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1、TOFD检测技术和RT检测技术在焊接接头检测中的对比实验徐生东1 张鹏林2 （1.兰州石化公司建设公司 甘肃兰州730060；2.兰州理工大学材料工程学院 甘肃兰州 730060）摘要：本文介绍了TOFD 技术的基本概念、原理、特点，以及TOFD与RT技术对比试验结果等，并提出承压设备焊接检测工作使用TOFD 技术替代射线方法的新局面。关键词：TOFD技术 标准 射线检测 检测能力 对比试验 应用效果TOFDdetection and RTdetectiontechnology in the weldingexperimentsofjointdetectionXu Shengdong 1 Zh
2、ang Penglin 2(1Petrochemical Industries Co of Lanzhouconstruction company GansuLanzhou 730060;2College of materials engineeringLanzhou University of TechnologyGansuLanzhou730060)Abstract: This paper introduces the basic concepts of TOFD technology, principle, characteristics, and the TOFD and RT tec
3、hnology in comparison to the experimental results, and proposes the bearing pressure equipment welding inspection work using TOFD technology instead of X-ray method a new situation.Key words: TOFD technology standard ray detection ability contrast experiment and application effects1 概述由于TOFD的缺陷高检出率和
4、缺陷深度定位的准确性以及检测的高效率，TOFD技术在国内已用于天然气管道、加氢反应器等焊缝的检测。与X射线检测技术相比，TOFD技术更为直接、检测更快捷、准确度更高、可重复性更好，无需更多的安全防护措施，并能检测出X射线无法检测到的缺陷等特点。为验证TOFD检测技术相对于RT检测技术的优越性，以及在承压设备对接焊缝上的适用性，我们分别在焊接试板及承压设备筒体对接焊缝上联合进行了TOFD与RT检测能力对比试验。使用欧宁检测技术有限公司的Olympus检测系统，试验取得了较好的效果，并已成功地用于承压设备焊缝的检测2 TOFD的技术特点及原理TOFD技术作为一种较新的超声波检测技术，不同于以往的超
5、声脉冲反射法和声波穿透法等技术，它利用的是在固体中声速最快的纵波在缺陷端角和端点产生的衍射来进行检测。在焊缝两侧，将一对频率、尺寸和角度相同的纵波斜探头相向对称放置，一个作为发射探头，另一个作为接受探头。发射探头发射的纵波从侧面入射被检焊缝断面。部分波束沿近表面传播被接受探头接受，部分波束经底面反射后被接受探头接受，通过各个声波信号之间到达的时间差并形成特殊TOFD图象，显示缺陷位置、高度、形状等信息。特点是成像直观，检测速度快，能全程记录检测过程并可实现数据回放。在无缺陷部位，接收探头会接收到沿试件表面传播的侧向波和底面反射波。而有缺陷存在时，在上述两波之间，接收探头会接收到缺陷上端部和下端
6、部的衍射波。TOFD技术作为超声检测是可行的，其可靠性和精度要高于常规超声脉冲反射检测技术。相比常规的脉冲反射技术，当时的TOFD技术有几个最明显的不同，一是很高的定量精度，绝对误差1mm，而裂纹监测的误差0.3mm；二是对缺陷的方向和角度不敏感；三是对缺陷的定量不是基于信号的波幅，而是基于缺陷尖端衍射信号的声程和时间。3 对比试验3.1 焊接试板的TOFD、RT检测3.1.1 焊接试板的工艺参数如下表：焊接试板的工艺参数试板编号材质板厚（mm）规格（mm）数量坡口形式焊接方法B2 B3 B4Q245RT=605006003X型SMAW3.1.2 焊接试板的TOFD检测（1）焊接试板采用两通道
7、非平行扫差方式进行检测。（2）检测区域为焊缝本身宽度加焊缝两侧热影响区范围。（3）焊接试板TOFD检测工艺参数如下表：焊接试板TOFD检测工艺参数频率晶片尺寸楔块角度探头延迟探头中心间距灵敏度设置扫查增量通道15MHz6mm705.2s76 mm直通波80%1mm通道25MHz6mm605.2s144 mm底波80%+25dB1mm（4） 检测数据的采集，对于确认为是相关显示的，应进行分类并测定其位置和尺寸，主要采集的数据有缺陷位置、缺陷长度、缺陷深度、缺陷自身高度。3.1.3 焊接试板的RT检测（1）焊接试板采用单壁单影Ir-192射线进行RT检测，照像质量等级AB级。（2）焊接试板RT检测
