ASTM E2698-26
Стандартная практика радиографического обследования с использованием цифровых детекторных массивов

Стандартный №

ASTM E2698-26

Дата публикации

2026

Разместил

American Society for Testing and Materials (ASTM)

Последняя версия

ASTM E2698-26

сфера применения

Основные принципы и технологическая эволюция стандарта ASTM E2698-26

Стандарт ASTM E2698-26, «Стандартная практика рентгенографического контроля с использованием цифровых детекторных матриц», представляет собой важную веху в трансформации промышленной технологии рентгенографического контроля от традиционной пленочной к цифровой. Первоначально опубликованный в 2010 году и пересмотренный в 2018 году, последняя версия, датированная 2026 годом, отражает быстрое развитие и зрелое применение технологии цифровых детекторных матриц (DDA). Стандарт поддерживается Подкомитетом E07.01 по радиографическим (рентгеновским и гамма-излучением) методам Комитета по неразрушающему контролю ASTM E07, что обеспечивает профессионализм и актуальность его технического содержания.

Разработка этого стандарта обусловлена ограничениями традиционного пленочного радиографического контроля с точки зрения эффективности, стоимости и экологичности.

С развитием цифровых технологий визуализации, таких как плоскопанельные детекторы из аморфного кремния, детекторы на основе матриц CMOS и детекторы CCD, отрасли срочно необходимы унифицированные технические спецификации для регулирования применения цифровой радиографии (ЦДР) при контроле критически важных компонентов. Этот стандарт особо подчеркивает его синергетическое использование с поддерживающими стандартами E2597/E2597M (Производственные характеристики ЦДР) и E2737 (Оценка производительности ЦДР), формируя полную систему стандартов контроля с помощью цифровой радиографии.

---

Область применения стандарта и ключевые определения технологий

Согласно пункту 1.1 стандарта, E2698-26 применяется к минимальным требованиям к рентгенографическому контролю металлических и неметаллических материалов с использованием цифровых детекторных матриц. В стандарте прямо указано, что его требования основаны на использовании источников рентгеновского излучения, и некоторые испытания и требования могут быть неприменимы к рентгеновским приложениям с уровнями энергии более 450 кВ.

Это ограничение отражает различия в характеристиках производительности DDA в разных диапазонах энергии.

Стандарт определяет несколько ключевых технических терминов, которые имеют решающее значение для понимания обнаружения DDA:

Терминология	Определение	Техническое значение
Кластерный пиксель ядра (CKP)	Плохой пиксель, как определено в E2597/E2597M, который не имеет пяти или более хороших соседей-пикселей и, следовательно, не может быть исправлен	Критический тип дефектного пикселя, который влияет на качество изображения и требует специальной обработки
Принцип компенсации	Позволяет обнаруживать сценарий, в котором общая размытость изображения не соответствует требуемому значение, но качество изображения превышает требуемое значение как минимум на один уровень качества	Обеспечивает техническую гибкость в конкретных условиях
Эффективный размер пикселя	Равно изображению iSRb, где SRb — базовое пространственное разрешение	Ключевой параметр, определяющий разрешение деталей изображения
Душевное изображение	Остаточное изображение от предыдущей экспозиции в текущем изображении, которое может быть отрицательным или положительным	Артефакты, влияющие на интерпретацию изображения

Стандарт специально подчеркивает, что его требования предназначены для контроля качества рентгенографических исследований, проводимых с использованием DDA, а не для установления критериев приемки деталей или материалов. Это различие уточняет технический характер руководства стандарта; Фактические критерии приемки должны быть разработаны отдельно с учетом конкретных областей применения.

---

Требования к оборудованию системы DDA и проверка ее характеристик

В главе 7 стандарта подробно описаны требования к оборудованию для систем контроля DDA, охватывающие всю техническую цепочку от источника излучения до отображения изображения.

