關(guān)于TOFD檢測(cè)技術(shù)的研究

尹曉偉 張磊

【摘要】TOFD檢測(cè)技術(shù)是一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，自2007年以來(lái)在我國(guó)壓力容器行業(yè)中應(yīng)用并逐漸發(fā)展起來(lái)。TOFD檢測(cè)技術(shù)通過(guò)圖像掃描上所顯示的缺損位置，能夠更好地改進(jìn)實(shí)際的應(yīng)用技術(shù)，對(duì)壓力容器的定期檢驗(yàn)具有非常重要的作用，成為了壓力容器行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。本文介紹了TOFD檢測(cè)技術(shù)的定義與基本原理，闡述了我國(guó)壓力容器行業(yè)TOFD檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及局限性，并探討了TOFD檢測(cè)技術(shù)在我國(guó)壓力容器行業(yè)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】壓力容器行業(yè) TOFD 檢測(cè)技術(shù)

由于我國(guó)壓力容器行業(yè)的迅速發(fā)展，TOFD檢測(cè)技術(shù)得到了越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。壓力容器在一些特殊的溫度或者壓力作用下會(huì)發(fā)生特殊變化，是一種危險(xiǎn)性較高的設(shè)備，若有不慎可能會(huì)發(fā)生環(huán)境污染、火災(zāi)、甚至爆炸等事故，嚴(yán)重的威脅人民群眾的生命安全及財(cái)產(chǎn)安全。因此，對(duì)壓力容器行業(yè)的儀器設(shè)備進(jìn)行精確高效的檢測(cè)是非常重要的，TOFD檢測(cè)技術(shù)能夠保存掃描圖像，彌補(bǔ)射線檢測(cè)中的不足之處，及時(shí)發(fā)現(xiàn)細(xì)節(jié)方面潛在的巨大危險(xiǎn)，有助于設(shè)備質(zhì)量的提高。

一、TOFD檢測(cè)技術(shù)的定義與基本原理

TOFD檢測(cè)技術(shù)是一種無(wú)缺陷檢測(cè)方法，用于檢測(cè)特種設(shè)備，如今TOFD檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于施工工程、核工業(yè)設(shè)備、電力設(shè)備、壓力容器設(shè)備等特殊設(shè)備的檢測(cè)。TOFD檢測(cè)技術(shù)的掃描系統(tǒng)中包括了不同的接線，包含了檢測(cè)儀的探頭、掃描器以及主機(jī)，其中大部分的檢測(cè)任務(wù)均是由主機(jī)承擔(dān)，而傳輸信號(hào)并將接受的信號(hào)放大并過(guò)濾主要是由掃描器負(fù)責(zé)。TOFD檢測(cè)技術(shù)主要是對(duì)檢測(cè)對(duì)象完成自身的缺陷檢測(cè)，并將最終的檢測(cè)結(jié)果存儲(chǔ)在相應(yīng)的儀器中，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的分析與處理。

TOFD檢測(cè)技術(shù)是在20世紀(jì)70年代由英國(guó)Harwell無(wú)損檢測(cè)中心提出的，該技術(shù)所應(yīng)用的檢測(cè)原理主要是根據(jù)從被檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)中端角處接受一宗衍射過(guò)來(lái)的能量，進(jìn)而檢測(cè)出設(shè)備存在的缺陷，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備缺陷的準(zhǔn)確定量。在使用TOFD檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)設(shè)備的過(guò)程中，衍射波的信號(hào)強(qiáng)度低于發(fā)射波，且沒(méi)有固定的指示定向，其工作原理主要是衍射波通過(guò)探頭接收信號(hào)，測(cè)算出具體脈沖入射過(guò)程中產(chǎn)生的傳播時(shí)間，進(jìn)而推測(cè)出缺陷產(chǎn)生的方向與缺陷的自身厚度。

二、我國(guó)壓力容器行業(yè)TCFD檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及局限性

（一）TOFD檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

我國(guó)壓力容器朝著越來(lái)越大型化的方向發(fā)展，許多大型的壓力容器受運(yùn)輸條件的限制而很難進(jìn)行整體運(yùn)輸，再加上受到現(xiàn)場(chǎng)放射線的影響，會(huì)在一定程度上大大增加某些容器缺陷檢測(cè)的困難，進(jìn)而增加檢測(cè)的成本。而TOFD檢測(cè)技術(shù)彌補(bǔ)了射線檢測(cè)中存在的種種不足之處，其探頭具有較寬的覆蓋范圍，能夠?qū)θ毕葑陨砀叨冗M(jìn)行精確的測(cè)定，對(duì)各種缺陷的檢測(cè)都具有較高的靈敏度，還能夠保存缺陷圖像。采用TOFD檢測(cè)技術(shù)避免了在檢測(cè)過(guò)程中額外對(duì)容器采取其他的防護(hù)措施，大大的減少了傳統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備所花費(fèi)的人力、財(cái)力以及物力等，降低了耗材的巨大開(kāi)銷，節(jié)省了曝光室的修建費(fèi)用，同時(shí)使工作人員夜間工作的現(xiàn)狀也得到了改變，提高了工作的進(jìn)程與效率，TOFD檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)成為了現(xiàn)場(chǎng)制造厚壁大型容器無(wú)損檢測(cè)方法的首選。

