關(guān)于TOFD盲區(qū)的試驗(yàn)研究

(河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院 ， 河南 鄭州 450016)

關(guān)于TOFD盲區(qū)的試驗(yàn)研究

李想

(河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院，河南鄭州450016)

TOFD檢測技術(shù)是一種新的無損檢測技術(shù)，因?yàn)槊^(qū)問題在特種設(shè)備檢測時(shí)不能單獨(dú)使用，必須與其它方法綜合運(yùn)用。本文對TOFD檢測的盲區(qū)問題進(jìn)行了較深入的研究，得出了在特種設(shè)備檢測時(shí)采用TOFD檢測、磁粉檢測和手工超聲波檢測相結(jié)合的方法，能夠較好地完成無損檢測的具體工藝問題。

盲區(qū) ； TOFD ； 試塊 ； 技術(shù)參數(shù) ； 信號

對公司投入使用的TOFD設(shè)備及探頭按現(xiàn)場檢測條件在盲區(qū)試塊上進(jìn)行測試試驗(yàn)，確定儀器及探頭檢測盲區(qū)的大小，為制定現(xiàn)場TOFD檢測專用工藝提供技術(shù)參數(shù)和盲區(qū)檢測解決方案。適用于公司投入現(xiàn)場TOFD檢測的相應(yīng)TOFD儀器設(shè)備、探頭的檢測方法。

1 掃查面盲區(qū)的測試

1.1 測試方法

①根據(jù)現(xiàn)場檢測實(shí)際使用的設(shè)備、探頭和PCS等組裝設(shè)備并正確設(shè)置調(diào)整參數(shù)；②在盲區(qū)對比試塊上表面的人工缺陷(矩形槽、側(cè)孔)進(jìn)行非平行掃查；③A掃描波形上或在圖譜觀察表面人工缺陷是否能清晰顯現(xiàn)，如果能清晰發(fā)現(xiàn)則說明當(dāng)前盲區(qū)小于人工缺陷深度，不能發(fā)現(xiàn)或不能清晰顯示說明當(dāng)前盲區(qū)大于等于人工缺陷深度；④多次掃查，最終確定可見矩形槽、側(cè)孔的最小深度，以能夠識別的最小深度為該檢測系統(tǒng)的上表面盲區(qū)。

1.2 TOFD儀器、探頭的設(shè)置及測試結(jié)果

TOFD儀器、探頭及設(shè)置，測試結(jié)果見表1。

用T40 mm盲區(qū)試塊進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表1 測試結(jié)果

表2 試驗(yàn)結(jié)果

其中：儀器型號，ISONIC-2008；儀器編號，804801304153；掃查裝置，手動(dòng)掃查器；耦合劑機(jī)油；溫度20～30 ℃；信號處理方法，信號平均2；掃查方式，非平行掃查；掃查增量0.5 mm。

2 底面盲區(qū)的測試

底面盲區(qū)高度計(jì)算方法：根據(jù)工件厚度、探頭、PCS配置，利用理論公式計(jì)算出偏離焊縫中心X處的地面盲區(qū)高度。

公式：h=T-T×1/2[1-X2/(S2+T2)]

式中：X，偏離焊縫中心距離，mm；S，焊縫中心到探頭入射點(diǎn)距離(PCS/2)；T，工件厚度，mm；h，底面盲區(qū)高度，mm。

底面檢測區(qū)域的底部盲區(qū)高度如表3所示。TOFD偏置非平行掃查底部盲區(qū)高度計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表3 底面檢測區(qū)域的底部盲區(qū)高度

注：底部檢測寬度=底部焊縫寬度+焊縫兩側(cè)各10 mm。

表4 TOFD偏置非平行掃查底部盲區(qū)高度計(jì)算結(jié)果

注：底部檢測寬度=底部焊縫寬度+焊縫兩側(cè)各10 mm。

經(jīng)計(jì)算驗(yàn)證偏置量無論是取經(jīng)驗(yàn)值還是理論值均滿足檢測范圍內(nèi)的底面盲區(qū)高度≤1 mm要求。

3 盲區(qū)的解決方法

3.1 掃查面盲區(qū)

按公司LYXL-ZYZDS-11超聲波檢測工藝進(jìn)行手工超聲檢測(UT)的輔助檢測；近表面盲區(qū)按公司LYXL-ZYZDS-20的磁粉檢測通用工藝進(jìn)行輔助檢測。

3.2 底部盲區(qū)