Выбор системы DDA должен основываться на понимании технологии, описанной в руководстве E2736, и выбранных характеристик DDA, предоставляемых производителем в соответствии с E2597/E2597M.

7.2 Функциональные требования к программному обеспечению

Система DDA должна быть оснащена вычислительным оборудованием и программным обеспечением для получения, отображения и хранения/извлечения изображений.

Функциональные требования к программному обеспечению включают:

• Покадровое получение и интеграция: Возможность получать изображения покадрово с DDA и выполнять интеграцию или усреднение кадров
• Коррекция изображения: Выполнение коррекции изображения для исправления неоднородностей детектора, а также идентификации и исправления дефектных пикселей (т.е. карт дефектных пикселей)
• Функции отображения: Требуются как минимум инструменты для профилирования линий, выбора области интереса, отображения позитивных и негативных изображений, линеаризованных значений пикселей, цифрового увеличения изображения, панорамирования изображения, регулировки ширины и уровня окна, а также измерения размера.
• Формат изображения: Сжатие с потерями не допускается для изображений, используемых в окончательной обработке продукта; Формат TIFF рекомендуется для систем, несовместимых с DICONDE.

7.5 Требования к монитору отображения изображений

Монитор отображения изображений, используемый для интерпретации, должен соответствовать минимальным требованиям, а основные технические характеристики включают:

Параметры	Требуемые значения	Методы тестирования
Минимальная яркость	≥250 кд/м² (измерено при максимальном DDL)	Тестируется ежемесячно
Минимальное соотношение контрастности	≥250:1 (от максимальной до минимальной яркости DDL) соотношение)	Проверяется ежемесячно
Возможность отображения в оттенках серого	≥256 уникальных уровней серого	Проверяется во время проверки системы
Разрешение с низким контрастом	Способность различать горизонтальные и вертикальные паттерны с модуляцией 1%	Ежедневная оценка

Контроль окружающего освещения требует, чтобы уровень фоновой освещенности рабочего места переводчика не превышал 30 люкс. Это требование гарантирует, что переводчики могут работать в оптимальных условиях видимости, снижая риск ошибочных суждений.

---

Система оценки качества изображения и техническая реализация

Глава 10 стандарта подробно описывает процесс проверки, причем оценка качества изображения является основным содержанием. Блок-схема, показанная на рисунке 1, систематически иллюстрирует шаги по настройке геометрических условий, общего размытия изображения и качества изображения.

10.15.1 Установление качества изображения и геометрического увеличения

Требования к качеству изображения (например, 2-1T) и тип IQI должны быть определены главным инженером (CEO) на основе требований к контролю. Требования к геометрическому увеличению должны обеспечивать достаточную эффективную плотность пикселей с учетом обнаруживаемости и измеримости дефектов.

Плотность пикселей должна основываться на детекторе iSRb.

Если не указано минимальное требование к плотности пикселей, рекомендуемая минимальная плотность пикселей для большинства приложений — это матрица 3×3 пикселя, которая может вместить требуемую апертуру IQI (Рисунок 2).

Для матрицы 3×3 пикселя минимальное геометрическое увеличение (Vmin) можно установить по следующей формуле: Vmin = 4,25 × детектор iSRb / d, где d — диаметр апертуры. Эта формула обеспечивает достаточную частоту дискретизации для надежного обнаружения индикации IQI.

10.15.2 Требования к общей нерезкости изображения

Общая нерезкость изображения (UIm) — ключевой параметр для оценки резкости изображения.