8、工艺参数如下表：A焊接试板RT检测工艺参数源种类Ir192设备型号DL-IID焦点尺寸33mm透照厚度(mm)52像质指数8透照方式纵缝单壁实际L3(mm)250拍片张(张)3源 活 (Ci)70曝光时间min19分胶片牌号柯达胶片AA400胶片规格80300像质计型号Fe (6-12)冲洗方式手工增感屏铅前0.1mm显、定影温度202显、定影时间5/15分钟后0.1mm（3） 底片上,定位和识别标记影像应显示完整、位置正确，底片评定范围内的黑度D应符合2.0D4.0，底片评定范围内不应存在干扰缺陷影像识别的水迹、划痕、斑纹等伪缺陷影像。（4） 检测数据的采集，对于确认为是相关显示的，应进行分
9、类并测定其位置和尺寸，主要采集的数据有缺陷性质、缺陷位置、缺陷长度。3.2 承压设备纵、环焊缝TOFD、RT检测： 3.2.1 承压设备纵、环焊缝工艺参数如下表：承压设备纵、环焊缝工艺参数：焊缝编号材质板厚（mm）焊缝长度（mm）数量坡口形式焊接方法环焊缝C1-1Q245RT=322501X型SMAW纵焊缝C1-2Q245RT=322501X型SMAW3.2.2 承压设备纵、环焊缝的TOFD检测。（1） 承压设备纵、环焊缝采用单通道非平行扫差方式进行检测。（2） 检测区域为焊缝本身宽度加焊缝两侧热影响区范围。（3） 承压设备纵、环焊缝TOFD检测工艺参数如下表：承压设备纵、环焊缝TOFD检测工
10、艺参数频率晶片尺寸楔块角度探头延迟探头中心间距灵敏度设置扫查增量通道15MHz6mm605.2s74mm直通波80%1mm（4）检测数据的采集，对于确认为是相关显示的，应进行分类并测定其位置和尺寸，主要采集的数据有缺陷位置、缺陷长度、缺陷深度、缺陷自身高度。3.2.3 承压设备纵、环焊缝的RT检测（1） 承压设备纵、环焊缝采用单壁单影Ir-192射线进行RT检测，照像质量等级AB级。（2）承压设备纵、环焊缝RT检测工艺参数如下表：承压设备纵、环焊缝RT检测工艺参数源种类Ir192设备型号DL-IID焦点尺寸33mm透照厚度(mm)32像质指数10透照方式单壁实际L3(mm)250拍片张(张)1
11、源 活 (Ci)70曝光时间min6分胶片牌号柯达胶片AA400胶片规格80300像质计型号Fe (6-12)冲洗方式手工增感屏铅前0.1mm显、定影温度202显、定影时间5/15分钟后0.1mm（3） 底片上,定位和识别标记影像应显示完整、位置正确，底片评定范围内的黑度D应符合2.0D4.0，底片评定范围内不应存在干扰缺陷影像识别的水迹、划痕、斑纹等伪缺陷影像。（4）检测数据的采集，对于确认为是相关显示的，应进行分类并测定其位置和尺寸，主要采集的数据有缺陷性质、缺陷位置、缺陷长度。4分析表征4.1焊接试板的检测对比分析4.1.1 B2焊接试板TOFD、RT检测，缺陷定位、缺陷定量分析。（1）
12、 B2焊接试板TOFD检测缺陷示意图如下：B2焊接试板TOFD检测缺陷示意图缺陷6缺陷5缺陷4缺陷3缺陷2缺陷1（2） B2焊接试板TOFD检测结果如下表: B2焊接试板TOFD检测结果序号焊缝编号焊缝厚度(mm)缺陷位置X(mm)长度L(mm)深度d1(mm)高度h(mm)1B260111192792B2601544526.903B2602681427.18.44B2604212436.605B2605554328.112.16B260448339.25.3（3） B2焊接试板RT检测缺陷示意图如下：B2焊接试板RT检测缺陷示意图缺陷2缺陷1缺陷3缺陷4（4） B2焊接试板RT检测结果如下表
13、:B2焊接试板RT检测结果序号检测部位编号底片 编号缺陷类型及数量1B21条形缺陷48mm2B21条形缺陷10mm3B22圆形缺陷12点4B23圆形缺陷30点4.1.2 B3焊接试板TOFD、RT检测，缺陷定位、缺陷定量分析。（1） B3焊接试板TOFD检测缺陷示意图如下：B3焊接试板TOFD检测缺陷示意图缺陷2缺陷3缺陷1（2）B3焊接试板TOFD检测结果如下表:序号焊缝编号焊缝厚度(mm)缺陷位置X(mm)长度L(mm)深度d1(mm)高度h(mm)1B360648826.4112B3602484883B3605454727.27.3 B3焊接试板TOFD检测结果（3） B3焊接试板RT检测缺陷示意图如下：B3焊接试板RT检测缺陷示意图缺陷1缺陷2缺陷3（4）B3焊接试板RT检测结果如下表:B3焊接试板RT检测结果序号检测部位编号底片 编号缺陷类型及数量1B31未焊透3002B32圆形缺陷3B33未熔合704.1.3 B4焊接试板TOFD、RT检测，缺陷定位、缺陷定量分析。（1） B4焊接试板TOFD检测缺陷示意图如下：B4焊接试板TOFD检测缺陷示意图 缺陷1缺陷1（2）B4焊接试板TOFD检测结果如下表:序号焊缝编号焊缝厚度(mm)缺陷位置X(mm)长度L
