TOFD檢測技術在承壓類特種設備檢驗中的應用研究

摘 要：現階段，常規無損檢測技術已經無法滿足特種設備檢，驗要求，人們對TOFD檢測技術的重視度不斷提高。本文簡要介紹TOFD檢測技術概念，重點該技術在承壓類特種設備檢驗中的應用，由于TOFD檢測技術具有較高的靈敏度與較強的可操作性，所以若是能夠發揮該技術的應用優勢，便可增強檢測的準確性。

關鍵詞：TOFD檢測;承壓特種設備;檢測檢驗

TOFD檢測技術主要利用缺陷端部的衍射波傳播時間差來檢測缺陷，具有相對較高的檢出率，利用該技術對承壓類特種設備缺陷進行檢驗，得出的檢驗結果準確度比較高。由于社會經濟與科學技術快速發展，加上有相關政策的支持，TOFD檢測技術在我國的應用范圍不斷擴大，未來的應用前景與市場相對廣闊。

1 TOFD檢測技術概述

TOFD（Time Of Flight Diffraction）檢測技術又被稱為超聲波衍射時差法，主要依靠從待檢設備內部“端角”、“端點”等結構處得到的衍射能量檢測缺陷。隨著該技術的研究深化程度不斷提高，已經可以被廣泛應用于缺陷檢測、定量、定位等環節中。TOFD檢測技術的應用原理是“波的衍射現象”，對圖1進行分析，可以得知衍射方向并不取決于入射角且各個方向的傳播能量比較低。

2 TOFD檢測技術在承壓類特種設備檢驗中的應用

2.1 做好檢測準備

2.1.1 確定被檢區域

在利用TOFD檢測技術對承壓類特種設備進行檢驗之前，需要做好準備工作，首先工作人員應提前確定被檢區域并進行有效標注，同時確定高度、寬度等參數的準確性。其次，將待檢設備的表面雜質清理干凈，確保設備表面的清潔度符合TOFD檢測技術要求，防止影響檢測結果額的準確性。最后，在選擇耦合劑時，工作人員要根據特種設備表面材質有針對性的選擇，目前應用性比較強的耦合劑主要包括機油、甘油、化學漿糊等。

2.1.2 校準深度與靈敏度

深度與靈敏度是影響TOFD檢測質量的關鍵，工作人員在應用該技術之前需要先對這兩項影響參數進行核校。第一，深度校準是指通過計算底面反射波與直通波之間的時間間隔對深度進行核校;第二，靈敏度校準主要依靠試塊對比法，在設置靈敏度時應立足于設備檢驗要求與人工反射體，針對不同衍射信號波幅調整靈敏度，通常會將比較弱的衍射信號波幅設置為40%-80%滿屏高。

2.2 確定掃查方式

應用TOFD檢測技術對承壓類特種設備進行質量檢驗時，出于質量與效率考慮，最好基于實際情況確定掃查方式，當前常用的掃查方式是非平行掃查法。在應用該掃查法時，工作人員應先保證探頭在待檢設備兩側對稱分布，再沿著設備一定方向緩慢且連續移動探頭，為了避免出現漏檢現象，還需要工作人員重復操作該動作。對于需要分段掃描檢驗的特種設備，應確保每個檢驗段的重疊長度大于等于20mm，這是避免漏檢的關鍵手段;針對特種設備的環形焊縫檢驗，若想保證檢驗結果符合要求，工作人員用在焊縫起始位置約20mm處開始掃描;若是焊縫為T型，還需要對某些可能存在缺陷的重點區域進行針對性檢驗，以此提高承壓類特種設備檢驗質量。

2.3 基于實際設置參數

2.3.1 PRF（脈沖重復頻率）

在承壓類特種設備檢驗中應用TOFD檢測技術，需要保證各項參數設置的合理性，對此工作人員應結合實際情況設置PRF。PRF（脈沖重復頻率）是指在單位時間內電壓脈沖激勵探頭晶片所發射出的超聲波脈沖次數，對檢驗質量具有直接影響，增強該參數設置的合理性，是確保聲束無漏掃查全部應檢區域的關鍵。超聲波信號主要由發射電路中的電壓脈沖激勵探頭晶片產生，由此可以證明超聲波信號在發射上呈現出明顯的間斷性，如果脈沖重復頻率過低，探頭的移動速度會大幅度提高，導致采集的圖像不完整，不僅造成嚴重的漏檢現象，還會增加不同脈沖信號相互干擾的可能性，因此工作人員必須科學設置PRF。

2.3.2 脈沖寬度

對脈沖寬度參數進行設置能夠實現優化超聲波信號形狀的目的，對增強TOFD檢測技術的分辨力具有積極影響，極大程度上提高了檢驗結果的精確度。超聲波脈沖寬度的計算公式是“脈沖單周期×脈沖長度”，故而調整脈沖寬度便是調整不同周期的超聲波振動強弱，若是脈沖單周期數減少，脈沖寬度也會相應縮小，導致TOFD檢測的衍射信號與分辨力減弱，影響最終檢驗質量，因此工作人員要合理設置脈沖寬度，科學控制脈沖上升與下降時間。

3 結束語

綜上所述，在承壓類特種設備檢驗中應用TOFD檢測技術，不僅能夠提高缺陷檢出率，還能對檢測數據進行保存，但在實際應用過程中需要注意在表面檢測方面存在的局限性，以此避免漏檢現象發生。為了確保TOFD檢測技術作用的充分發揮，需要做好準備工作，科學確定掃查方式，并基于實際設置各項參數。

參考文獻：

[1]宋南，柳浩.超聲波相控陣檢測技術在承壓特種設備焊縫檢驗中的應用[J].特種設備安全技術，2018（02）：52-55.

作者簡介：

劉冬保（1987- ），男，漢族，江西新余人，本科，工程師，南昌航空大學，焊接技術與工程，研究方向：承壓類特種設備檢驗檢測及研究。