向綠色數字化檢測進軍
——中油檢測公司探索超聲波檢測技術應用紀實

■ 王繼光

工程建設

向綠色數字化檢測進軍
——中油檢測公司探索超聲波檢測技術應用紀實

■ 王繼光

提到焊縫射線檢測，人們往往談虎色變，在儀器工作時，因擔心身體受到傷害，要躲到數十米或百米以外的安全區域。

2010年以來，中國石油工程建設公司第一建設公司旗下的洛陽中油檢測有限公司（下稱中油檢測公司）在國內率先研發出TOFD、相控陣檢測壓力容器及管道焊縫的技術，對人體零傷害，可實現施工安裝與檢測作業同步進行，研發的成果正在形成影響國家工程檢測標準向更先進方向轉變的力量。

放眼全球，研發新技術，搭乘綠色檢測首班車

2010年初，中油檢測公司發現，世界上一些國家興起超聲波衍射時差法檢測技術（英文簡稱TOFD），這種技術利用超聲波作用于缺陷時能夠產生衍射波的原理來探測焊縫缺陷，其檢測靈敏度和準確度比射線高，且對人體零傷害。國內一些單位也在嘗試使用TOFD技術，但當時國家沒有制定相應標準，未被批準在焊縫檢測中使用。

得到信息后，中油檢測公司迅速成立研發小組，開展《TOFD技術在壓力容器焊縫檢測應用研究》課題研究。2010年10月，他們探索出TOFD在壓力容器焊縫上的檢測工藝；12月，我國正式實施衍射時差法超聲檢測標準。

“趕在國家行業標準頒發之前掌握新技術，使我們贏得市場競爭先機?！敝杏蜋z測公司副總工程師胡述超說。隨后，他們相繼將TOFD技術應用在大慶石化年25萬噸全密度聚乙烯裝置、寧夏石化年500萬噸煉油改擴建項目等工程中。經測算，所投入成本僅是同類工程采用射線檢測的三分之一。

研發組骨干、集團公司技能專家王業民介紹：采用TOFD檢測能實時反映檢測結果，而射線拍照要經過顯影、洗片等十幾道工序，一般等待至少24小時才能得到結果；一臺球罐用射線檢測，產生的焊縫底片用好幾個箱子才能裝完，而TOFD檢測用一個U盤就可以存儲，并能通過網絡傳輸，實現遠程評定焊縫質量。

據了解，目前工程建設中的球罐等壓力容器焊縫檢測，已全部使用了TOFD檢測技術。

前瞻思維，謀劃研發路，攀登檢測技術新高度

盡管中油檢測公司對《TOFD技術在壓力容器焊縫檢測應用研究》課題研發成功充滿喜悅，但他們仍保持危機感。

他們發現，在超聲波家族中，最早應用于醫學、軍事領域的相控陣技術，如果應用在工業無損檢測中，將比TOFD更先進：除了具備TOFD對人體無傷害、能實時反映檢測結果、可存儲至計算機等優點外，還能反映焊縫三維圖像，而TOFD只顯示二維圖像；且相控陣對焊縫檢測的可達性強、單次掃查即可檢測焊縫的全部信息，并能夠彌補TOFD檢測存在盲區的不足。

能不能將相控陣技術應用于容器焊縫檢測？裝置中的大壁厚管道越來越多，常規X射線檢測穿透力有限，采用伽馬射線安全防護困難，使用相控陣技術是否可行？經過論證，中油檢測公司認為都是可行的。

國內是否有可借鑒的技術？經過技術查新，中油檢測公司了解到：國內未見將相控陣應用于壁厚為8~200毫米壓力容器對接焊縫、角焊縫的檢測記載；也未見將TOFD和相控陣技術應用于壓力管道（包括彎頭、大小頭、三通等處）的對接焊縫檢測的記載。

這意味著中油檢測公司要成為“第一個吃螃蟹”的先行者，怎么開辟順暢的研發道路？鑒于TOFD檢測和相控陣檢測將長期并存的市場認知，單位班子提出：先展開相控陣技術應用于容器焊縫檢測研究，隨后研究TOFD檢測管道技術，積累經驗后，再研發相控陣檢測管道技術。按照構想，2011年1月、2012年1月、2013年1月，三項技術研發相繼啟動。

匠心筑夢，勇于吃螃蟹，儲備未來競爭新實力

三項科技研發中，難度最大的是適用于管道的檢測。

適用于管道檢測的掃查器，要能夠沿管道圓周方向行走，并精確記錄行走距離。這樣的構想在直管上容易實現，但在彎頭、大小頭、三通表面行走，不僅困難多，且探頭不易耦合。小組成員通過改變磁輪間距，增大探頭支架上下位移距離等改進設計方案，制作出理想的掃查器。

在實驗室研究相控陣檢測管道技術

研發出管道焊縫TOFD檢測自動掃查器并投入實踐

經過不懈努力，三項科研課題均圓滿結題，還獲得“一種多功能雙通道焊縫超聲波檢測掃查器”等兩項發明專利授權，“一種用于管道環焊縫超聲相控陣檢測裝置的磁力輪裝置”等6項實用新型專利授權。

研發小組在錦州石化年160萬噸焦化裝置工藝管道中試用TOFD檢測技術；在云南石化年210萬噸蠟油加氫裝置高壓管道焊縫中試用相控陣檢測技術，均獲成功，受到業主好評。

國家至今未出臺TOFD和相控陣應用于管道檢測的標準和法規。中油檢測公司副經理兼總工程師龔華說：研發新技術是為未來發展儲備實力，我們編制的三項技術企業標準有較大升級潛力，目前TOFD應用于管道檢測的標準已確定為集團公司標準，可以在集團公司內部工程建設中使用。一旦國家頒布相關法規，我們的檢測技術將占領檢測市場的前沿。

目前，中油檢測公司正在開展《無損檢測工程在線信息管理系統的開發和應用》課題研究，實現TOFD和相控陣檢測焊縫信息網上審核等功能。搭載“互聯網+”的快車，該公司的檢測技術正向更高更遠的方向發展。