關于TOFD盲區的試驗研究

(河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院 ， 河南 鄭州 450016)

關于TOFD盲區的試驗研究

李想

(河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院，河南鄭州450016)

TOFD檢測技術是一種新的無損檢測技術，因為盲區問題在特種設備檢測時不能單獨使用，必須與其它方法綜合運用。本文對TOFD檢測的盲區問題進行了較深入的研究，得出了在特種設備檢測時采用TOFD檢測、磁粉檢測和手工超聲波檢測相結合的方法，能夠較好地完成無損檢測的具體工藝問題。

盲區 ； TOFD ； 試塊 ； 技術參數 ； 信號

對公司投入使用的TOFD設備及探頭按現場檢測條件在盲區試塊上進行測試試驗，確定儀器及探頭檢測盲區的大小，為制定現場TOFD檢測專用工藝提供技術參數和盲區檢測解決方案。適用于公司投入現場TOFD檢測的相應TOFD儀器設備、探頭的檢測方法。

1 掃查面盲區的測試

1.1 測試方法

①根據現場檢測實際使用的設備、探頭和PCS等組裝設備并正確設置調整參數；②在盲區對比試塊上表面的人工缺陷(矩形槽、側孔)進行非平行掃查；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，如果能清晰發現則說明當前盲區小于人工缺陷深度，不能發現或不能清晰顯示說明當前盲區大于等于人工缺陷深度；④多次掃查，最終確定可見矩形槽、側孔的最小深度，以能夠識別的最小深度為該檢測系統的上表面盲區。

1.2 TOFD儀器、探頭的設置及測試結果

TOFD儀器、探頭及設置，測試結果見表1。

用T40 mm盲區試塊進行試驗，試驗結果如表2所示。

表1 測試結果

表2 試驗結果

其中：儀器型號，ISONIC-2008；儀器編號，804801304153；掃查裝置，手動掃查器；耦合劑機油；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 底面盲區的測試

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

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距離(PCS/2)；T，工件厚度，mm；h，底面盲區高度，mm。

底面檢測區域的底部盲區高度如表3所示。TOFD偏置非平行掃查底部盲區高度計算結果如表4所示。

表3 底面檢測區域的底部盲區高度

注：底部檢測寬度=底部焊縫寬度+焊縫兩側各10 mm。

表4 TOFD偏置非平行掃查底部盲區高度計算結果

注：底部檢測寬度=底部焊縫寬度+焊縫兩側各10 mm。

經計算驗證偏置量無論是取經驗值還是理論值均滿足檢測范圍內的底面盲區高度≤1 mm要求。

3 盲區的解決方法

3.1 掃查面盲區

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

3.2 底部盲區

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

偏移量計算公式：

b=X1-T×1/2[1-X2/(S2+T2)]

式中：T，最大深度(工件厚度T)；X1，底面檢測區域寬度的一半；S，焊縫中心道探頭入如射點距離(PCS/2)。

偏移后的盲區高度可根據偏移后盲區高度公式：

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距離(PCS/2)。

4 手工UT檢測試驗記錄、結果

使用的檢測設備、工藝參數和檢測結果如表5所示。儀器型號，H610e；儀器編號，H610e3289；標準試塊，CSK-IA、ⅢA；耦合劑，機油。

5 盲區試塊側孔MT檢測的記錄、結果

使用的檢測設備和工藝參數如表6所示。

表5 手工UT檢測試驗記錄、結果

表6 盲區試塊側孔MT檢測的記錄、結果

檢測結果：深度為3 mm的側孔，有磁痕顯示，長度40 mm；深度為4 mm的側孔，無磁痕顯示；深度>4 mm的其它側孔，無磁痕顯示。

6 結論

對掃查面存在的盲區，高度≤3 mm的按公司LYXL-ZYZDS-20的磁粉檢測通用工藝進行輔助檢測，能夠發現相應缺陷；對4 mm以上的缺陷不能有效檢出。因此，當TOFD盲區深度≤3 mm時，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，按公司LYXL-ZYZDS-11超聲波檢測工藝進行手工超聲檢測(UT)的輔助檢測，能夠發現相應缺陷。因此，當TOFD存在掃查面盲區時，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盲區，盲區高度≤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行輔助檢測，能夠發現相應缺陷；對4 mm以上的缺陷不能有效檢出。因此，當TOFD盲區深度≤3 mm時，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盲區，按公司LYXL-ZYZDS-11超聲波檢測工藝進行手工工超聲檢測(UT)的輔助檢測，能夠發現相應缺陷。因此，當TOFD存在底部盲區時，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盲區，可按公司衍射時差法檢測通用工藝要求，增加兩側偏置非平行掃查檢測，能夠發現相應缺陷。因此，當TOFD存在底部盲區時，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，從事特種設備檢驗工作，電話：15238086674。