[发明专利]一种模型未知的燃气轮机高温叶片数字射线检测分区方法

说明书

本发明公开了一种模型未知的燃气轮机高温叶片数字射线检测分区方法，根据平板探测器响应情况随管电流的变化确定平板探测器的线性响应灰度范围，以叶片型面在平板探测器上的投影面积最大为基准，通过建立叶片型面在平板探测器上的投影面积与转台转动角度的关系，确定叶片的最优透照方向；以灰度值在平板探测器线性响应灰度范围中心2/3区域内的透照灰度图像作为合格图像确定叶片透照分区，对整个叶片型面进行分区。本发明在实际操作中简单易行，相较于传统的基于人工经验通过试验粗略确定分区方案的方法，获得的分区方案有理可依，有望获取更高质量的透照灰度图像。

技术领域

本发明属于工业射线无损检测技术领域，具体涉及一种模型未知的燃气轮机高温叶片数字射线检测分区方法。

背景技术

燃气轮机是继蒸汽轮机和内燃机后出现的新一代的旋转动力式机械。燃气轮机通过高温高压高速的气体工作介质带动叶轮旋转进行做功，被广泛应用于航海、发电等各个领域。燃气轮机高温叶片(以下简称“叶片”)通常由镍基高温合金采用精密铸造的方法制成，是燃气轮机的主要核心部件之一，其机械性能对整个燃气轮机机组的安全运行有着重要影响。叶片的工作环境恶劣，不仅承受着各种复杂的应力作用，同时还承受着高温高压介质的腐蚀作用。故叶片在制造和服役过程中，表面和内部都有可能出现各种形式的缺陷，从而影响整个燃气轮机机组的安全运行。因此对叶片的缺陷检测具有十分重要的意义和广阔的应用前景。

常用的无损检测方法有超声检测、涡流检测、磁粉检测、工业CT(ComputedTomography)检测、数字射线DR(Digital Radiography)检测技术等。由于叶片属于复杂自由曲面类零件，超声波探头很难很好地贴合在叶片表面，故具有较强穿透能力的传统接触式超声检测不适用于叶片的缺陷检测。涡流检测和磁粉检测只能检测物体表面和近表面缺陷，故也不适用于叶片的缺陷检测。工业CT技术虽然能够清晰直观准确地获取叶片内部缺陷的三维信息，但是检测成本过高，一支叶片的检测成本往往高达十几万。DR检测技术利用数字射线对叶片进行透照，由平板探测器采集穿透叶片后的射线，再将射线的辐射强度转化为电信号并传送至计算机生成透照灰度图像。通过分析透照灰度图像，实现对叶片的缺陷检测。由于平板探测器成像区域的尺寸小于叶片尺寸且叶片厚度分布不均，故需要对叶片的不同部位采用不同的透照参数进行分区透照。由于燃气轮机高温叶片尚未实现国产化，往往无法直接获得叶片的设计模型，进而将其作为对叶片分区的重要参考。传统的分区方法是基于人工经验通过多次试验的方法确定一组可行的分区方案，随意性较大，未能实现叶片分区的最优化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种模型未知的燃气轮机高温叶片数字射线检测分区方法，实现叶片分区的最优化。

本发明采用以下技术方案：

一种模型未知的燃气轮机高温叶片数字射线检测分区方法，首先根据平板探测器响应情况随管电流的变化确定平板探测器的线性响应灰度范围，以叶片型面在平板探测器上的投影面积最大为基准，通过建立叶片型面在平板探测器上的投影面积与转台转动角度的关系，确定叶片的最优透照方向；以灰度值在平板探测器线性响应灰度范围中心2/3区域内的透照灰度图像作为合格图像确定叶片透照分区，对整个叶片型面进行分区。

具体的，平板探测器的线性响应灰度范围确定包括以下步骤：

S101、设置焦距和曝光时间为定值；

S102、改变管电压，以某一步距，从X射线管的最低值逐渐增大至最高值，对平板探测器进行透照；

S103、在各个管电压下分别以X射线管的最低管电流和最高管电流进行透照，获得各个管电压下平板探测器响应灰度值的变化范围；

S104、确定平板探测器响应灰度值变化范围最大时的管电压并作为实验管电压；