В таблице 2 стандарта указаны максимально допустимые значения в зависимости от толщины материала:

Толщина материала изделия	Максимально допустимая общая нерезкость изображения (UIm)	Соответствующее базовое пространственное разрешение (равно 1/2 UIm)
≤0,5 дюйма (≤12,7 мм)	0,010 дюйма (0,254 мм)	0,005 дюйма (0,127 мм)
＞0,5 дюйма до 1,0 дюйма (＞12,7 мм до 25,4 мм)	0,015 дюйма (0,381 мм)	0,0075 дюйма (0,190 мм)
＞1,0 дюйма до 2 дюймов (＞25,4 мм до 50,8 мм)	0,020 дюйма (0,508 мм)	0,010 дюйма (0,254 мм)
＞2,0 дюйма до 4,0 дюймов (＞50,8 мм до 101,6 мм)	0,030 дюйма (0,762 мм)	0,015 дюйма (0,381 мм)
＞4,0 дюйма (＞101,6 мм)	0,040 дюйма (1,016 мм)	0,020 дюйма (0,508 мм)

Общая нерезкость изображения может быть измерена с использованием метода iUT или UT в соответствии с правилами E2002 или E3388, или рассчитана по формуле: UIm = (1/v) × √[Ug² + (2 × детектор SRb)²], где v — геометрическое увеличение, а Ug — геометрическая нерезкость.

10.15.3 Оценка отношения контраста к шуму (CNR)

CNR является ключевым показателем для оценки качества изображения, и стандарт требует значения по умолчанию не менее 2,5. Это значение основано на случае 3×3 эффективных пикселей внутри апертуры IQI (Рисунок 2). Измерение CNR следует проводить с использованием скорректированного изображения без применения фильтров обработки изображений, влияющих на данные об интенсивности пикселей.

Для IQI апертурного типа метод измерения CNR показан на Рисунке 3: Средние значения пикселей измеряются внутри интересующей апертуры и в смежных областях на IQI (вне апертуры). Разница между двумя средними значениями делится на среднее отклонение апертур вне одной и той же области IQI или двух областей IQI. Если CNR ниже 2,5, это может быть компенсировано более высокой эффективной плотностью пикселей внутри апертуры IQI (см. руководство E2736). Когда CNR недоступен, для проверки качества изображения с одобрения генерального директора можно использовать отношение сигнал/шум (SNR). SNR должно быть больше 130 для соответствия требованию к IQI контрастной чувствительности в 2% и больше 250 для соответствия требованию к IQI контрастной чувствительности в 1%. Мониторинг оборудования и техническое обслуживание производительности системы. В главе 8 стандарта определены требования к мониторингу оборудования для обеспечения стабильной работы системы DDA на протяжении всего срока ее службы.

8.4 Усиление, сдвиг и коррекция дефектных пикселей DDA

Пользователям следует следовать рекомендациям производителя по усилению, сдвигу и идентификации и коррекции дефектных пикселей DDA, включая методы и частоты.

Если в течение рекомендуемых интервалов коррекции усиления и сдвига на изображении появляются какие-либо неоднородности или артефакты (помимо дефектных пикселей), перед продолжением получения изображения в процессе производства следует применить новые коррекции усиления и сдвига к детектору для устранения этих аномалий.

Если эти аномалии могут маскировать или интерпретироваться как коррелированные разрывы, следует повторно получить изображение соответствующего продукта.

Если за пределами интересующей области изображения появляются неоднородности и артефакты, повторное сканирование не требуется, поскольку они не мешают интерпретации.

8.5 Обработка кластеров корреляции

Если обнаружены новые кластеры корреляции, следует оценить все участки, оцененные после создания предыдущей карты дефектных пикселей, чтобы определить, влияют ли вновь обнаруженные кластеры корреляции на надлежащую обработку затронутого продукта и требуется ли повторная проверка продукта.

