任濤峰，李博

（陜煤集團(tuán)榆林化學(xué)有限責(zé)任公司，陜西 榆林 719000）

1 概況

現(xiàn)階段常用且技術(shù)成熟度高的設(shè)備對接焊縫檢測方式為RT射線檢測，近年來，發(fā)展迅猛的無損檢測方式是TOFD超聲波衍射時(shí)差法檢測，現(xiàn)TOFD超聲檢測標(biāo)準(zhǔn)NB/47013.10-2015《承壓設(shè)備無損檢測-衍射時(shí)差法超聲檢測》已發(fā)布執(zhí)行?？紤]到RT射線檢測在現(xiàn)場施工場地受限的情況，多臺(tái)設(shè)備無法同時(shí)開展檢測，多家制造商之間互相影響，現(xiàn)場隔離防護(hù)影響范圍大，無法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場制造過程中多個(gè)工作交叉作業(yè)等因素。

為更好地保證產(chǎn)品的制造質(zhì)量和進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量按期完成超限設(shè)備制造任務(wù)，基于TOFD超聲檢測的技術(shù)優(yōu)勢，對TOFD超聲檢測在超限設(shè)備制造的應(yīng)用進(jìn)行了探究。

2 TOFD超聲與RT射線檢測對比

2.1 適應(yīng)性

TOFD超聲檢測被稱為“超聲波衍射時(shí)差法”，是采用一發(fā)一收探頭，依靠從檢測試件內(nèi)部（主要指缺陷）端點(diǎn)處得到衍射波信號來檢測缺陷的方法。RT射線檢測是利用放射源/射線機(jī)發(fā)射出的放射線穿透被檢測部位在底片上曝光形成二維圖像來檢測缺陷的方法。

雖然TOFD超聲檢測與RT射線檢測的結(jié)果均是通過二維圖像來顯示，但不同的是，射線檢測僅能顯示缺陷的長度和寬度，無法確定缺陷的深度位置和自身高度，而TOFD超聲檢測不僅能對缺陷的長度和寬度進(jìn)行測量，還能對缺陷的自身高度和深度位置進(jìn)行精確測量，便于對缺陷類別進(jìn)行判別和安排返修工作。

2.2 質(zhì)量控制

TOFD超聲檢測采集的是數(shù)據(jù)信息，能再次進(jìn)行多方位的分析，可實(shí)現(xiàn)對缺陷的立體復(fù)原。這是因?yàn)門OFD超聲檢測是將掃描到的所有數(shù)據(jù)均進(jìn)行保存，在離線情況下可再利用計(jì)算機(jī)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)原分析，得出更加精確的判斷結(jié)果；而RT射線檢測只能通過將底片放置在觀片燈前查看，不可對缺陷進(jìn)行更加全面的分析。同時(shí)，TOFD超聲檢測缺陷的靈敏度也是非常高的，缺陷的檢出率約在90%，而相比RT射線檢測的檢出率僅有75%左右。并且在實(shí)際的工作中，也遇到使用RT射線檢測未檢出的缺陷，使用TOFD超聲檢測出來了。

相比RT射線檢測，TOFD超聲檢測對焊接缺陷的檢出率更高，缺陷的大小和位置精準(zhǔn)確定，而且可通過數(shù)據(jù)復(fù)原精確分析。如仍按照傳統(tǒng)思路采用RT射線檢測工作，就存在部分焊接缺陷未檢出的風(fēng)險(xiǎn)，這將給設(shè)備制造質(zhì)量的控制帶來極大的風(fēng)險(xiǎn)，給后期的設(shè)備運(yùn)行埋下重大的隱患。

2.3 工期影響

TOFD超聲檢測具有操作簡單、掃描速度快、檢測效率高的優(yōu)點(diǎn)；而RT射線檢測從透照開始到評定出結(jié)果至少需數(shù)小時(shí)，且前期準(zhǔn)備時(shí)間也比較長，檢測效率極其低下。

TOFD超聲檢測是利用超聲波進(jìn)行探傷，是一種對檢測人員無任何傷害的環(huán)保檢測方式，并在實(shí)施檢測時(shí)對工作環(huán)境沒有特殊要求；而RT射線檢測利用放射線進(jìn)行探傷，檢測過程中使用的放射線對人體存在危害性，受到國家環(huán)保政策的嚴(yán)格管控，在作業(yè)現(xiàn)場僅允許單工種作業(yè)。

相比RT射線檢測，TOFD超聲檢測具有檢測效率高、對人體無傷害等明顯優(yōu)勢，可在很大程度上縮短現(xiàn)場超限設(shè)備制造的整體工期。

3 TOFD超聲檢測質(zhì)量保證措施

3.1 檢測前準(zhǔn)備

（1）被檢測工件的檢測表面應(yīng)達(dá)到無影響超聲檢測的劃傷、鐵銹、油垢、飛濺和污物等附著物。

（2）保留焊縫余高時(shí)，如焊縫的表面存在咬邊、隆起或凹陷現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)修磨至圓滑過渡避免影響檢測結(jié)果的評定。要求去除焊縫余高時(shí)，應(yīng)將余高打磨到與鄰近母材平齊。

（3）焊縫單側(cè)的最小打磨寬度為1/2PCS+偏置量+探頭后部區(qū)域。檢測表面應(yīng)打磨平整以便于探頭的掃描，且表面粗精度Ra值不低于12.5un。

