随着工业技术持续发展,小径管的使用越来越广泛,然而事故频繁发生使人们对小径管安全利用提出了更高要求。小径管之间或与其他部件间大多数都是焊接而成,由于焊接方法选择不当或者焊接参数设置不合理,焊接接头中容易出现缺陷。射线检测作为小径管环焊缝缺陷无损检测主要技术,在缺陷定性方面有独特优势,但目前很难测量缺陷沿射线透照方向尺寸,因此不能对缺陷实现全方位的检测和评定。为了有效预防由焊接缺陷导致的安全事故,提高小径管的使用寿命,提出基于射线数字成像对小径管焊缝尺寸精确测量研究课题,并针对课题展开试验设计与分析。本文的主要研究内容如下:（1）检测系统的选择。设计了胶片照相检测和数字成像检测比对试验方案,定制一批含有不同类型缺陷的小径管环焊缝,基于试验室现有检测系统,从成像质量和缺陷检测率等角度出发,开展胶片照相和射线数字成像比对研究,以确定适合小径管环焊缝的射线数字成像检测系统。（2）基于试验数据的透照厚度-图像灰度模型理论分析和试验研究。基于射线成像理论探究图像灰度与透照工艺条件、线衰减系数、透照厚度之间的关系,建立图像灰度-透照厚度关系模型。并在理论推导的基础上,以不同已知厚度的钢试块为透照对象,基于选定的数字成像检测系统,完善透照厚度-图像灰度模型参数。（3）缺陷尺寸测量精度研究。基于上述图像灰度-透照厚度完整模型,分别以已知厚度的钢阶梯试块和已知深度的小径管孔槽为透照对象,在特定工艺条件下进行射线数字成像试验,以验证模型精度。结果表明,钢阶梯试块误差范围为0.11%～2.02%,小径管孔槽计算误差范围为0.29%～8.77%。（4）缺陷尺寸测量的试验验证。采用特定透照工艺对小径管环焊缝进行射线数字成像和CT试验,读取数字成像图像上缺陷处最大灰度,代入模型计算缺陷沿射线透照方向最大尺寸;对CT试验采集图像重建切片,测量缺陷沿射线透照方向最大尺寸,比较两者误差。结果显示,由模型测量的缺陷沿射线透照方向尺寸和CT测量的缺陷沿射线透照方向尺寸误差范围为3.40%-9.07%。通过本文的研究,提出小径管环焊缝、沿射线透照方向缺陷精确测量新方法,可以直接根据实际透照工艺条件和图像灰度计算,再结合数字成像图像测量垂直于射线方向上缺陷尺寸,得到缺陷的三维信息,对缺陷进行全方位评定。研究成果解决了射线检测中缺陷沿射线透照方向自身高度测量的难题,为正确评定缺陷奠定基础,及时正确地排查安全隐患,避免造成不必要的财产损失和人员伤亡。