Если детектор обнаруживает соответствующие кластеры, которые могут повлиять на будущую утилизацию продукта, его можно использовать, если технология, конструкция оборудования и фокусировка позволяют применять достаточное геометрическое увеличение для уменьшения эффективного размера этих кластеров до достаточно малой площади, чтобы обнаружение и интерпретация больше не затруднялись при рассмотрении соотношения между площадью соответствующих кластеров и минимально требуемым размером обнаруживаемого индикативного сигнала. При выполнении этой компенсации геометрического увеличения должны быть соблюдены другие требования к качеству изображения, такие как максимальное размытие, CNR и чувствительность IQI. Детектор может использоваться, если соответствующая область кластера физически экранирована или виртуально экранирована программным обеспечением, и отображается четкое наложение дефектных пикселей, явно определяющее соответствующую область кластера, чтобы гарантировать, что эта область не используется для оценки продукта. Полезно, если программное обеспечение отображения предоставляет наложение дефектных пикселей для различения исправимых и неисправимых дефектных пикселей в соответствующей области кластера. Детектор также может продолжать использоваться, если область интереса детектора установлена для ограничения использования соответствующей области кластера. В этих случаях повторная квалификация детектора не требуется.

---

Требования к процедуре и квалификация системы

Глава 9 стандарта определяет требования к процедуре для цифровых детекторных систем, подчеркивая важность квалификации системы до начала тестирования производственного оборудования.

9.1 Требования к квалификации системы

Цифровая детекторная система должна быть квалифицирована генеральным директором до начала тестирования производственного оборудования.

Система DDA должна быть протестирована в соответствии с требованиями стандарта E2737 Practice для определения базовых показателей производительности и оценки ее пригодности для предполагаемого применения. В дополнение к испытаниям по стандарту E2737, должны быть выполнены следующие минимальные испытания:

1. Подтверждение требуемого уровня качества рентгенографического контроля
2. Проверка и подтверждение применимых программных средств
3. Проверка и подтверждение применимых параметров обработки изображений, используемых для получения требуемого качества изображения, с обеспечением соответствия пункту 10.15
4. Проверка монитора отображения изображения на соответствие пункту 7.5
5. Если система предназначена для использования вне указанных условий окружающей среды (например, для портативных систем), квалификационные испытания системы должны проводиться при предполагаемых условиях температуры и влажности

Результаты квалификации системы должны быть задокументированы, а отчет должен обеспечивать прослеживаемость компонентов системы и программного обеспечения.

Отчет должен включать все методы рентгенографического контроля, использованные во всех испытаниях, все результаты базовых испытаний производительности по стандарту E2737, все результаты квалификационных испытаний, все результаты испытаний монитора отображения изображения и результаты измерения фонового окружающего освещения. Для систем, соответствующих стандарту DICONDE, отчет также должен включать декларацию соответствия DICONDE от производителя системы.

9.2 Разработка письменных процедур

Организация неразрушающего контроля пользователя отвечает за разработку письменных процедур и методов тестирования, которые обеспечивают стабильно желаемые результаты и уровни качества рентгенографических изображений. Все письменные процедуры должны быть утверждены специалистом по рентгенографии 3-го уровня, отвечающим требованиям пункта 5.1.1. При необходимости, предусмотренном контрактом или заказом на закупку, процедура или метод, или и то, и другое, должны быть представлены генеральному директору для утверждения.

Письменная документация должна содержать следующие сведения: наименование и адрес организации, занимающейся неразрушающим контролем, дата и изменения процедуры; схема распознавания рентгеновских изображений для сопоставления изображений с деталями; толщина и тип материала; общая схема настройки экспозиции для каждого изображения; параметры экспозиции рентгеновской трубки; параметры экспозиции источника радиоактивного изотопа; используемая информация DDA; используемый геометрический коэффициент увеличения; размер и тип IQI; материал и толщина используемых прокладок или блоков; Ширина и уровень окна для визуализации изображений; любые параметры обработки изображений, используемые для получения желаемого качества изображения или улучшения детального контроля; зарегистрированные пределы допустимых отклонений; зарегистрированная система проверки измерений.

---

Рекомендации по внедрению и лучшие практики

На основе требований ASTM E2698-26 следующие рекомендации по внедрению могут помочь организациям, проводящим тестирование, эффективно применять технологию DDA:

1. Выбор системы и оптимизация конфигурации

При выборе системы DDA следует всесторонне учитывать тип материала, диапазон толщины, геометрическую сложность и требуемую чувствительность тестирования объекта, подлежащего проверке.

