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(yōu)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(shù)是容易燃燒、爆炸或者溫度較高的物質，因此，若在作業(yè)時產(chǎn)生故障，會對生命安全產(chǎn)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(yōu)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(chǎn)生衍射現(xiàn)象。因此，當發(fā)出的超聲波通過裂紋時，就會產(chǎn)生衍射波，并且衍射波會在端角與裂紋處發(fā)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(yōu)勢

至今為止，TOFD技術主要用于無損檢測設備內部構件、監(jiān)控裂紋擴展情況，其優(yōu)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(huán)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(chǎn)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(yè)、效率高；（5）實施在線檢測，為以后的設備檢測提供對比數(shù)據(jù)；（6）定位缺陷準確度高，可以通過數(shù)字的方式對檢測數(shù)據(jù)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(jù)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(shù)、安裝好探頭、并調節(jié)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(shù)。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(jié)檢測儀的靈敏度，通常情況下，設定靈敏度的主要依據(jù)是檢測目標的具體情況，比如，直通波波幅的大小經(jīng)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(shù)，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(fā)生中斷的現(xiàn)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(xiàn)上下端部均有衍射信號的現(xiàn)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(chǎn)生某些缺陷檢測遺漏的現(xiàn)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(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)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(qū)進行補充檢測、并分析數(shù)據(jù)

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(qū)進行補充檢測。通常，上表面盲區(qū)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(qū)的厚度將占總厚度的五分之一。因此，在實際的檢測作業(yè)中，必須重復檢測流程，并重視盲區(qū)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(shù)等方式較小掃查盲區(qū)，同時運用沖反射法、滲透等檢測方法對盲區(qū)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(yè)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(shù)據(jù)分析的過程十分關鍵，相關的技術人員應當確保數(shù)據(jù)的科學、合理性，并根據(jù)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(shù)字化的方式存在計算機中，為盲區(qū)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(yè)生產(chǎn)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(jù)檢測對象的不同，合理設置檢測儀的各種參數(shù)，并對所有盲區(qū)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(yè)生產(chǎn)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(yè)，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.