近表面盲區(qū)按公司LYXL-ZYZDS-20的磁粉檢測通用工藝進(jìn)行輔助檢測。按公司LYXL-ZYZDS-11超聲波檢測工藝進(jìn)行手工超聲檢測(UT)的輔助檢測。增加偏置非平行掃描，偏移量用可根據(jù)公式計(jì)算出或經(jīng)驗(yàn)取值后(一般取底部檢測寬度的1/4)，進(jìn)行底面盲區(qū)計(jì)算后，判斷是否可行。

偏移量計(jì)算公式：

b=X1-T×1/2[1-X2/(S2+T2)]

式中：T，最大深度(工件厚度T)；X1，底面檢測區(qū)域?qū)挾鹊囊话?；S，焊縫中心道探頭入如射點(diǎn)距離(PCS/2)。

偏移后的盲區(qū)高度可根據(jù)偏移后盲區(qū)高度公式：

b=X1-T×1/2[1-X2/(S2+T2)]

式中：T，最大深度(工件厚度T)；b，底面偏移量；S，焊縫中心到探頭入射點(diǎn)距離(PCS/2)。

4 手工UT檢測試驗(yàn)記錄、結(jié)果

使用的檢測設(shè)備、工藝參數(shù)和檢測結(jié)果如表5所示。儀器型號，H610e；儀器編號，H610e3289；標(biāo)準(zhǔn)試塊，CSK-IA、ⅢA；耦合劑，機(jī)油。

5 盲區(qū)試塊側(cè)孔MT檢測的記錄、結(jié)果

使用的檢測設(shè)備和工藝參數(shù)如表6所示。

表5 手工UT檢測試驗(yàn)記錄、結(jié)果

表6 盲區(qū)試塊側(cè)孔MT檢測的記錄、結(jié)果

檢測結(jié)果：深度為3 mm的側(cè)孔，有磁痕顯示，長度40 mm；深度為4 mm的側(cè)孔，無磁痕顯示；深度>4 mm的其它側(cè)孔，無磁痕顯示。

6 結(jié)論

對掃查面存在的盲區(qū)，高度≤3 mm的按公司LYXL-ZYZDS-20的磁粉檢測通用工藝進(jìn)行輔助檢測，能夠發(fā)現(xiàn)相應(yīng)缺陷；對4 mm以上的缺陷不能有效檢出。因此，當(dāng)TOFD盲區(qū)深度≤3 mm時(shí)，磁粉檢測可作為TOFD檢測的一種有效輔助檢測方法。對掃查面存在的盲區(qū)，按公司LYXL-ZYZDS-11超聲波檢測工藝進(jìn)行手工超聲檢測(UT)的輔助檢測，能夠發(fā)現(xiàn)相應(yīng)缺陷。因此，當(dāng)TOFD存在掃查面盲區(qū)時(shí)，手工(UT)檢測可作為TOFD檢測的一種有效輔助檢測方法。對底部存在的一次性覆蓋不到的檢測范圍以內(nèi)盲區(qū)，盲區(qū)高度≤3 mm的被檢工件檢測部位表面，按公司LYXL-ZYZDS-20磁粉檢測通用工藝進(jìn)行輔助檢測，能夠發(fā)現(xiàn)相應(yīng)缺陷；對4 mm以上的缺陷不能有效檢出。因此，當(dāng)TOFD盲區(qū)深度≤3 mm時(shí)，磁粉檢測可作為TOFD檢測的一種有效輔助檢測方法。對底部存在的一次性覆蓋不到的檢測范圍以內(nèi)盲區(qū)，按公司LYXL-ZYZDS-11超聲波檢測工藝進(jìn)行手工工超聲檢測(UT)的輔助檢測，能夠發(fā)現(xiàn)相應(yīng)缺陷。因此，當(dāng)TOFD存在底部盲區(qū)時(shí)，手工UT檢測可作為TOFD檢測的一種有效輔助檢測方法。對底部存在的一次性覆蓋不到的檢測范圍以內(nèi)盲區(qū)，可按公司衍射時(shí)差法檢測通用工藝要求，增加兩側(cè)偏置非平行掃查檢測，能夠發(fā)現(xiàn)相應(yīng)缺陷。因此，當(dāng)TOFD存在底部盲區(qū)時(shí)，偏置非平行掃車檢測可作為TOFD檢測的一種有效的輔助檢測方法。

TQ056.2

B

1003-3467(2017)08-0045-03

2017-05-11

李 想(1991-)，女，工程師，從事特種設(shè)備檢驗(yàn)工作，電話：15238086674。