В соответствии с руководством E2736, различные типы DDA (такие как плоские панели из аморфного кремния, массивы CMOS и детекторы CCD) имеют свои технические характеристики и сценарии применения. Конфигурация системы должна обеспечивать совместимость аппаратного и программного обеспечения, особенно программного обеспечения для получения изображений, которое должно соответствовать всем функциональным требованиям пункта 7.2 стандарта. 2. Надлежащее применение индикаторов качества изображения. Выбор и размещение индикаторов качества изображения должны строго соответствовать требованиям пунктов 10.5-10.12 стандарта. Для деталей со значительными колебаниями толщины следует рассмотреть возможность использования нескольких индикаторов качества изображения или репрезентативных индикаторов качества (РКИ). Если невозможно разместить индикатор качества изображения непосредственно на детали, следует использовать отдельную прокладку, блок или аналогичную технику поперечного сечения, чтобы гарантировать, что индикатор качества изображения не находится ближе к детектору, чем любая другая проверяемая область. 3. Контроль и мониторинг условий окружающей среды. Условия контроля должны соответствовать требованиям пункта 6.2 стандарта, учитывая такие факторы, как температура, влажность, пыль, освещение, доступ и шум. В частности, фоновое освещение рабочей станции для интерпретации изображений должно контролироваться ниже 30 люкс, а измерения следует проводить регулярно с использованием фотометра или люксметра, соответствующего стандарту ANSI/NCSL Z540.3 или ISO/CIE 19476.

4. Обучение и сертификация персонала

Персонал, выполняющий проверки методом DDA, должен быть сертифицирован в соответствии с национальными стандартами или международно признанными методами или стандартами квалификации персонала в области неразрушающего контроля. Обучение должно быть особенно сосредоточено на характеристиках цифровых изображений, правильном использовании инструментов обработки изображений и идентификации цифровых артефактов, которые могут быть нетипичными при традиционной пленочной инспекции.

5. Управление данными и архивирование

Изображения и записи инспекций должны управляться и архивироваться в соответствии с требованиями главы 12 стандарта. Для систем, совместимых с DICONDE, следует соблюдать требования стандартов E2339 и E2699. Архивированные файлы изображений должны сохранять битовую глубину и пространственное разрешение исходного изображения, а сжатие с потерями не допускается. Срок хранения записей должен соответствовать договорным требованиям; если не указано иное, изображения инспекций должны стать собственностью покупателя деталей.

6. Непрерывный мониторинг производительности. Разработайте регулярный план мониторинга производительности оборудования, включая минимальные периодические оценки производительности, указанные в Приложении X1. Мониторы отображения изображений следует оценивать ежедневно, а яркость и контрастность — ежемесячно. Карты усиления, смещения и дефектных пикселей DDA следует регулярно обновлять в соответствии с рекомендациями производителя или требованиями генерального директора. Технические проблемы и будущие тенденции развития. Хотя стандарт ASTM E2698-26 предоставляет всеобъемлющую техническую основу для тестирования DDA, в практическом применении остаются некоторые проблемы: Ограничения применения в высокоэнергетических системах. Стандарт прямо указывает, что некоторые испытания и требования могут быть неприменимы к рентгеновским приложениям с уровнями энергии более 450 кВ. По мере того, как промышленное тестирование переходит к более толстым материалам и более высоким энергиям, необходимы дальнейшие исследования и доработка стандарта для охвата этих сценариев применения. Интеграция расширенных режимов визуализации. В пункте 7.9 стандарта упоминается, что расширенные режимы визуализации, такие как сшивка изображений, сверхвысокое разрешение (субпиксель) и линейное сканирование DDA, могут использоваться с одобрения генерального директора. Разработка этих технологий требует соответствующей стандартной поддержки и методов технической проверки.

