部件或组件，每个阶梯上有一个或多个直径与该阶梯厚度e相等的圆孔。其基本结构如图A.2所示。6
阶梯孔型像质计示意图
A.2.2测试方法
选择的扫描工艺及图像处理等条件要与实际检测试件的条件一致。将像质计放置于厚度为40mm，60mm、80mm、100mm试块上。若阶梯孔上有两个同径孔，两孔均可识别，该阶梯孔才可视为识别。按A.2.3计算检测灵敏度，每一个试块厚度上的检查灵敏度都达到要求，则认为系统DR检测灵敏度符合要求。
A.2.3检测灵敏度的计算
按公式A.2计算系统的DR检测灵敏度。R= (e/T) ×100%
式中：
R——系统DR检测灵敏度的数值：一在各个厚度的试块上可识别的最小的阶梯孔孔径的数值，单位为毫米（mm）：T——试块厚度的数值，单位为毫米（mm）。6
B.1线对测试卡法
B.1.1线对测试卡
附录B
（资料性附录）
空间分辨率测试方法
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线对测试卡是在低密度材料（通常为聚丙烯或其他透明塑料）制成的基体内部布置一系列由高密度材料一一钢片制成的线对组，每个线对组由四块规格尺寸相同的钢片平行排列构成。其基本结构如图B.1所示。
线对组
线对测试卡示意图
每个线对组中的钢片厚度T相邻片中心间距2T。可以根据实际情况加以选择，一般应包括0.125mm，0.25mm，0.5mm，1mm。钢片的长度为15mm~20mm，高度为10mm~15mm。基体直径中应使基体包含整个线对组系列，一般不大于40mm。基体厚度H不小于钢片高度。B.1.2测试方法
选择的扫描工艺、重建参数及图像处理等条件要与实际检测试件的条件一致。切片位置应选在测试卡的中部区域。根据线对测试卡的ICT图像按B.1.3计算空间分辨率。B.1.3空间分辨率的计算
按公式B.1计算系统的空间分辨率R。R=(1/2)×(1/Tm)
式中：
空间分辨率的数值，单位为线对每毫米（Ip/mm）：R
在ICT图像上能够分辨的最小线对组（在10%的调制度下分辨出的线对组)的钢片厚度的7
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数值，单位为毫米（mm）。
B.2圆孔型测试卡
B.2.1圆孔型测试卡
圆孔型测试卡是在钢的圆柱形基体上，加工一系列直径不同的圆形孔，孔成行状排列。其基本结构如图B.2所示。
圆孔型测试卡结构图
圆孔型测试卡的孔径为D，孔（或中心）间距为2D。孔径一般在0.1mm~2mm之间，孔的深度要大于10mm。孔的行间隔大于相邻行的最大孔径。圆孔型测试卡的直径可以根据具体情况设计。高度H一般为20mm左右。
B.2.2测试方法
选择的扫描工艺，重建参数及图像处理等条件要与实际检测试件的条件致。切片的位置应选在孔深的中部区域。根据圆孔型测试卡的ICT图像按B.2.3计算空间分辨率。B.2.3空间分辨率的计算
按公式B.2计算系统的空间分辨率R。R=(1/2)×(1/Dm)
式中：
一空间分辨率的数值，单位为线对每毫米（p/mm）；(B.2)
在ICT图像上能够分辨的最小孔径（指在10%的调制度下分辨出的孔）的数值，单位为毫米(mm）。
C.1密度差试件
C.1.1液体密度差试件
附录C
（资料性附录）
密度分辨率测试方法
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C.1.1.1液体密度差试件是在纯水的特定范围内加人可溶性介质（一般选用氯化钠），使用介质溶液和纯水存在一定的密度差。液体密度差试件的基本结构如图C.1所示。介质溶液
托架，
图C.1液体密度差试件
C.1.1.2容器（一般选用塑料）的直径可根据实际情况选择。C.1.1.3试管用玻璃或塑料制成，内径一般不小于25mm，高度不小于20mm。试管的数量根据设备具体情况选定
C.1.1.4托架可用塑料制作，加工相应数量的圆孔以固定试管，圆孔按一定的分布直径排列。C.1.1.5试管中的介质溶液密度按标号依次增加，具体要求见表C.1。表C.1
试管编号
每100mL水中加人介质质量
介质密度
密度对比度(C)
试管中的介质溶液密度
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