TOFD技术在承压设备无损检测中的应用

摘要：TOFD技术又称为衍射时差法超声波检测。在TOFD技术应用过程中，可利用超声波对待检测件内部结构端角、端点衍射现象中产生的衍射能量进行分析，快速得出试件内部结构缺陷问题，并对其危害程度及位置有详细的了解。TOFD技术可为承压设备无损检测提供有效的帮助。本文根据TOFD技术在承压设备无损检测中的应用优势，对其在承压设备无损检测中的应用进行了简单的分析。

关键词：TOFD技术;承压设备;无损检测

中图分类号：TG115.28文献标识码：A文章编号：1672-9129（2018）06-0099-02

Application of TOFD Technology in Nondestructive Testing of Pressure Equipment

XIONG Wenjun*

（Nanchang Branch of Jiangxi Boiler and Pressure Vessel Inspection and Testing Institute， Jiangxi Nanchang， 330000， China）

Abstract：TOFD technology is also known as diffraction time difference method for ultrasonic testing. In the application process of TOFD technology， the diffraction energy generated in the internal structure end angle and the end point diffraction phenomenon of the ultrasonic detecting object can be analyzed， and the internal structural defect of the test piece can be quickly obtained， and the degree and location of the damage can be well understood. . TOFD technology can provide effective help for non-destructive testing of pressure equipment. Based on the application advantages of TOFD technology in non-destructive testing of pressure equipment， this paper makes a simple analysis of its application in nondestructive testing of pressure equipment.

Keywords：TOFD technology; pressure equipment; nondestructive testing

引用：熊文俊. TOFD技術在承压设备无损检测中的应用[J]. 数码设计， 2018， 7（6）： 99-99.

Cite：XIONG Wenjun. Application of TOFD Technology in Nondestructive Testing of Pressure Equipment[J]. Peak Data Science， 2018， 7（6）： 99-99.

引言

TOFD技术主要出现于20世纪70年代，其依据基本衍射线性，在空隙、障碍物的作用下，可得出多个发射子波源头，进而得到衍射能量及图像。在承压设备无损检测过程中，由于工况、环境等多种因素的影响，开罐宏观检测往往无法实现，且极易出现侧向波与低波间距不足，信号重叠等情况。因此，在承压设备无损检测过程中，对TOFD技术的应用进行适当分析具有非常重要的意义。

1  TOFD技术在承压设备无损检测中应用优势

1.1  运行稳定

相较于A型脉冲检测技术而言，TOFD技术具有较高的运行稳定性，其可以完全脱离声波的干扰及超声波入射角度的影响，得到检测件内不同放线段缺点。

1.2  精确度高

TOFD技术在承压设备无损检测过程中，可以根据衍射点变化，第一时间对工件缺陷进行精确定位，具有极小的检测误差。

1.3  操作便捷

TOFD技术可采用非平行扫描方式进行整体作业，整体扫描速度较快，工作效率较高。

1.4  直观展现

TOFD技术在实际承压设备无损检测过程中，可通过与计算机信息技术融合，以检测日志的方式实时记录设备检测数据。同时也可以直接将检测数据转换为图像，具有直观展现的良好效果^[1]。

