TOFD技術在承壓設備無損檢測中的應用觀察

黃慧

柳州市特種設備檢驗所

TOFD技術在承壓設備無損檢測中的應用觀察

黃慧

柳州市特種設備檢驗所

做為一種超聲檢測新技術，TOFD技術不僅檢測的準確度非常高，檢出缺陷的效率也很高，因此，與承壓設備的安全運行關系密切。本文簡單介紹了TOFD技術的原理及優勢，探究了TOFD技術在承壓設備無損檢測中的具體應用。

TOFD技術；承壓設備；無損檢測

通常，承壓設備處理的介質的大多數是容易燃燒、爆炸或者溫度較高的物質，因此，若在作業時產生故障，會對生命安全產生嚴重的威脅。所以，必須要完善對這種設備的管理方式、強化檢查力度，保障承壓設備使用的安全性。

一.TOFD技術的基本原理和使用優點

（一）TOFD技術原理

與波長相比，檢測物的孔或障礙物大小比其小或較接近時，會產生衍射現象。因此，當發出的超聲波通過裂紋時，就會產生衍射波，并且衍射波會在端角與裂紋處發生疊加的作用，探頭接收這種衍射波，并對其做出檢測，從而判斷出缺陷的深度以及大小情況。

（二）TOFD技術的優勢

至今為止，TOFD技術主要用于無損檢測設備內部構件、監控裂紋擴展情況，其優點主要有：（1）簡便快速，通常采用非平行方式掃描，不用鋸齒掃描，只需一人操作；（2）穿透性較高，檢測范圍廣，可檢測管道環焊縫、球罐等；效果好，工作量小，無污染；（3）該技術非常可靠，聲束角度地衍射信號波幅不會對其產生影響，因此，可以精準地檢測出設備各方向的缺陷，缺陷檢出率非常高；（4）成本低，對人體危害較小，可以進行交叉作業、效率高；（5）實施在線檢測，為以后的設備檢測提供對比數據；（6）定位缺陷準確度高，可以通過數字的方式對檢測數據進行永久保存［1］。

二.在承壓設備無損檢測中TOFD技術的實際應用

（一）無損檢測的準備過程

在對承壓設備進行無損檢驗前，應當根據檢測對象的不同，準備相應的檢測設備。將TOFD技術應用在承壓設備無損檢驗時的所做的準備工作要充分，首先，設定好TOFD技術的使用設備—超聲波檢測儀的所有參數、安裝好探頭、并調節好它的靈敏度，其中需要注意的是，安裝探頭時，必須設定好它的頻率、晶片大小以及中心距等參數。對于要檢測的承壓設備而言，若設備的壁相對較薄時，建議使用頻率較大的探頭，探頭處于設備上表面處，同時，一定要確保直通波和底波時間的時間差不會少于20個周期。當承壓設備的壁較厚時，對其進行無損檢測時，建議使用頻率較低的探頭，并確保探頭的處于設備的下表面處。與此同時，確保TOFD兩探頭的中心頻率差維持在20%之內，以保證信號能夠進行全面性地覆蓋。另外，由于檢測儀的靈敏度會直接影響著檢測的增益值，因此，在對承壓設備進行無損檢測之前，相關的技術人員應該適當調節檢測儀的靈敏度，通常情況下，設定靈敏度的主要依據是檢測目標的具體情況，比如，直通波波幅的大小經常調整至滿屏的百分之四十。還有，在對承壓設備進行無損檢測前，還應當設定好平均化的信號處理、掃描的增量、脈沖重復的頻率大小等相關參數，以確保檢測目標可以接收到全面、可靠的信號，進而獲得有效的TOFD圖像［2］。

（二）對承壓設備的缺陷進行定位、分類

承壓設備在長期的使用過程中，會受到很多因素的影響。例如，埋地壓力管道因受到應力腐蝕、內腐蝕裂縫、外力破壞等因素的威脅，使得裂縫情況各種各樣。所以，在對承壓設備進行無損檢測時，應該利用TOFD技術對缺陷的類型、長度、埋藏深度、位置等進行檢測，該過程中，可以通過衍射波信號判斷不同缺陷的類型。如果檢測過程中的底波發生中斷的現象，可以通過耦合損失方法對其校正，也可以將其向著長期傳遞的方向進行移動，便可以把這種裂縫它歸為表面開口型的。如果在對設備進行無損檢測的過程中呈現上下端部均有衍射信號的現象，即可將這種缺陷歸為埋藏型。與此同時，TOFD技術在承壓設備無損檢驗的實際應用中，可能會因為側向波信號微弱、底波等因素，產生某些缺陷檢測遺漏的現象，所以，具體的操作過程中，最好進行重復的檢測，即用檢測儀對承壓設備進行多次的掃描，避免缺陷漏檢，同時，詳細記錄檢測數據，并進行全面分析，通過平行掃描、脈沖繪波法等方法對有疑問的檢測數據進行驗證，從而取得更為全面的信息，以保障檢測結果的準確性。

（三）對檢測盲區進行補充檢測、并分析數據

在使用TOFD技術檢測承壓設備的缺陷時，一定不要漏掉對一些盲區進行補充檢測。通常，上表面盲區主要是由直通波信號引起的，當缺陷的信號隱藏于直通波中的時候，檢測儀將檢測不到這種缺陷的信號，便不可以分析缺陷信號，最終使缺陷定位的準確度降低。與此同時，在正常的無損檢驗中，當設備焊接縫隙的大小在5.0cm以下時，導致的上表面盲區的厚度將占總厚度的五分之一。因此，在實際的檢測作業中，必須重復檢測流程，并重視盲區的檢測，來提升檢測的精確程度。比如，可以通過選擇寬頻帶窄脈沖探頭、減小PCS、變更探頭參數等方式較小掃查盲區，同時運用沖反射法、滲透等檢測方法對盲區進行補充檢測。在對承壓設備進行掃描時，檢測儀上的探頭會接收相應的衍射波，并通過專業的計算機軟件合成TOFD圖像，之后便可以通過分析該圖像，判斷承壓設備缺陷的類別。其中數據分析的過程十分關鍵，相關的技術人員應當確保數據的科學、合理性，并根據信號的特點來分析TOFD圖像以及掃描信號。例如，通過尖端衍射信號的相位，定性、定量分析設備的缺陷信號，并將其以數字化的方式存在計算機中，為盲區以及之后的檢測提供相關的資料［3］。

結語

TOFD是一種新型的檢測承壓設備缺陷的技術，被廣泛應用于工業生產設備的檢測，是極為重要的設備無損檢測手段。在具體的設備檢測流程中，相關的技術人員根據檢測對象的不同，合理設置檢測儀的各種參數，并對所有盲區進行掃描檢測，來提升設備無損檢測的準確程度，提高設備的使用安全，保障工業生產的順利進行。

［1］吳俊.TOFD技術在承壓設備無損檢測中的應用［J］.中國高新技術企業，2015，04∶68-69.

［2］王琨博.TOFD技術在承壓設備無損檢測中的運用［J］.化工管理，2015，16∶178.

［3］鄢飛.TOFD無損檢測技術應用及特點［J］.中國西部科技，2012，11∶10-11.