TOFD檢測技術(shù)在承壓類特種設(shè)備檢驗中的應(yīng)用研究

摘 要：現(xiàn)階段，常規(guī)無損檢測技術(shù)已經(jīng)無法滿足特種設(shè)備檢，驗要求，人們對TOFD檢測技術(shù)的重視度不斷提高。本文簡要介紹TOFD檢測技術(shù)概念，重點該技術(shù)在承壓類特種設(shè)備檢驗中的應(yīng)用，由于TOFD檢測技術(shù)具有較高的靈敏度與較強的可操作性，所以若是能夠發(fā)揮該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，便可增強檢測的準確性。

關(guān)鍵詞：TOFD檢測;承壓特種設(shè)備;檢測檢驗

TOFD檢測技術(shù)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(shù)對承壓類特種設(shè)備缺陷進行檢驗，得出的檢驗結(jié)果準確度比較高。由于社會經(jīng)濟與科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，加上有相關(guān)政策的支持，TOFD檢測技術(shù)在我國的應(yīng)用范圍不斷擴大，未來的應(yīng)用前景與市場相對廣闊。

1 TOFD檢測技術(shù)概述

TOFD（Time Of Flight Diffraction）檢測技術(shù)又被稱為超聲波衍射時差法，主要依靠從待檢設(shè)備內(nèi)部“端角”、“端點”等結(jié)構(gòu)處得到的衍射能量檢測缺陷。隨著該技術(shù)的研究深化程度不斷提高，已經(jīng)可以被廣泛應(yīng)用于缺陷檢測、定量、定位等環(huán)節(jié)中。TOFD檢測技術(shù)的應(yīng)用原理是“波的衍射現(xiàn)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(shù)在承壓類特種設(shè)備檢驗中的應(yīng)用

2.1 做好檢測準備

2.1.1 確定被檢區(qū)域

在利用TOFD檢測技術(shù)對承壓類特種設(shè)備進行檢驗之前，需要做好準備工作，首先工作人員應(yīng)提前確定被檢區(qū)域并進行有效標注，同時確定高度、寬度等參數(shù)的準確性。其次，將待檢設(shè)備的表面雜質(zhì)清理干凈，確保設(shè)備表面的清潔度符合TOFD檢測技術(shù)要求，防止影響檢測結(jié)果額的準確性。最后，在選擇耦合劑時，工作人員要根據(jù)特種設(shè)備表面材質(zhì)有針對性的選擇，目前應(yīng)用性比較強的耦合劑主要包括機油、甘油、化學(xué)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(zhì)量的關(guān)鍵，工作人員在應(yīng)用該技術(shù)之前需要先對這兩項影響參數(shù)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(shè)置靈敏度時應(yīng)立足于設(shè)備檢驗要求與人工反射體，針對不同衍射信號波幅調(diào)整靈敏度，通常會將比較弱的衍射信號波幅設(shè)置為40%-80%滿屏高。

2.2 確定掃查方式

應(yīng)用TOFD檢測技術(shù)對承壓類特種設(shè)備進行質(zhì)量檢驗時，出于質(zhì)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(yīng)用該掃查法時，工作人員應(yīng)先保證探頭在待檢設(shè)備兩側(cè)對稱分布，再沿著設(shè)備一定方向緩慢且連續(xù)移動探頭，為了避免出現(xiàn)漏檢現(xiàn)象，還需要工作人員重復(fù)操作該動作。對于需要分段掃描檢驗的特種設(shè)備，應(yīng)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(guān)鍵手段;針對特種設(shè)備的環(huán)形焊縫檢驗，若想保證檢驗結(jié)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(qū)域進行針對性檢驗，以此提高承壓類特種設(shè)備檢驗質(zhì)量。

2.3 基于實際設(shè)置參數(shù)

2.3.1 PRF（脈沖重復(fù)頻率）

在承壓類特種設(shè)備檢驗中應(yīng)用TOFD檢測技術(shù)，需要保證各項參數(shù)設(shè)置的合理性，對此工作人員應(yīng)結(jié)合實際情況設(shè)置PRF。PRF（脈沖重復(fù)頻率）是指在單位時間內(nèi)電壓脈沖激勵探頭晶片所發(fā)射出的超聲波脈沖次數(shù)，對檢驗質(zhì)量具有直接影響，增強該參數(shù)設(shè)置的合理性，是確保聲束無漏掃查全部應(yīng)檢區(qū)域的關(guān)鍵。超聲波信號主要由發(fā)射電路中的電壓脈沖激勵探頭晶片產(chǎn)生，由此可以證明超聲波信號在發(fā)射上呈現(xiàn)出明顯的間斷性，如果脈沖重復(fù)頻率過低，探頭的移動速度會大幅度提高，導(dǎo)致采集的圖像不完整，不僅造成嚴重的漏檢現(xiàn)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(xué)設(shè)置PRF。

2.3.2 脈沖寬度

對脈沖寬度參數(shù)進行設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化超聲波信號形狀的目的，對增強TOFD檢測技術(shù)的分辨力具有積極影響，極大程度上提高了檢驗結(jié)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(diào)整脈沖寬度便是調(diào)整不同周期的超聲波振動強弱，若是脈沖單周期數(shù)減少，脈沖寬度也會相應(yīng)縮小，導(dǎo)致TOFD檢測的衍射信號與分辨力減弱，影響最終檢驗質(zhì)量，因此工作人員要合理設(shè)置脈沖寬度，科學(xué)控制脈沖上升與下降時間。

3 結(jié)束語

綜上所述，在承壓類特種設(shè)備檢驗中應(yīng)用TOFD檢測技術(shù)，不僅能夠提高缺陷檢出率，還能對檢測數(shù)據(jù)進行保存，但在實際應(yīng)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(xiàn)象發(fā)生。為了確保TOFD檢測技術(shù)作用的充分發(fā)揮，需要做好準備工作，科學(xué)確定掃查方式，并基于實際設(shè)置各項參數(shù)。

參考文獻：

[1]宋南，柳浩.超聲波相控陣檢測技術(shù)在承壓特種設(shè)備焊縫檢驗中的應(yīng)用[J].特種設(shè)備安全技術(shù)，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(xué)，焊接技術(shù)與工程，研究方向：承壓類特種設(shè)備檢驗檢測及研究。