技術紹介

ディジタルＸ線画像処理システム（FCR）の溶接継手検査への適用
庄 司 廣 治 ＊＊HiroharuShouji

画像処理技術の急速な進歩により、ディジタル X 線画像処理装置が実用化された。その装置の実用例として、配管等の減肉調査に使用されている。日本規格では Digital Radiography（以下 DR という）が認められていないが、今回、DR を認めている海外規格を適用する輸出工事で、溶接部の X 線検査として初めて適用した。
溶接部の X 線検査にディジタル X 線画像処理装置を適用するには、適用規格の要求を満たしていることが必須条件である。規格要求の中での必須条件である透過度計識別度及び画像の濃度、客先要求である裏ビード高さの管理方法等の条件を満足していることを実証し、実機に適用したので紹介する。X 線検査にディジタル X 線画像処理装置を使用すれば、撮影時間の短縮、被ばく線量の低減、暗室での作業が不要等の作業環境の改善ができ、現像液，定着液等の廃液やフィルム等の廃棄物の大幅な削減が可能である。
キーワード： X 線検査、ディジタル画像処理、イメージングプレート、透過度計識別度、画像の濃度、板厚測定

電気信号に変換し、その後ディジタル処理を行な
１．はじめにって画像を得るディジタル透視法、放射線像をフ

近年の画像処理技術の急速な進歩によりディジィルムに撮影した後、そのフィルム画像を画像読タル画像処理装置が実用化されるようになった。

取り器（ディジタイザ）を用いて電気信号に変換

今回紹介するディジタル X 線画像処理装置 FCRし、ディジタル処理を行い画像を得るフィルムデ（Fuji Computed Radiography）は、DR の一種で、ィジタイジング方式がある。（注 1）

輝尽性蛍光体に放射線像を補捉した後、画像読取

DR は様々な分野で普及しつつあり、工業界に装置で輝尽発光を電気信号に変換、ディジタル処おいては、配管等の腐食調査に FCR が使用されて理を行なって画像をモニターに表示させる方式でいるものの、国内では溶接部の検査に使用した事ある。この方式は Computed Radiography（以下 CR

例はなく、規格要求に適合していることの実証をという）に分類される。DR には、これ以外にも、行なった後、約 18,000 継手の溶接部検査に適用し放射線像を検出器（主に半導体検出器）においてたので紹介する。

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西日本事業部

相生事業所

検査技術グループ課長―74―

２．CR 方式の概要

３．FCRと従来の X 線フィルムの比較と FCR の特徴

システムの構成を図 1 に示す。システムのうち（1）FCR と X 線フィルムの比較

X 線像を得るための撮影は従来とほぼ同じで、X

表 1 FCR と X 線フィルムの比較

線フィルムの代わりに輝尽性蛍光体を塗布したイ

作業項目

メージングプレート（以下 IP という）を用い、こカセット、遮光袋等 X線発生装置によるXにフィルムを入れX 線の照射はフィルム線装置にてX線を照 と同じ。
撮影作業
フィルムの代わりに射する。
イメージングプレー
トを使用。
暗室環境で現像機等 通常環境で専用のIP読取り装置による光現像作業 による化学処理
学的処理

れに X 線透過像を潜像として記憶させる。IP に記憶された潜像は、画像読取装置の中で電気信号に変換される。画像の読み取りは、IP にレーザー光を走査することにより、IP が受けた放射線量に比例した発光が得られる。この光を集光し光電変換

工業用X線フィルム

FCR

高輝度シャーカステ CRTによる判定作業。
ン等を使用してフィ ディジタルであるた判定作業
ルムを直接判定する め見やすく画像処理が可能。

素子で電気信号に変換後、AD 変換する。その後、適度な画像処理を加えモニター上に表示する。又透過フィルムにも出力できる。

保管とデータ活用

フィルムを現物保管 DVD−RAMへの画像の記録。画像はデータ化されており他への活用可能。

（2）FCR の利点と欠点
表 2 FCR の利点と欠点
項目

内容① ダイナミックレンジが広いこと、画像処理条件の調整により、板厚が大きく異なる対象物
でも、良好な画像が1回の撮影で得られる。
② 読み取り精度 0.1 mm、表示精度 0.1 mmの、高解像度で画像を評価・判定することができる。又、2倍表示で傷像が見易い。
利①：X-線管 （φ70mm）②：イメージングプレート（I.P）③：I.Pカセット④：画像読取装置（AC-5）⑤：パーソナルコンピューター⑥：高分解能モニター（CRT）⑦：画像保存装置（DVD）③ QL値（フィルムの濃度に相当する値）から任意部の厚さを測定することが可能。又、ある断面の板厚変化を表示させることができる。
④ IPの感度が高いことにより、従来のフィルム撮影に比べ、約半分の露出時間で良好な画像が得られる。

点 ⑤ IPは繰返し1000回以上使用可能。
⑥ 暗室が不要で作業環境が改善できる。

図1⑦ ドライシステムであるため、現像液，定着液，洗浄水等の廃液が出ない。又、フィルム等の廃棄物も出ない。
⑧ パソコンでのデータ活用や、データ保存後の検索が容易である。
欠 ① 画像処理により画像の解像度が向上する反面、点擬似指示が現れやすい。

