球形儲罐定期檢驗中的TOFD檢測

鐘勇軍

摘? 要：在球罐定期檢測中通常會采用TOFD檢測技術(shù)，這能達到良好的檢測效果。通常我們在使用球罐等壓力容器的時候，由于外界因素造成了容器被腐蝕，從而形成了缺陷引起了重大事故。因此，TOFD檢測技術(shù)就能及時檢測球罐的缺陷，避免發(fā)生重大影響。該文將對TOFD檢測系統(tǒng)的原理進行初步分析，概述了TOFD檢測工藝的優(yōu)點和局限性，闡述了球罐TOFD檢測技術(shù)的具體流程，充分了解它的工作原理，希望能為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：球形儲罐? 定期檢驗? TOFD檢測

中圖分類號：TG115.28 ? ?文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）09（a）-0047-02

在許多化工企業(yè)我們都能看到球罐，這些球罐一般是作為一種容器，它主要是存儲一些化學(xué)物質(zhì)。但是在長期的儲存過程中，球罐中存儲的化學(xué)物質(zhì)就會與球罐本身發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成球罐被腐蝕而破損，導(dǎo)致化學(xué)物質(zhì)泄漏，從而引發(fā)重大災(zāi)難性的安全事故[1]?？上攵?，球罐的定期檢測是至關(guān)重要的。

1? TOFD的檢測系統(tǒng)

1.1 TOFD檢測的儀器

TOFD儀器作為TOFD檢測系統(tǒng)重要的一部分。在實際工作當(dāng)中，它能對參數(shù)進行相應(yīng)的調(diào)整和分析。TOFD儀器在掃描過程中能提供A掃描和B掃描以及D掃描的圖像，能保證其水平線性誤差不超過1%，能將垂直線性誤差降到5%以下。TOFD儀器可以實現(xiàn)單向或者雙向方波脈沖提供激勵電壓，這對其脈沖寬度進行調(diào)試，從而將脈沖幅度和持續(xù)的時間達到最合適的狀態(tài)[2]。

1.2 TOFD檢測探頭要求

TOFD檢測系統(tǒng)對TOFD檢測探頭有著嚴(yán)格的要求。對于超聲TOFD探頭來說，它必須滿足以下要求：首先，必須使用TOFD探頭，將它放置相對位置實現(xiàn)一發(fā)一收的功能。其次，必須保證TOFD探頭標(biāo)稱的頻率保持在同一水平，并且探頭對的晶片也必須是相同的規(guī)格。再次，這對于探頭峰值回波測試中，必須將探頭脈沖持續(xù)時間保持在兩個周期左右。同時，探頭必須采用兩種：一種是聚焦探頭;另一種是非聚焦探頭。在使用過程中聚焦探頭一般是用來提高分辨率的，而非聚焦探頭則是用來檢測球罐缺陷的，這兩者有機結(jié)合。最后，一定要控制好單晶片的規(guī)格。將探頭的實測中心頻率和探頭標(biāo)稱頻率的誤差降低到10%以下。

1.3 TOFD檢測用試塊

TOFD檢測用試塊分為兩種：一種是對比試塊;另一種是模擬試塊。

首先，對比試塊。它的檢測效果要更精準(zhǔn)一些，它一般是由工程聲學(xué)性能相同或者相近的材料制作而成的，它的外形能夠滿足掃查裝置的掃查要求，并且對比試塊的厚度與工件的厚度相同[3]。

其次，模擬試塊。模擬試塊一般是被用于檢測工業(yè)進行驗證實驗，這通常是采用焊接工藝自備而成的，在檢測當(dāng)中能夠及時發(fā)現(xiàn)工件的缺陷。同時它也滿足掃查裝置的要求，但它的厚度要比工件的厚度大或者小。模擬試塊的厚度大約為工件的0.9～1.3倍，且最大差值不能大于25mm。

1.4 TOFD檢測掃查裝置的要求

TOFD檢測掃查裝置包括驅(qū)動機構(gòu)、編碼器、探頭夾持機器以及導(dǎo)向機構(gòu)。探頭夾持機器主要是用來調(diào)整和設(shè)置探頭中心的位置，讓探頭間距保持平衡。編碼器用來配置同步數(shù)據(jù)，驅(qū)動機構(gòu)和導(dǎo)向機構(gòu)分別是用來驅(qū)動裝置和導(dǎo)向數(shù)據(jù)的。

2? 球罐TOFD檢測具體的工藝

2.1 檢查程序

球罐TOFD檢測工藝必須按照嚴(yán)格的檢測流程進行。它的檢測流程一般分為這幾個環(huán)節(jié)：先確定檢測目的和檢測的區(qū)域，然后焊接接頭兩側(cè)的劃線，接著選取和設(shè)置合適的探頭，做好檢測準(zhǔn)備，再進行校準(zhǔn)檢測系統(tǒng)，然后采用非平行掃查收集數(shù)據(jù)，再對數(shù)據(jù)進行分析解釋，最后精確地測量出缺陷。

