TOFD检测技术在承压类特种设备检验中的应用研究

摘 要：现阶段，常规无损检测技术已经无法满足特种设备检，验要求，人们对TOFD检测技术的重视度不断提高。本文简要介绍TOFD检测技术概念，重点该技术在承压类特种设备检验中的应用，由于TOFD检测技术具有较高的灵敏度与较强的可操作性，所以若是能够发挥该技术的应用优势，便可增强检测的准确性。

关键词：TOFD检测;承压特种设备;检测检验

TOFD检测技术主要利用缺陷端部的衍射波传播时间差来检测缺陷，具有相对较高的检出率，利用该技术对承压类特种设备缺陷进行检验，得出的检验结果准确度比较高。由于社会经济与科学技术快速发展，加上有相关政策的支持，TOFD检测技术在我国的应用范围不断扩大，未来的应用前景与市场相对广阔。

1 TOFD检测技术概述

TOFD（Time Of Flight Diffraction）检测技术又被称为超声波衍射时差法，主要依靠从待检设备内部“端角”、“端点”等结构处得到的衍射能量检测缺陷。随着该技术的研究深化程度不断提高，已经可以被广泛应用于缺陷检测、定量、定位等环节中。TOFD检测技术的应用原理是“波的衍射现象”，对图1进行分析，可以得知衍射方向并不取决于入射角且各个方向的传播能量比较低。

2 TOFD检测技术在承压类特种设备检验中的应用

2.1 做好检测准备

2.1.1 确定被检区域

在利用TOFD检测技术对承压类特种设备进行检验之前，需要做好准备工作，首先工作人员应提前确定被检区域并进行有效标注，同时确定高度、宽度等参数的准确性。其次，将待检设备的表面杂质清理干净，确保设备表面的清洁度符合TOFD检测技术要求，防止影响检测结果额的准确性。最后，在选择耦合剂时，工作人员要根据特种设备表面材质有针对性的选择，目前应用性比较强的耦合剂主要包括机油、甘油、化学浆糊等。

2.1.2 校准深度与灵敏度

深度与灵敏度是影响TOFD检测质量的关键，工作人员在应用该技术之前需要先对这两项影响参数进行核校。第一，深度校准是指通过计算底面反射波与直通波之间的时间间隔对深度进行核校;第二，灵敏度校准主要依靠试块对比法，在设置灵敏度时应立足于设备检验要求与人工反射体，针对不同衍射信号波幅调整灵敏度，通常会将比较弱的衍射信号波幅设置为40%-80%满屏高。

2.2 确定扫查方式

应用TOFD检测技术对承压类特种设备进行质量检验时，出于质量与效率考虑，最好基于实际情况确定扫查方式，当前常用的扫查方式是非平行扫查法。在应用该扫查法时，工作人员应先保证探头在待检设备两侧对称分布，再沿着设备一定方向缓慢且连续移动探头，为了避免出现漏检现象，还需要工作人员重复操作该动作。对于需要分段扫描检验的特种设备，应确保每个检验段的重叠长度大于等于20mm，这是避免漏检的关键手段;针对特种设备的环形焊缝检验，若想保证检验结果符合要求，工作人员用在焊缝起始位置约20mm处开始扫描;若是焊缝为T型，还需要对某些可能存在缺陷的重点区域进行针对性检验，以此提高承压类特种设备检验质量。

2.3 基于实际设置参数

2.3.1 PRF（脉冲重复频率）

在承压类特种设备检验中应用TOFD检测技术，需要保证各项参数设置的合理性，对此工作人员应结合实际情况设置PRF。PRF（脉冲重复频率）是指在单位时间内电压脉冲激励探头晶片所发射出的超声波脉冲次数，对检验质量具有直接影响，增强该参数设置的合理性，是确保声束无漏扫查全部应检区域的关键。超声波信号主要由发射电路中的电压脉冲激励探头晶片产生，由此可以证明超声波信号在发射上呈现出明显的间断性，如果脉冲重复频率过低，探头的移动速度会大幅度提高，导致采集的图像不完整，不仅造成严重的漏检现象，还会增加不同脉冲信号相互干扰的可能性，因此工作人員必须科学设置PRF。

2.3.2 脉冲宽度

对脉冲宽度参数进行设置能够实现优化超声波信号形状的目的，对增强TOFD检测技术的分辨力具有积极影响，极大程度上提高了检验结果的精确度。超声波脉冲宽度的计算公式是“脉冲单周期×脉冲长度”，故而调整脉冲宽度便是调整不同周期的超声波振动强弱，若是脉冲单周期数减少，脉冲宽度也会相应缩小，导致TOFD检测的衍射信号与分辨力减弱，影响最终检验质量，因此工作人员要合理设置脉冲宽度，科学控制脉冲上升与下降时间。

3 结束语

综上所述，在承压类特种设备检验中应用TOFD检测技术，不仅能够提高缺陷检出率，还能对检测数据进行保存，但在实际应用过程中需要注意在表面检测方面存在的局限性，以此避免漏检现象发生。为了确保TOFD检测技术作用的充分发挥，需要做好准备工作，科学确定扫查方式，并基于实际设置各项参数。

参考文献：

[1]宋南，柳浩.超声波相控阵检测技术在承压特种设备焊缝检验中的应用[J].特种设备安全技术，2018（02）：52-55.

作者简介：

刘冬保（1987- ），男，汉族，江西新余人，本科，工程师，南昌航空大学，焊接技术与工程，研究方向：承压类特种设备检验检测及研究。