（二）TOFD檢測(cè)技術(shù)的局限性

TOFD檢測(cè)技術(shù)在壓力容器行業(yè)的應(yīng)用存在著技術(shù)上面的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也具有一些不可忽略的缺點(diǎn)，自身存在著一定的局限性，例如難以解釋缺陷性質(zhì)、夸大了一些危險(xiǎn)性不大的缺陷、可能會(huì)漏檢一些橫向裂紋等等。具體來(lái)說(shuō)主要表現(xiàn)為：一些檢測(cè)范圍可能會(huì)存在一定的盲區(qū)，利用TOFD檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)后的掃描圖像顯示，有時(shí)會(huì)難以很好的定性一些容器出現(xiàn)的缺陷；部分容器檢測(cè)后的掃描圖像較為復(fù)雜難易讀懂，必須是擁有極為豐富的工作經(jīng)驗(yàn)的人員才能讀懂；實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中，可能會(huì)由于橫向缺陷檢測(cè)的困難性而存在一些人為誤差。

三、TOFD檢測(cè)技術(shù)在我國(guó)壓力容器行業(yè)的應(yīng)用

TOFD在我國(guó)開(kāi)始得到廣泛應(yīng)用是在20世紀(jì)80年代中后期，隨著TOFD不斷地發(fā)展及應(yīng)用，TOFD逐漸代替了射線檢測(cè)，發(fā)展成為了一種獨(dú)立的檢測(cè)方法，在美國(guó)及歐洲國(guó)家得到廣泛應(yīng)用與認(rèn)可。我國(guó)在21世紀(jì)初開(kāi)始研究與應(yīng)用TOFD檢測(cè)技術(shù)，自2007年我國(guó)質(zhì)檢總局特設(shè)局發(fā)布了402號(hào)文件以來(lái)，TOFD檢測(cè)技術(shù)開(kāi)始在我國(guó)特種設(shè)備行業(yè)迅速發(fā)展并廣泛應(yīng)用起來(lái)。最早在國(guó)內(nèi)研究TOFD檢測(cè)技術(shù)的單位之一包括合肥通用機(jī)械研究院，在TOFD檢測(cè)技術(shù)的研究方面積累了大量豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。近些年來(lái)，我國(guó)多家無(wú)損檢測(cè)機(jī)構(gòu)相繼應(yīng)用TOFD檢測(cè)技術(shù)，在我國(guó)大型壓力容器制造過(guò)程中應(yīng)用TOFD檢測(cè)技術(shù)代替射線檢測(cè)。

TOFD檢測(cè)技術(shù)和射線檢測(cè)存在本質(zhì)上的差異，可能會(huì)產(chǎn)生一些不必要的誤會(huì)。目前對(duì)制造安裝的承壓設(shè)備質(zhì)量控制檢測(cè)來(lái)說(shuō)，該技術(shù)最好為厚壁容器，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，最大限度的提高其安全性。此外，為了漏檢表面或者近表面的缺陷，TOFD檢測(cè)技術(shù)還應(yīng)與表面檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合使用，以確保檢測(cè)的精確性與可靠性。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)大批的大型工程項(xiàng)目逐漸興起與建設(shè)，大直徑厚壁壓力容器越來(lái)越多，應(yīng)不斷的創(chuàng)新TOFD檢測(cè)技術(shù)，以更好地適應(yīng)壓力容器行業(yè)發(fā)展的需求。TOFD檢測(cè)技術(shù)能夠大大提高我國(guó)產(chǎn)品制造業(yè)在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力，TOFD檢測(cè)技術(shù)會(huì)在我國(guó)壓力容器行業(yè)得到更廣泛的應(yīng)用及發(fā)展。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)特種設(shè)備行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的加快，TOFD檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際的儀器質(zhì)量檢測(cè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。為了更好地改進(jìn)實(shí)際的生產(chǎn)技術(shù)，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，應(yīng)對(duì)TOFD檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行不斷地創(chuàng)新與改革，提高對(duì)該技術(shù)的研究以及創(chuàng)新工作，并不斷加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的完善，最大限度的保障特種設(shè)備在使用過(guò)程中的質(zhì)量安全，減少不必要的安全事故的發(fā)生，確保人民群眾的生命及財(cái)產(chǎn)安全。

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