2  TOFD技术在承压设备无损检测中应用

2.1  TOFD检测系统概述

在承压设备无损检测过程中，TOFD检测系统主要包括探头、扫描检测装置、仪器、试块及其他装置。其中TOFD仪器主要是提供线性A扫描显示或B扫描图像。在实际运行中，TOFD仪器水平方向线性误差一般在1.0%以下，垂直线性误差一般在4.99%以下。超声脉冲发生器可以发出单向、双向两个方向的脉冲波，可为最佳脉冲幅度、持续实效的获得提供依据;TOFD检测探头主要为一对发出、接收相对装置，且两者晶片相同。在实际应用中，若在峰值回波降20.0dB时，需控制TOFD探头脉冲持续时间在2个周期以下;TOFD检测用试块主要包括对比试块、模拟试块两种类型。其中对比试块主要用于检测校准，应尽量采用与工件声学性能相一致的材料及外在尺寸。以球罐检测为例，试块最大壁厚应保证设置探头声束轴线、地面法线间夹角在41°以上，在其内部应设置4个或以上的反射体。模拟试块主要是检测工艺验证试块，其大多用于焊接工件真实缺陷检测。在实际管理中，应尽量保证模拟试块结构、材质与被检测工件一致，且厚度为工件厚度的1.1倍左右，并控制两者厚度最大差值在24.8mm以下;TOFD检测扫描检查装置主要用于调整探头中心间距装置，且可采取电动或手动的方式，与A扫描取样选择同等的编码设备。

2.2  TOFD技术应用流程

在承压设备无损检测过程中，TOFD检测首先需要选择合理的探头安装位置，并进行检测系统设置校准作业。随后进行非平行D扫描检查，最后进行数据分析，并依据响应式数据对承压设备缺陷进行精准测量。

2.3  TOFD检测前期准备及检测区域确定

为保证TOFD检测精度，在TOFD承压设备无损检测过程中，应首先保证检测表面水平方向平整无污渍，必要情况下可清除TOFD探头移动区域焊接飞溅铁屑、油垢及其他物质。在具体物质清除过程中，可选择被检测材料介质，如水、油、纤维素浆作为耦合剂，在周边环境温度一定的情况下进行耦合检测。在耦合介质确定之后，可通过对承压设备高度、宽度表观特征分析，确定检测区域。其中承压设备厚度为检测区域高度;而承压设备焊缝为检测区域宽度。一般来说，承压设备焊接缝隙熔合线两端具有25.0mm的界限，在这一界限内若出现缺陷位置或其他缺陷情况，可将TOFD检测区域设置在对应的位置。在具体TOFD檢测期间，应尽量覆盖整个承压设备检测区域，若无法完全覆盖，则需要进行辅助检测的增设。如有余高焊接接头余高位置就需要进行适当辅助检测。

2.4  TOFD检测细化调整

TOFD检测调整主要包括探头设置、探头中心间距调整、A扫描时间窗口设置及灵敏度调整等。其中在探头设置环节，需要依据探头形式确定对应的调整参数。如在纵波斜探头设置过程中，应控制声束与地面法线间夹角在40.0°以下。在承压设备厚度小于50mm时，可选择一组探头，反之则需依据承压设备厚度变化，将整体承压设备划分为不同的模块，并采取不同的探头进行检测;而在探头中心间距调整阶段，需要针对特定缺陷最大检测需求，设定探头中心间距为该对探头对声束交点覆盖面积的2/3深度位置;在A扫描时间窗口设置环节，需要设定直通波为0.6μs或以上;灵敏度调整主要是利用对比试块，将人工标准反射体衍射信号波幅度设置为满屏高度的55%，结合实际表层耦合补偿，可有效保证检测灵敏度^[2]。

2.5  TOFD补充检测

为了避免检测盲区对TOFD检测精度的不利影响，在TOFD常规检测结束后可进行补充检测措施。TOFD补充检测主要包括上表面盲区、下表面盲区两个环节，对于承压设备厚度在50.0mm以下的焊接缝隙，其上表面盲区为整体检测厚度的0.5，其余为下表面盲区。在实际TOFD补充检测中主要利用单通道直通波信号发射的方式，结合宽频带窄脉冲探头设置，进行渗透检测。在渗透补充检测完成后，可利用计算机信息技术进行数据分析及对比。

3  结束语

综上所述，TOFD技术的应用，可在承压设备闭合的情况下进行精确检测。在TOFD技术应用过程中，首先需要确定检测目的及具体工件区域，然后进行焊接结构两个端口划线作业。在这个基础上，进行各项参数的精确设置。同时为了保证TOFD检测精度，应进行适当补充及辅助检测措施，为后期承压设备无损检测数据分析提供有效的依据。

参考文献：

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