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，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檢測技術就能及時檢測球罐的缺陷，避免發生重大影響。該文將對TOFD檢測系統的原理進行初步分析，概述了TOFD檢測工藝的優點和局限性，闡述了球罐TOFD檢測技術的具體流程，充分了解它的工作原理，希望能為相關人員提供參考。

關鍵詞：球形儲罐? 定期檢驗? TOFD檢測

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

在許多化工企業我們都能看到球罐，這些球罐一般是作為一種容器，它主要是存儲一些化學物質。但是在長期的儲存過程中，球罐中存儲的化學物質就會與球罐本身發生化學反應，造成球罐被腐蝕而破損，導致化學物質泄漏，從而引發重大災難性的安全事故[1]。可想而知，球罐的定期檢測是至關重要的。

1? TOFD的檢測系統

1.1 TOFD檢測的儀器

TOFD儀器作為TOFD檢測系統重要的一部分。在實際工作當中，它能對參數進行相應的調整和分析。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試，從而將脈沖幅度和持續的時間達到最合適的狀態[2]。

1.2 TOFD檢測探頭要求

TOFD檢測系統對TOFD檢測探頭有著嚴格的要求。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一發一收的功能。其次，必須保證TOFD探頭標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格。再次，這對于探頭峰值回波測試中，必須將探頭脈沖持續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，這兩者有機結合。最后，一定要控制好單晶片的規格。將探頭的實測中心頻率和探頭標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一些，它一般是由工程聲學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，在檢測當中能夠及時發現工件的缺陷。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動機構、編碼器、探頭夾持機器以及導向機構。探頭夾持機器主要是用來調整和設置探頭中心的位置，讓探頭間距保持平衡。編碼器用來配置同步數據，驅動機構和導向機構分別是用來驅動裝置和導向數據的。

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格的檢測流程進行。它的檢測流程一般分為這幾個環節：先確定檢測目的和檢測的區域，然后焊接接頭兩側的劃線，接著選取和設置合適的探頭，做好檢測準備，再進行校準檢測系統，然后采用非平行掃查收集數據，再對數據進行分析解釋，最后精確地測量出缺陷。

2.2 檢查準備

在開始球罐檢測之前，必須先做好檢測準備。檢測準備主要是檢查工件表面是否平整，將探頭移動區的油垢、灰塵、鐵屑等其他雜質進行徹底清除。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，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是否能在一定的溫度下保證檢測的穩定性和可靠性[4]。

2.3 檢查的區域

檢測區域的表政有高度和寬度，檢測區域的高度就是工件的厚度。在檢測區域中，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各25mm的距離[5]。這是檢測技術重點的排查區，TOFD檢測技術將整個檢測區域覆蓋，然后進行檢測恢復。若是有沒有覆蓋到的檢測區域，就可以另外添加輔助檢測，其目的就是為了實現檢測恢復。

3? TOFD檢測工藝的優點和局限性

3.1 TOFD檢測工藝的優點

在球罐定期檢查中之所以采用TOFD檢測技術，是因為它具備許多的優點以及良好的性能。相比于較為常見的脈沖回波超聲檢測技術更先進得多，TOFD技術比脈沖回波超聲檢測技術有著更強的可靠性，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，并且這種檢測技術使用的成本還比較低，非常符合環保體系社會的需求。TOFD檢測技術對于缺陷的判斷性和定量檢查較為精準，能讓球罐定期檢測更加高效。同時，TOFD檢測技術還可以彌補監控缺陷的拓展，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用前景[6]。

3.2 TOFD檢測工藝的局限性

雖然TOFD監測技術已經非常先進，但是這其中也存在著一定的局限性。TOFD檢測技術存在著一定的視野盲區，在檢查元件表面的時候，這種檢測技術存在一定的表面盲區不能全面檢測元件表面。雖然TOFD檢測技術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分都非常精確，但是在對于缺陷的性質方面，TOFD檢測技術就不能精確判斷。同時，TOFD檢測技術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檢測技術無法實現對橫向缺陷的檢測。TOFD檢測技術在圖像的認識和識別中存在很大的困難，這種技術在處理數據時沒有豐厚的經驗，因此在圖像處理中常常出現錯誤，這嚴重降低了球罐定期檢測的質量。

4? 結語

綜上所述，隨后幾年里TOFD檢測技術推廣出來，它作為一種新型的檢測技術，贏得了該行業的認可，很快就被推廣到許多化工應用當中，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，常虎，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，王安軍，等.TOFD檢測技術下丙烷球罐施工的難點及質量控制措施[J].焊接技術，2015，44（7）：73-75，6.

[3] 陳學東，崔軍，章小滸，等.我國壓力容器設計、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，劉福錄，等.15000m3天然氣球罐設計[J].化工機械，2015，42（3）：368-370，375.

[5] 張利軍.TOFD檢測技術在用球罐定期檢驗中的應用[J].中國石油和化工標準與質量，2017，37（14）：150-151，154.

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