RT与TOFD影像（图谱）对比

齐文超

摘要：近几年，随着TOFD检测技术在国内日趋成熟，在实际的无损检测工作中，TOFD检测的所占比重越来越大。在现场检验检测过程中针对壁厚大于12mm的对接焊缝，人们通常采用超声波衍射时差法（TOFD）检测焊缝。

关键词：TOFD 检测 焊缝

现结合现场检测情况，将RT与TOFD检测实践中的一些见解归纳分析一下，不当之处欢迎指正，以便在实际工作中逐步改进和完善。

作为一个合格的无损检测人员，对在制设备焊接的RT无损检测中，正确的区别和识别未焊透、未熔合的影像是非常重要的，直接关乎缺陷返与不返。因为JB/T4730-

2005标准规定，管道和小径管单面焊允许未焊透，但不允许未熔合的存在，所以正确的区分未熔合与未焊透存在还保证了设备使用过程中安全运行。以下就是作者的总结：

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1 未熔合

未熔合，即母材金属与焊缝金属或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。未熔合的现象主要有根部未熔合、层间未熔合、坡口未熔合。

产生原因：一是焊接电流小于设计要求，焊速过快；二是所选择的焊接角度不符合工程要求，造成偏弧；三是焊接处于下坡焊，母材未熔化时铁水已覆盖形成的假焊；四是坡口表面存在氧化物、污物，使得母材无法与熔敷金属结合。

危害：未熔合是一种面积型缺陷，在交变应力的作用下，很容易引起焊缝开裂，危险系数仅次于裂纹。JB/T4730.2-2005标准中规定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级中都不允许未熔合存在。

RT影像特征与识别：由于影像和位置不同，只有透照方向与缺陷走向平行透照时才有明显的特征。坡口未熔合：其影像出现在焊缝两侧的边缘，靠近母材侧呈直线，轮廓分明，黑度大，靠近焊缝中心处呈不规则状且黑度较淡。层间未熔合：影像多为黑度不大的块状形状，不规则，常伴有夹渣的出现，且夹渣部位处的影像黑度较大，与焊缝表面的内凹和凹坑的影像相似。单面焊根部未熔合：影像出现在焊缝中间，形状在底片上坡口侧呈直线，规则，黑度大，中心侧呈曲状，黑度小。

TOFD显示特征与识别：层间未熔合的TOFD缺陷图像边缘有着模糊且不规则的轮廓，但是底波有显著的变化，可以直观的分析底波和变型波之间图像。如果缺陷过长，则极易与密集气孔或点状缺陷区分开；否则，不易区分上下端点。根据经平行扫描（或常规UT）确定的深度和水平位置能够对其性质进行大致的判定。坡口未熔合与壁厚中部的埋藏性缺陷虽然极为相似，但也有本质的区别，比如缺陷方向倾斜，沿坡口熔合面伸展，但是TOFD依然能有效成像；另外，由于缺陷的水平位置，上端点部分衍射波被埋在直通波中，但是通过直通波滤除后依然清晰可见。

2 未焊透

未焊透：指母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部的现象。有单面焊根部未焊透、双面焊未焊透及带垫板的单面焊未透。

产生原因：

①焊接电流过小，焊速过快，熔深浅；②坡口角度尺寸不合理，钝边余量太大，间隙过窄；③焊接角度不对引起的弧偏吹或层间与焊根清理不干净；④自动焊未开坡口时由于选择的电流不当或偏离焊道中心也会产生未焊透。

危害：

减少了焊缝有效截面，使接头强度下降，造成严重的应力集中，往往成为焊缝开裂的根源，造成严重的破坏。JB/T4730.2-2005标准规定，Ⅰ级焊缝不允许有未焊透，双面焊及带垫板的单面焊Ⅱ级、Ⅲ级焊缝不允许存在，对允许存在的JB/T4730.2-2005标准都做出了严格的要求。

RT影像特征与识别：单面焊的未焊透轮廓清晰、规则，如不考虑焊道偏离和透照方向的因素，其影像处在焊缝中心，呈黑线状，黑度均匀，两端无尖角，常伴有内凹、错口现象。双面焊未焊透影像在底片上是呈规则的黑线，黑度均匀，常伴有夹渣和链状气孔，其宽度和间隙基本相同，有时钝边也会有熔化的现象，其轮廓就会变得不太规则，呈圆弧形，中心处黑度大，边缘黑度小。带垫板的根部未焊透在底片上常出现在钝边侧，外形规则，呈直线状。

TOFD显示特征与识别：TOFD法对连续未焊透的定性也具有较高的准确性。因为未焊透衍射波也较强，且仅仅掺杂少量的杂波。TOFD图像亮度大，有着清晰的边缘轮廓，底波与变型波之间图像显示非常明显。可通过对A扫中的相位变化进行观察来判定其深度，再通过平行扫描（或常规UT）来获知其水平位置及坡口类型。对断续未焊透就需要对其水平位置、深度、坡口类型、焊接方式等进行综合分析才可以获知其大致的性质。

3 总结

在现场使用TOFD与RT、UT对比时，对其特点进行分析，通过用TOFD技术对缺陷定性的试验研究，得到如下结论：

①TOFD技术采用全波记录和图像显示，所以可以通过A扫描结合TOFD图谱的特征进行综合分析和解释，利用这些特征能够有效地对缺陷进行定性和定量。

②不同缺陷的TOFD检测图像在特点、相位和波形随位置变化情况方面都各有差异，据此可以区分缺陷的类型。但必须具备大量的现场经验才能对缺陷进行定性分析。

③在TOFD检测过程中要大量结合常规UT检测，才能对缺陷进行更准确更精确的定位及对缺陷性质的估判。

④在实际检测中TOFD检测区域会存在上下表面盲区，对上表面盲区可辅以MT及常规UT检测，对下表面盲区直接采取MT检测。条件允许的情况下可以进行双面检测来减少盲区。

⑤在实际检测工程中，工件厚度小于12mm或者管径小于169mm的尽量采用RT，TOFD对薄板检测因诸多客观原因效果并不理想。

⑥现标准TOFD检测没有做出定性的要求，标准中的缺陷指示进行了线状显示，点状显示和条状显示。在实际工作中作者对缺陷的定性分析只是推测，所以本文中所讲述的定性方法只是个人的一些建议，只供参考。

参考文献：

[1]陆兴娟，吴震宇.图像边缘检测算法研究[J].现代电子技术， 2010（06）.

[2]伊新.TOFD检测技术基本原理及其应用探讨[J].中国化工装备，2008（02）.

[3]李劲松，朱杰.超声波检测中缺陷数字成像方法及精确定位技术[J].电子测量技术，2001（01）.