3.2 檢測標(biāo)記

（1）被檢件在檢測開始前，必須按檢測標(biāo)記制度要求做好檢測的標(biāo)記。

（2）一般按1m對焊接接頭在長度方向上分區(qū)進(jìn)行檢測。對最后一個(gè)分區(qū)，當(dāng)剩余焊縫長度小于等于1.5mm時(shí)，按一個(gè)分區(qū)實(shí)行：當(dāng)剩余焊縫長度大于1.5m時(shí)，平均后按兩個(gè)分區(qū)實(shí)行。

（3）對于判定為不合格的工件，還應(yīng)在實(shí)物上標(biāo)記出缺陷位置。

3.3 現(xiàn)場環(huán)境

應(yīng)確保在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行檢測：采用常規(guī)探頭和精合劑時(shí)，被檢工件的表面溫度范圍應(yīng)控制在0～50℃；超出該溫度范圍時(shí)，應(yīng)采用特殊探頭或精合劑。實(shí)際檢測溫度與檢測系統(tǒng)設(shè)置和校準(zhǔn)時(shí)的溫度之差應(yīng)在20℃以內(nèi)。

若溫度過低或過高，一般應(yīng)采取有效措施避免。若無法避免溫度過低或過高，應(yīng)評價(jià)對其檢測結(jié)果的影響。

3.4 檢測人員

TOFD超聲檢測人員必須持有國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督總局頒發(fā)的特種設(shè)備TOFD-II級資格證書，熟悉所使用的TOFD超聲檢測設(shè)備器材，且具有實(shí)際檢測經(jīng)驗(yàn)并掌握一定的承壓設(shè)備結(jié)構(gòu)及制造基礎(chǔ)知識。

3.5 工藝文件

TOFD超聲檢測工藝文件包括工藝規(guī)程和操作指導(dǎo)書兩部分內(nèi)容，且滿足NB/47013.1-2015《承壓設(shè)備無損檢測-通用要求》和NB/47013.10-2015 《承壓設(shè)備無損檢測-衍射時(shí)差法超聲檢測》相關(guān)規(guī)定。操作指導(dǎo)書應(yīng)根據(jù)工藝規(guī)程的內(nèi)容及被檢工件的檢驗(yàn)要求編制，并在首次應(yīng)用前進(jìn)行工藝驗(yàn)證。嚴(yán)禁無工藝規(guī)范或檢測作業(yè)指導(dǎo)書就開展TOFD超聲檢測工作。

3.6 盲區(qū)處理

采用TOFD超聲檢測在檢測對象的上、下表面存在檢測的盲區(qū)。在使用TOFD超聲檢測時(shí)，應(yīng)對鐵磁性材料補(bǔ)充表面百分之百M(fèi)T檢測；對復(fù)合板材料不銹鋼側(cè)補(bǔ)充表面百分之百PT檢測，對TOFD超聲檢測焊縫補(bǔ)充百分之百UT檢測。

3.7 檢測儀器

TOFD超聲檢測用到的儀器和探頭應(yīng)符合相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且有產(chǎn)品質(zhì)量合格證明文件。儀器和探頭的組合性能應(yīng)達(dá)到：水平線性≤1%，垂直線性≤5%，靈敏度余量≥42dB，組合頻率與探頭標(biāo)稱頻率之間的偏差≤±10%。

3.8 耦合劑

實(shí)際檢測使用的耦合劑應(yīng)與檢測系統(tǒng)設(shè)置和校準(zhǔn)時(shí)的耦合劑相同。

4 法規(guī)依據(jù)

TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的3.2.10.2.1條規(guī)定：壓力容器的對接接頭應(yīng)當(dāng)采用射線檢測（包括膠片感光或者數(shù)字成像）、超聲檢測（包括衍射時(shí)差超聲檢測TOFD、可記錄的脈沖反射法超聲檢測和不可記錄的脈沖反射法超聲檢測）。GB150.4-2011《壓力容器-制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收》的10.1.1條規(guī)定：容器的對接接頭應(yīng)采用射線或超聲檢測，超聲檢測包括衍射時(shí)差法超聲檢測（TOFD）、可記錄的脈沖發(fā)射法超聲檢測和不可記錄的脈沖反射法超聲檢測。選用TOFD超聲檢測對超限設(shè)備的A/B類焊縫進(jìn)行無損檢測，是符合國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒布的安全技術(shù)檢測規(guī)程。

5 結(jié)語

現(xiàn)場制造的超限設(shè)備選用復(fù)合板材質(zhì)時(shí)，A/B類焊縫采用TOFD超聲檢測，即100%TOFD+100%MT（外側(cè)）+100%PT（內(nèi)側(cè)復(fù)合層）+100%UT后，局部再進(jìn)行RT射線檢測復(fù)驗(yàn)，檢測結(jié)果已能夠達(dá)到滿意的效果；選用碳鋼或低合金剛材質(zhì)時(shí)，A/B類焊縫采用TOFD超聲檢測，即100%TOFD+100%MT（內(nèi)側(cè)、外側(cè)）后，局部再進(jìn)行RT射線檢測復(fù)驗(yàn)，檢測結(jié)果已能夠達(dá)到滿意的效果。

綜上所述，在現(xiàn)場制造的超限設(shè)備選用復(fù)合板、碳鋼或低合金剛材質(zhì)時(shí)，可將TOFD超聲檢測方法大量推廣并應(yīng)用于現(xiàn)場超限設(shè)備A/B類焊縫的檢測中，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場制造過程中多個(gè)工種高度交叉且連續(xù)作業(yè)，將現(xiàn)場超限設(shè)備制造工期予以縮短，減少前期制造資源籌備時(shí)的大量投入，達(dá)到合理控制整個(gè)項(xiàng)目投資的目的。