序 言
無(wú)損檢測(cè)已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字時(shí)代。就用于焊接結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)的數(shù)字射線技術(shù)而言，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，技術(shù)與設(shè)備多番更替換代，最后確立了DR與CR兩種檢測(cè)方法的主體地位。迄今為止，數(shù)字射線技術(shù)有關(guān)理論體系已經(jīng)基本完備，硬件系統(tǒng)的性能已經(jīng)達(dá)到很高水平，同時(shí)價(jià)格逐步降低，應(yīng)用技術(shù)與工藝也在不斷發(fā)展，無(wú)論是檢測(cè)可靠性或靈敏度方面，還是檢測(cè)成本和效率方面，都已達(dá)到或超過(guò)傳統(tǒng)膠片射線照相技術(shù)水平。
推廣數(shù)字射線技術(shù)的意義不僅于此，在當(dāng)今注重節(jié)能環(huán)保的時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)和信息爆炸時(shí)代，大數(shù)據(jù)應(yīng)用和智能化時(shí)代，基于模擬信號(hào)技術(shù)的膠片照相技術(shù)已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)，其地位和重要性下降已成定局，數(shù)字射線技術(shù)取而代之，并大顯身手的場(chǎng)合已屢見不鮮。對(duì)職業(yè)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，抓緊學(xué)習(xí)和掌握先進(jìn)的數(shù)字射線技術(shù)，不僅是勝任眼前工作的必備技藝，更是今后數(shù)年乃至數(shù)十年開拓事業(yè)和發(fā)展之資本。
與理論研究和儀器設(shè)備研究相比，國(guó)內(nèi)的數(shù)字射線檢測(cè)應(yīng)用研究顯得落后。以DR技術(shù)為例，現(xiàn)狀是：缺少正確的理論指導(dǎo)，工藝研究得不深不透，標(biāo)準(zhǔn)也不盡如人意，技術(shù)應(yīng)用的多個(gè)環(huán)節(jié)存在錯(cuò)誤，并且發(fā)生范圍是全行業(yè)甚至全國(guó)性的，不能不令人焦慮和惋惜！
以DR技術(shù)應(yīng)用為例，一些謬誤可列舉如下：
在DR檢測(cè)的管電壓選擇上按照膠片射線檢測(cè)的規(guī)則“盡量選擇較低管電壓”，殊不知這樣做的后果是速度慢，效率低，圖像質(zhì)量差；
使用大焦點(diǎn)X射線機(jī)對(duì)結(jié)構(gòu)焊縫實(shí)施靜態(tài)檢測(cè)時(shí)采用“最佳放大”透照工藝，導(dǎo)致小缺陷的清晰度變差，對(duì)比度減小，裂紋檢出率降低，一次透照長(zhǎng)度減小，出現(xiàn)搭接不良幾率增大；
把膠片技術(shù)的一次透照長(zhǎng)度計(jì)算方法和公式用于DR焊縫檢測(cè)，由于DDA是剛性的不可彎曲，且DDA與工件要保持一定距離，所以計(jì)算公式根本不適用，導(dǎo)致搭接不良，缺陷漏檢；
用膠片技術(shù)的曝光曲線制作方法制作DR曝光曲線，忽視兩者之間曝光參數(shù)的差異，以及底片黑度和圖像灰度的差異，導(dǎo)致制作的曲線不正確，應(yīng)用也存在錯(cuò)誤；
很多重要的理論知識(shí)沒(méi)有掌握，例如信噪比理論、數(shù)字射線的小缺陷檢出理論等；很多概念沒(méi)有搞清，例如對(duì)比度噪聲比概念、CR和DR的最大可達(dá)信噪比概念等；很多參數(shù)定義含混，例如曝光量參數(shù)定義，探測(cè)器線性與動(dòng)態(tài)范圍定義等；很多因果關(guān)系不知，例如曝光量與灰度關(guān)系，灰度與信噪比關(guān)系，像素尺寸與信噪比關(guān)系，管電壓與對(duì)比度噪聲比關(guān)系，X射線機(jī)輻射場(chǎng)和K值與DR的一次透照長(zhǎng)度的關(guān)系，等等。
如何改變數(shù)字射線檢測(cè)應(yīng)用落后的狀況？我們的看法是：需要一本理論正確，技術(shù)先進(jìn)，能看懂，能解決實(shí)際問(wèn)題的好技術(shù)參考書或教科書。
從紛繁復(fù)雜的文獻(xiàn)中提煉出能夠指導(dǎo)工程應(yīng)用的正確理論，在試驗(yàn)和實(shí)踐的基礎(chǔ)上確定工程檢測(cè)必須遵守的工藝規(guī)則以及技術(shù)參數(shù)優(yōu)化的選擇依據(jù)，形成合理完善的檢測(cè)工藝體系，進(jìn)而制訂出正確的、先進(jìn)、科學(xué)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是當(dāng)前急需。在完善工藝體系與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，造就出一大批掌握正確理論知識(shí)和熟練操作技能的檢測(cè)人員，才能使中國(guó)的數(shù)字射線技術(shù)應(yīng)用趕上，甚至超越國(guó)際先進(jìn)水平。
遵循上述思路和理念開始本書的編寫，從最初立下決心，收集資料，組織開展系列試驗(yàn)算起，到最后封筆，歷時(shí)10年。與其他數(shù)字射線技術(shù)書相比，本書有以下特點(diǎn)：
1、建立了數(shù)字射線技術(shù)的創(chuàng)新型理論學(xué)習(xí)體系。