2.2 檢查準(zhǔn)備

在開始球罐檢測之前，必須先做好檢測準(zhǔn)備。檢測準(zhǔn)備主要是檢查工件表面是否平整，將探頭移動區(qū)的油垢、灰塵、鐵屑等其他雜質(zhì)進行徹底清除。這個過程一般還要采用一種耦合劑。這種耦合劑必須要有效且適用于檢測材料的介質(zhì)，一般情況下，我們采用水和纖維素漿糊以及油等作為耦合劑。在進行較準(zhǔn)時一定要保證耦合器與實際檢測用的耦合劑相同。同時還要考慮所選取的耦合介質(zhì)是否能在一定的溫度下保證檢測的穩(wěn)定性和可靠性[4]。

2.3 檢查的區(qū)域

檢測區(qū)域的表政有高度和寬度，檢測區(qū)域的高度就是工件的厚度。在檢測區(qū)域中，檢測寬度包括兩部分，一部分是焊縫本身，另一部分是焊縫融合線兩側(cè)各25mm的距離[5]。這是檢測技術(shù)重點的排查區(qū)，TOFD檢測技術(shù)將整個檢測區(qū)域覆蓋，然后進行檢測恢復(fù)。若是有沒有覆蓋到的檢測區(qū)域，就可以另外添加輔助檢測，其目的就是為了實現(xiàn)檢測恢復(fù)。

3? TOFD檢測工藝的優(yōu)點和局限性

3.1 TOFD檢測工藝的優(yōu)點

在球罐定期檢查中之所以采用TOFD檢測技術(shù)，是因為它具備許多的優(yōu)點以及良好的性能。相比于較為常見的脈沖回波超聲檢測技術(shù)更先進得多，TOFD技術(shù)比脈沖回波超聲檢測技術(shù)有著更強的可靠性，在檢測過程中更能精確、快速地檢測出缺陷。同時，TOFD檢測技術(shù)在使用過程中非常便捷、操作簡單，這非常方便控制人員進行操作，極大地提高了檢測的效率，并且這種檢測技術(shù)使用的成本還比較低，非常符合環(huán)保體系社會的需求。TOFD檢測技術(shù)對于缺陷的判斷性和定量檢查較為精準(zhǔn)，能讓球罐定期檢測更加高效。同時，TOFD檢測技術(shù)還可以彌補監(jiān)控缺陷的拓展，對于球罐上裂紋的增長，不能精確地判斷和測量，在球罐定期檢測中具有良好的應(yīng)用前景[6]。

3.2 TOFD檢測工藝的局限性

雖然TOFD監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)非常先進，但是這其中也存在著一定的局限性。TOFD檢測技術(shù)存在著一定的視野盲區(qū)，在檢查元件表面的時候，這種檢測技術(shù)存在一定的表面盲區(qū)不能全面檢測元件表面。雖然TOFD檢測技術(shù)具有很高的檢測效率，對于原件上表面和下表面開口缺陷的區(qū)分都非常精確，但是在對于缺陷的性質(zhì)方面，TOFD檢測技術(shù)就不能精確判斷。同時，TOFD檢測技術(shù)對于一些橫向的缺陷檢測也是比較困難的，橫向缺陷不同于表面缺陷，因此TOFD檢測技術(shù)無法實現(xiàn)對橫向缺陷的檢測。TOFD檢測技術(shù)在圖像的認(rèn)識和識別中存在很大的困難，這種技術(shù)在處理數(shù)據(jù)時沒有豐厚的經(jīng)驗，因此在圖像處理中常常出現(xiàn)錯誤，這嚴(yán)重降低了球罐定期檢測的質(zhì)量。

4? 結(jié)語

綜上所述，隨后幾年里TOFD檢測技術(shù)推廣出來，它作為一種新型的檢測技術(shù)，贏得了該行業(yè)的認(rèn)可，很快就被推廣到許多化工應(yīng)用當(dāng)中，在球罐檢測中能夠精確地檢測到缺陷，從而保證了球罐使用的安全性。

參考文獻

[1] 王清棟，陳輝華，?；?，等.JFE-HITEN610U2L鋼制丙烯球罐首次開罐檢驗與分析[J].化工機械，2014，41（1）：107-109，113.

[2] 韓清，王傳標(biāo)，王安軍，等.TOFD檢測技術(shù)下丙烷球罐施工的難點及質(zhì)量控制措施[J].焊接技術(shù)，2015，44（7）：73-75，6.

[3] 陳學(xué)東，崔軍，章小滸，等.我國壓力容器設(shè)計、制造和維護十年回顧與展望[J].壓力容器，2012，29（12）：1-23.

[4] 蘭小剛，高中穩(wěn)，劉福錄，等.15000m3天然氣球罐設(shè)計[J].化工機械，2015，42（3）：368-370，375.

[5] 張利軍.TOFD檢測技術(shù)在用球罐定期檢驗中的應(yīng)用[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2017，37（14）：150-151，154.

[6] 元亞明，葉宇峰，蔡剛毅，等.TOFD檢測技術(shù)在液化氣球罐定期檢驗中的應(yīng)用[J].廣州化工，2014，42（21）：163-165，176.