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

摘 要：現(xiàn)階段，常規(guī)無損檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)無法滿足特種設(shè)備檢，驗(yàn)要求，人們對(duì)TOFD檢測(cè)技術(shù)的重視度不斷提高。本文簡要介紹TOFD檢測(cè)技術(shù)概念，重點(diǎn)該技術(shù)在承壓類特種設(shè)備檢驗(yàn)中的應(yīng)用，由于TOFD檢測(cè)技術(shù)具有較高的靈敏度與較強(qiáng)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(shì)，便可增強(qiáng)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：TOFD檢測(cè);承壓特種設(shè)備;檢測(cè)檢驗(yàn)

TOFD檢測(cè)技術(shù)主要利用缺陷端部的衍射波傳播時(shí)間差來檢測(cè)缺陷，具有相對(duì)較高的檢出率，利用該技術(shù)對(duì)承壓類特種設(shè)備缺陷進(jìn)行檢驗(yàn)，得出的檢驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度比較高。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(cè)技術(shù)在我國的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，未來的應(yīng)用前景與市場(chǎng)相對(duì)廣闊。

1 TOFD檢測(cè)技術(shù)概述

TOFD（Time Of Flight Diffraction）檢測(cè)技術(shù)又被稱為超聲波衍射時(shí)差法，主要依靠從待檢設(shè)備內(nèi)部“端角”、“端點(diǎn)”等結(jié)構(gòu)處得到的衍射能量檢測(cè)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(cè)、定量、定位等環(huán)節(jié)中。TOFD檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用原理是“波的衍射現(xiàn)象”，對(duì)圖1進(jìn)行分析，可以得知衍射方向并不取決于入射角且各個(gè)方向的傳播能量比較低。

2 TOFD檢測(cè)技術(shù)在承壓類特種設(shè)備檢驗(yàn)中的應(yīng)用

2.1 做好檢測(cè)準(zhǔn)備

2.1.1 確定被檢區(qū)域

在利用TOFD檢測(cè)技術(shù)對(duì)承壓類特種設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)之前，需要做好準(zhǔn)備工作，首先工作人員應(yīng)提前確定被檢區(qū)域并進(jìn)行有效標(biāo)注，同時(shí)確定高度、寬度等參數(shù)的準(zhǔn)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(cè)技術(shù)要求，防止影響檢測(cè)結(jié)果額的準(zhǔn)確性。最后，在選擇耦合劑時(shí)，工作人員要根據(jù)特種設(shè)備表面材質(zhì)有針對(duì)性的選擇，目前應(yīng)用性比較強(qiáng)的耦合劑主要包括機(jī)油、甘油、化學(xué)漿糊等。

2.1.2 校準(zhǔn)深度與靈敏度

深度與靈敏度是影響TOFD檢測(cè)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(duì)這兩項(xiàng)影響參數(shù)進(jìn)行核校。第一，深度校準(zhǔn)是指通過計(jì)算底面反射波與直通波之間的時(shí)間間隔對(duì)深度進(jìn)行核校;第二，靈敏度校準(zhǔn)主要依靠試塊對(duì)比法，在設(shè)置靈敏度時(shí)應(yīng)立足于設(shè)備檢驗(yàn)要求與人工反射體，針對(duì)不同衍射信號(hào)波幅調(diào)整靈敏度，通常會(huì)將比較弱的衍射信號(hào)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(cè)技術(shù)對(duì)承壓類特種設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，出于質(zhì)量與效率考慮，最好基于實(shí)際情況確定掃查方式，當(dāng)前常用的掃查方式是非平行掃查法。在應(yīng)用該掃查法時(shí)，工作人員應(yīng)先保證探頭在待檢設(shè)備兩側(cè)對(duì)稱分布，再沿著設(shè)備一定方向緩慢且連續(xù)移動(dòng)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(dòng)作。對(duì)于需要分段掃描檢驗(yàn)的特種設(shè)備，應(yīng)確保每個(gè)檢驗(yàn)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(duì)特種設(shè)備的環(huán)形焊縫檢驗(yàn)，若想保證檢驗(yàn)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(duì)某些可能存在缺陷的重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行針對(duì)性檢驗(yàn)，以此提高承壓類特種設(shè)備檢驗(yàn)質(zhì)量。

2.3 基于實(shí)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(yàn)中應(yīng)用TOFD檢測(cè)技術(shù)，需要保證各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置的合理性，對(duì)此工作人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置PRF。PRF（脈沖重復(fù)頻率）是指在單位時(shí)間內(nèi)電壓脈沖激勵(lì)探頭晶片所發(fā)射出的超聲波脈沖次數(shù)，對(duì)檢驗(yàn)質(zhì)量具有直接影響，增強(qiáng)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(hào)主要由發(fā)射電路中的電壓脈沖激勵(lì)探頭晶片產(chǎn)生，由此可以證明超聲波信號(hào)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(dòng)速度會(huì)大幅度提高，導(dǎo)致采集的圖像不完整，不僅造成嚴(yán)重的漏檢現(xiàn)象，還會(huì)增加不同脈沖信號(hào)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(duì)脈沖寬度參數(shù)進(jìn)行設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化超聲波信號(hào)形狀的目的，對(duì)增強(qiáng)TOFD檢測(cè)技術(shù)的分辨力具有積極影響，極大程度上提高了檢驗(yàn)結(jié)果的精確度。超聲波脈沖寬度的計(jì)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(dòng)強(qiáng)弱，若是脈沖單周期數(shù)減少，脈沖寬度也會(huì)相應(yīng)縮小，導(dǎo)致TOFD檢測(cè)的衍射信號(hào)與分辨力減弱，影響最終檢驗(yàn)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(shí)間。

3 結(jié)束語

綜上所述，在承壓類特種設(shè)備檢驗(yàn)中應(yīng)用TOFD檢測(cè)技術(shù)，不僅能夠提高缺陷檢出率，還能對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，但在實(shí)際應(yīng)用過程中需要注意在表面檢測(cè)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(cè)技術(shù)作用的充分發(fā)揮，需要做好準(zhǔn)備工作，科學(xué)確定掃查方式，并基于實(shí)際設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋南，柳浩.超聲波相控陣檢測(cè)技術(shù)在承壓特種設(shè)備焊縫檢驗(yàn)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(yàn)檢測(cè)及研究。