在研究國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)和教材的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了以對(duì)比度噪聲比、信噪比、小缺陷檢出靈敏度公式為核心的數(shù)字射線應(yīng)用技術(shù)的理論學(xué)習(xí)體系，把各種影響因素分清理順，不僅有利于閱讀者系統(tǒng)地學(xué)習(xí)、理解、掌握復(fù)雜深?yuàn)W的知識(shí)，而且有利于實(shí)踐者在工程實(shí)踐中舉一反三，高屋建瓴地應(yīng)用。
2、在研究和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上給出了技術(shù)應(yīng)用需要解決的一系列問(wèn)題的答案
以理論研究分析和試驗(yàn)為支撐，針對(duì)當(dāng)前數(shù)字射線應(yīng)用技術(shù)和工藝中的出現(xiàn)的錯(cuò)誤做法，模糊概念，缺位項(xiàng)目，逐一解決，給出答案。在技術(shù)與工藝方面多有原創(chuàng)性成果，例如：
（1）對(duì)DR技術(shù)的管電壓選擇，提出：“在保證對(duì)比度噪聲比不降低的前提下，傾向使用較高管電壓”的新理念，給出了試驗(yàn)數(shù)據(jù)佐證，并從理論上作出令人信服的解釋。
（2）結(jié)合理論分析和試驗(yàn)，指出：“最佳放大倍數(shù)”概念不適用于結(jié)構(gòu)焊縫的靜態(tài)檢測(cè)。采用幾何放大透照布置將導(dǎo)致小缺陷不清晰度增大，對(duì)比度降低，一次透照長(zhǎng)度減小，搭接長(zhǎng)度增大等一系列不利后果。
（3）提出了把滿足互易定律作為曝光量參數(shù)判據(jù)的觀點(diǎn)，把幀積分列為DR的曝光量參數(shù)之一。梳理了各曝光量參數(shù)的功能，厘清了曝光量參數(shù)與灰度、信噪比的關(guān)系。
（4）針對(duì)至今尚未解決DR焊縫檢測(cè)一次透照長(zhǎng)度計(jì)算的現(xiàn)狀，提出一種 “倒推法”的新規(guī)則用來(lái)確定DR一次透照長(zhǎng)度L3，并給出了各種透照布置的L3計(jì)算公式和方法。
（5）針對(duì)美國(guó)、歐洲文獻(xiàn)對(duì)DR曝光曲線的不確定看法，以及國(guó)內(nèi)的CR和DR曝光曲線制作的混亂局面，通過(guò)理論分析結(jié)合試驗(yàn)找到了制作曝光曲線的依據(jù)，以及DR和CR的曝光曲線制作方法。提出用“曝光量-灰度線性測(cè)量”代替“劑量-灰度線性測(cè)量”，簡(jiǎn)化了試驗(yàn)；推導(dǎo)出“曝光量/灰度轉(zhuǎn)換計(jì)算公式”，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)處理過(guò)程。
3、注重針對(duì)性、實(shí)用性、可讀性和易學(xué)性。
撰寫本書的目的是提高中國(guó)的數(shù)字射線技術(shù)應(yīng)用水平，預(yù)設(shè)本書的讀者是以無(wú)損檢測(cè)為職業(yè)的工程技術(shù)人員，而工程技術(shù)人員最需要是能夠解決實(shí)際問(wèn)題的知識(shí)，因此本書編寫時(shí)在內(nèi)容的取舍上特別注重針對(duì)性和實(shí)用性，對(duì)實(shí)際工作有用的知識(shí)詳加介紹，而純理論研究的觀點(diǎn)內(nèi)容的引用適可而止；另外在撰寫過(guò)程中還特別注意了文字可讀性和內(nèi)容易學(xué)性，相信讀者在閱讀過(guò)程中能夠感受到這一點(diǎn)。
考慮到當(dāng)前國(guó)內(nèi)工業(yè)數(shù)字射線檢測(cè)理論研究資料比較缺乏的現(xiàn)狀，我們把一些與應(yīng)用不直接關(guān)聯(lián)的偏理論的文獻(xiàn)資料編輯后用楷體字印刷，作為選學(xué)內(nèi)容，這樣既不影響本書的針對(duì)性和實(shí)用性，也不會(huì)干擾從事工程應(yīng)用的人員對(duì)必學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，又能滿足那些對(duì)理論有興趣，想深度鉆研的人的欲望，應(yīng)該說(shuō)達(dá)到雙贏的結(jié)果。
本書可供從事射線檢測(cè)工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和工作中參考使用，同時(shí)也非常適合用作無(wú)損檢測(cè)人員等級(jí)資格考核用作培訓(xùn)教材，以及高校無(wú)損檢測(cè)研究生、本科或?qū)？齐A段教材，對(duì)從事數(shù)字射線理論研究的人員也頗具參考價(jià)值。
承擔(dān)本書編寫的人員為：強(qiáng)天鵬、孫忠誠(chéng)、陳樂(lè)，強(qiáng)天鵬擔(dān)任主編并負(fù)責(zé)全書統(tǒng)稿。熊麗華、劉軼歡參與了編寫過(guò)程中部分內(nèi)容的討論，熊麗華、陳樂(lè)、盛佩軍、黃慶華，李亞軍等人分別承擔(dān)了書中的大部分試驗(yàn)。
雖然本教材編寫歷時(shí)很長(zhǎng)，編者費(fèi)盡心力，但還是感到不夠完美。對(duì)于教材中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，歡迎批評(píng)指出，我們將及時(shí)修改更正。
《數(shù)字射線（DR+CR）檢測(cè)技術(shù)》編寫組
2021年1月28日
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