Контроль с использованием искусственного интеллекта

Хотя действующий стандарт не охватывает применение искусственного интеллекта в интерпретации изображений, эта область быстро развивается. В будущих пересмотрах стандарта может потребоваться рассмотрение требований к проверке и валидации для контроля с использованием ИИ.

Стандартизация портативных систем

В связи с широким распространением портативных систем DDA в полевых условиях необходимы более конкретные рекомендации по тестированию на адаптивность к окружающей среде и оценке стабильности производительности.

Постоянные пересмотры стандарта ASTM E2698-26 будут отражать эти технологические разработки, обеспечивая сохранение технологической продвинутости и практичности стандарта. Пользователям следует обращать внимание на обновления стандарта и соответствующим образом корректировать свои методы контроля в соответствии с последними требованиями.

ASTM E2698-26 Ссылочный документ

• ANSI/NCSL Z540.3 Требования к калибровке измерительного и испытательного оборудования*， 2026-03-19 Обновление
• ASTM E1 Стандартные спецификации для термометров ASTM
• ASTM E1000 Стандартное руководство по рентгеноскопии
• ASTM E1025 Стандартная практика проектирования, производства и группировки материалов. Классификация индикаторов качества изображения типа отверстия (IQI), используемых в радиологии.
• ASTM E1165 Стандартный метод испытаний для измерения фокальных пятен промышленных рентгеновских трубок методом точечной визуализации
• ASTM E1316 Стандартная терминология для неразрушающих испытаний
• ASTM E1817 Стандартная практика контроля качества радиологического исследования с использованием репрезентативных показателей качества (RQI)
• ASTM E2 Стандартный метод подготовки микрофотографий металлов и сплавов, включая рекомендуемую практику фотографии применительно к металлографии
• ASTM E2002 Стандартная практика определения общей нечеткости изображения в радиологии
• ASTM E2339 Стандартная практика использования цифровых изображений и передачи данных при неразрушающем контроле (DICONDE)
• ASTM E2699 Стандартная практика цифрового изображения и передачи данных при неразрушающем контроле (DICONDE) для методов цифрового рентгеновского контроля (DX)
• ASTM E2736 Стандартное руководство по рентгенографии с цифровой детекторной матрицей
• ASTM E2737 Стандартная практика оценки производительности цифровой детекторной матрицы и долгосрочной стабильности
• ASTM E2903 Стандартный метод измерения действующего размера фокусного пятна для минископических и микроскопических рентгеновских трубок
• ASTM E3388 Стандартная практика определения нерезкости изображения и базового пространственного разрешения в рентгенографии и рентгеноскопии для приложений с высокими энергиями
• ASTM E543 Стандартная практика для агентств, проводящих неразрушающий контроль
• ASTM E747 Стандартная практика проектирования, производства и классификации материалов по группам индикаторов качества изображения проводов (IQI), используемых в радиологии
• ASTM E94/E94M Стандартное руководство по рентгенографическому исследованию с использованием промышленной рентгенографической пленки
• AWS A2.4 Стандартные символы для сварки, пайки и неразрушающего контроля. Символы Normalizados para Soldeo, Soldeo Fuerte y Examen No Distructivo, испанский.
• ISO/CIE 19476 Характеристика производительности люкметров и лакметров
• SMPTE RP 133 Технические характеристики тестового шаблона медицинской диагностической визуализации для телевизионных мониторов и камер для записи на твердые копии

ASTM E2698-26 История

• 2026 ASTM E2698-26 Стандартная практика радиографического обследования с использованием цифровых детекторных массивов
• 2018 ASTM E2698-18e1 Стандартная практика рентгенографического исследования с использованием цифровых детекторных матриц
• 2018 ASTM E2698-18 Стандартная практика рентгенографического исследования с использованием цифровых детекторных матриц
• 2010 ASTM E2698-10 Стандартная практика радиологического исследования с использованием цифровых детекторных матриц

стандарты и спецификации