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ればならない。このために、厚さを 0.5 mm 毎に４．実工事への対応と工事の実績変えたステップウエッジを、X 線撮影し FCR で（1）透過度計識別度（画像の解像度）画像として取り込み、写しこまれたステップウ

一般的な工事の溶接部検査で要求される透過エッジの段差の QL 値により、測定システムを度計識別度は、母材厚さの 3 〜 4 ％の径の線が校正した。QL 値を測定するための円形のカー識別できればよいが、今回の工事での透過度計ソルは、直径が 4 mm あり、カーソル内で厚さ識別度は、母材厚さの 2 ％の径の線が識別できが変化していると、FCR での測定値の方が過小なければならなかった。この要求を満足するた評価となる傾向があった。実機では裏ビード高めの画像処理条件の確立、並びに使用機材の選さの管理値を下げ対応した。
図 3 に QL 値と実厚さの関係を、図 4 に裏ビー定を行なった。最終的には、X 線装置の焦点サイズが小さなもの（一般的にミニフォーカスとド高さの測定例を示す。

言われている装置）と FCR の組み合わせで、客先要求の透過度計識別度を満足させることができた。通常の X 線装置を使用する場合には、X線束を細く絞った精密撮影を行うことで客先要求の透過度計識別度を満足させることができ、実工事においてはこの方法も併用した。
解像度が向上した反面、微小な凹み状の像が輪郭強調され、画像上で見つけやすくなり、この像の判定に相違が生じた。微小傷を設けた限度見本の画像サンプルにより判定者間の判定レベルを統一し工事に対応した。
図 2 に FCR 画像の代表例を示す。
（2）裏ビード高さの測定
FCR では、画像の任意点の QL 値（フィルムの濃度に相当する値）を測定し、QL 値から厚図3さへの換算が可能である。測定するためには基準厚さにより測定システムの校正を行なわなけ

図2

図4―76―

（3）ディジタル画像の濃度

実工事での FCR の消化能力を下記に示す。

FCR の画像の濃度は、従来のフィルムにおけ検査対象物：4B × 6.0 t の配管る光学的な濃度として表示はできないものの、18,000 継手光学的な濃度に変わるものとして QL 値で表示

検査期間： 10 ケ月できる。運用に当たっては、FCR 画像上で、規総撮影枚数： 10 万枚格で要求される透過度計識別度が得られる QL

1 日あたりの平均撮影枚数： 400 枚値の最低値と最高値を濃度範囲とすることで対1 日あたりの最大撮影枚数： 700 枚応した。

①1 枚の画像又はフィルムを、撮影・現像・判（4）フィルム法との消化能力比較定するのに必要な時間は、FCR で 7.5 分、フFCR とフィルム法との消化能力の比較結果をィルム法で 9.3 分で、所要時間の削減率は約

表 3 に示す。

20 ％であった。
②計画では 1 日当たり 700 枚であったが、平均

表 3 FCR とフィルム法との消化能力の比較結果

項目

エージング

フィルム

FCR

削減率

0.1分

0.1分

0%

1.5分

1.5分

0%

撮影枚数では計画値を下回ったが最大処理枚数は計画どおりであった。
6．おわりに撮 装置・マークフィルム配置
影
フィルム又はI.Pの配置時
間 照射時間

1.5分

1.5分

0%

1.5分

0.7分

53%

撮影時間の合計

4.6分

3.8分

17%

幅な削減等の FCR の特徴を生かし、実機に適用、画像の読み取り又はフィルムの現像

1.0分

1.0分

0%

無事工事を完了させることができた。さらに、工

0.7分

0.7分

0%

0.5分

−100%

現像時間の合計

2.2分

1.7分

23%

判定

1.0分

1.0分

0

ビード高さの測定／濃度測定

1.5分

1.0分

33%

判定時間の合計

2.5分

2.0分

20%

1枚当たりの撮影･現像･判定の合計

9.3分

7.5分

19%

現
像 I.P又はフィルムの詰替え
時 判定前の画像又はフ間 ィルムの整理

透過度計識別度並びに画像の濃度範囲が規格要求を満足していること，裏ビード高さが測定できること、検査時間の短縮（約 20 ％）、消耗材の大事の適用規格が DR の使用を認めた海外規格であったことが、実機適用への最大のポイントでもあった。国内規格では DR の使用を認めた規格はな
く、国内向け工事では自主検査や調査に適用でき判定るのみであることが非常に残念である。今後は、国内工事において、ＩＨＩと協力し自主検査で活用すべく基準を確立していく予定である。
最後に、FCR を工事に適用するに当たり、ＩＨＩ関連部署の多大なご尽力が得られたことを深く感謝いたします。

1日あたりの最大撮影枚数を700枚として算出した。

注 1）引用図書

FCRの方が優れていた項目

会

社団法人

日本非破壊検査協

NDIS 1403「デジタルラジオグラヒィーシステムによる放射線透過試験」―77―

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