DR與傳統(tǒng)膠片技術在核電檢測中的能效大比拼

能效大比拼試驗采用的LeadingSight型數(shù)字射線成像系統(tǒng)由放射源、平板探測器、電源、計算機及軟件等組成。具體型號為LS755，傳感器采用TFT/PD(薄膜晶體管)，閃爍體材料采用CsI(碘化銫)，像素尺寸120μm，有效成像區(qū)域237mm×314mm，最大像素矩陣4096×3072，極限空間分辨率>6.49p/mm，尺寸（長×寬×高）為333mm×268mm×15mm，質量<2.5kg，能量范圍15~250kV。1.人員投入對比DR檢測技術可在現(xiàn)場透照后直接成像，省去了膠片檢測技術的暗室處理環(huán)節(jié)，有資質的班組成員可現(xiàn)場對檢測圖像進行評定并出具評定結果。膠片法射線檢測流程由現(xiàn)場操作、暗室處理、結果評定等組成。實際作業(yè)中，通常會有3~4個班組同時作業(yè)的情況，對于膠片檢測班組，隨著膠片量的增加，暗室人員需要相應增加至2人；而DR班組則需要投入多臺檢測設備，無需增加班組人員。多班組同時作業(yè)情況下，DR技術的人員投入優(yōu)勢會下降，下表給出了單個班組和3個班組作業(yè)情況下的人員投入對比?？梢姡诎嘟M較少時DR檢測的優(yōu)勢明顯。表1DR與膠片不同班組人數(shù)投入對比2.現(xiàn)場檢測效率對比以某核電廠大修時的核二、三級部件焊縫射線檢測為例，從最少透照次數(shù)、單道焊縫檢測耗時、大修整體工期估算三方面對DR檢測技術和膠片檢測技術進行對比，結果如下表所示。表2某核電廠大修時核二、三級部件焊縫DR和膠片技術參數(shù)對比（源強80Ci）

對上述對比結果進行分析得到以下結論：(1)中心透照焊縫共23道，占比約為20%。采用DR檢測中心透照焊縫曝光次數(shù)增加，以Φ812.8mm×46mm環(huán)焊縫為例，曝光次數(shù)由膠片技術的1次增加至15次，增加了作業(yè)人員勞動強度，降低了現(xiàn)場工作效率，從效率上考慮，不建議使用DR技術進行檢測；部分焊縫現(xiàn)場情況復雜，存在高空或狹窄區(qū)域，不適合DR設備的連接和布置(約占總量的10%)，便于采用DR進行檢測的焊縫占比約為70%。(2)在現(xiàn)場實施環(huán)節(jié)，DR技術平板探測器的布置時間長于膠片的布置時間，并且DR技術透照次數(shù)要多于膠片技術，總體上DR技術的耗時要比膠片檢測耗時長。但是DR技術無暗室處理環(huán)節(jié)，可以節(jié)省暗室處理所需時間。對于單道焊縫，DR技術檢測效率優(yōu)于膠片技術的，可節(jié)省約50%的時間。(3)現(xiàn)場實施按每天8小時的時間窗口計算，正常有效檢測時間折算為5小時。使用膠片技術，單個班組需要31天可以完成全部焊縫檢查；若3個班組同時作業(yè)，考慮到3個班組不能同時滿時間窗口工作，實際需要14~15天完成。使用DR檢測，單個班組需要36天可以完成焊縫檢查，3個DR班組同時作業(yè)，則需要18天左右完成。使用膠片檢測，可以在白天進行底片的沖洗，不會影響現(xiàn)場工期進度?？傮w工期方面，DR技術與膠片技術相比沒有優(yōu)勢，甚至在總體用時上還不如膠片技術。3.

設備及耗材成本對比DR系統(tǒng)價格約為50萬元，主要包括平板探測器、計算機、軟件、雙絲像質計等。使用DR設備的一次性投入較大，而平板探測器和電源都是可重復利用設備，重復利用率高，但同時平板探測器又是高性能易損品，每次的維修成本高，維修費用在10~20萬元，容易受現(xiàn)場人員和環(huán)境的影響。膠片技術硬件成本主要包括暗室(恒溫洗片桶、烘干機、空調、抽濕器、紅光燈及水電等)，總價格為10~30萬元；評片室(觀片燈，密度計，空調、抽濕器、底片存儲柜等)，總價格為5~10萬元；膠片和藥液：選用KODAKM100膠片（430mm×350mm）1盒（100張），價格約為7000元，藥液一套價格約為500元。DR技術檢測一次投入大，但是平板探測器重復利用率高，估計能重復使用10000次左右，則每次透照成本約40元。膠片(雙片，430mm×118mm)每次透照成本約40元。從單次大修使用成本上看，DR技術要高于膠片技術。當大修次數(shù)達到3次時，DR技術成本與膠片技術基本相近。超過此工作量后，DR技術成本將低于膠片技術。但DR技術平板探測器易發(fā)生機械損傷，維修成本高，可采用增加保護護套等方式來降低損傷水平。4.儲存成本對比膠片和藥液的存儲條件比較嚴格，要求溫度不高于21℃，濕度在30%~50%。需要建設專用的耗材存放室。同時，透照完成的底片評定出具報告后，還要對底片進行保存管理，作為質量的評定依據(jù)，一般保存時長為整個機組運行周期。在此期間，會積累越來越多的底片，且需要集中存儲在專門的檔案室，管理困難，另外底片難以備份，如若發(fā)生火災等大型災害，將產(chǎn)生不可挽救的后果。DR檢測技術得到的是數(shù)字化圖像，直接存儲在計算機中，降底了存儲成本；使用軟件進行分類打包管理，方便索引查閱，可以實現(xiàn)遠程共享傳輸；且可通過大數(shù)據(jù)共享平臺，以方便綜合評定；同時圖像備份簡單，便于工程質量監(jiān)督管理。結論(1)單個DR檢測班組相較于膠片法可以節(jié)約1~2個人員配置；多個班組同時作業(yè)時，人員優(yōu)勢會有所減弱。(2)DR技術的現(xiàn)場應用性和可達性弱于膠片技術，在某些焊縫結構復雜和空間受限的情況下，平板探測器無法實施透照，需要膠片進行補充透照，從現(xiàn)場二、三級焊縫統(tǒng)計結果來看，不可達率在15%以上。(3)對于中心透照焊縫，DR檢測的透照次數(shù)多于膠片技術，檢測效率較低。從現(xiàn)場核二、三級焊縫統(tǒng)計結果來看，中心透照焊縫大約占20%左右，從效率上考慮，目前不建議采用手動DR單張透照技術。(4)除了雙壁雙影檢查的焊縫，由于平板探測器的不可彎曲性，基于標準對幾何不清晰度、信噪比和缺陷分辨率的要求，DR技術的一次透照時長要明顯小于膠片的，所以對同一個焊縫進行射線檢測，使用DR檢測會比膠片透照的次數(shù)更多，具體的透照次數(shù)取決于焊縫的管徑和壁厚。(5)單個班組作業(yè)，DR檢測在效率方面具有一定優(yōu)勢。但從核電大修整體工期的角度來看，DR檢測的效率低于膠片技術的，所以大修中全面使用DR技術的時機還不成熟。(6)DR技術的時效性強，由于沒有暗室裝片