1.衢州职业技术学院浙江衢州324000；2.衢州市特种设备检验中心浙江衢州324000
摘要：将TOFD检测技术应用在400m3液氨球罐壳板对接焊缝的无损检测中，文章介绍了TOFD检测技术的特点及检测的实施过程，总结了TOFD检测技术在操作现场时优缺点。
关键词：TOFD检测技术；工艺流程；焊缝检测
在对浙江某公司在役400m3液氨球罐定期检测过程中，由于现场人员较多，不宜采用射线检测探伤，故采用TOFD+UT检测取代射线检测对球罐球壳板对接焊缝进行无损检测探伤抽查。
1.TOFD检测技术特点
衍射时差法超声波检测法(TOFD)，以缺陷尖端对超声波的作用为基础，利用超声波的反射及绕射原理对金属部件进行检测[1]，用于缺陷的检测、定量和定位。
相比于射线检测、脉冲反射法超声波检测等传统检测技术，TOFD检测技术对焊缝缺陷的检出率更高，对缺陷方向性无要求，且对缺陷的定位精度高，检测速度更快[2]。
2.设备工况
该球罐由江联公司江西化工石油机械厂制造，球壳材质为16MnR，公称厚度40mm使用压力1.8MPa，介质为液氨，设备类别属于III类。详细设备的使用工况见表1：
3.液氨球罐TOFD检测工艺流程
3.1检测前准备
由使用单位在球罐内外部搭设安全可靠的脚手架，检验检测前由使用单位出具入罐证及动火证，检验检测人员在开展工作时应穿戴安全防护用品并佩戴安全带，以确保检验检测工作工作。
3.2检测设备及材料：
检测时使用由武汉中科创新技术股份有限公司研发的TOFD检测仪,型号汉威为HS810TOFD；耦合剂为工业浆糊。检查前准备好TOFD扫查架、探头夹持机构、驱动机构（带位置传感器）、TOFD专用对比试块、探头（5M,Φ6）以及63°楔块。
3.3确定检测区域：
球罐的主要结构为球壳和支座，由多块预成型的球瓣组焊加工成型。焊接时采用全位置焊接焊缝，气孔、裂纹、应力等缺陷容易在焊缝处集中，所以检测区域为焊缝整圈外表面。检测区域高度为工件焊接接头的厚度，宽度为焊缝本身及焊缝熔合线两侧各10mm。检测范围如图1所示。
3.4扫查面准备：
根据承压设备无损检测标准NB/T47013.10-2015要求[3]，探头移动区清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他杂物，并进行打磨去除表面油漆。打磨方法为先使用砂轮片进行打磨，再使用钢丝刷进行去毛刺处理。探头移动区表面应平整，便于探头的扫查，其表面粗糙度Ra值应不低于12.5μm。如果焊缝表面有咬边、较大的隆起和凹陷应进行适当的修磨，并作圆滑过渡。检测前在被检工件扫查面上标记扫查起始点和扫查方向。
3.5检测实施过程：
检测时选择非平行对称扫查方式，检测前直接在被检工件表面设置灵敏度，将直通波设定到满屏高的40%~80%为该次检测的灵敏度。对位置编码器进行校准。校准方法是使扫查器移动一定距离，将仪器显示位移与实际位移进行比较，其误差应小于1%。
扫查时确保实际扫查路径与拟扫查路径偏差不超过探头中心间距的10%。各段扫查区的重叠范围至少为20mm。扫查时应控制扫查速度确保能满足耦合效果及数据采集的要求。扫查过程中应密切关注波幅状况。若发现直通波、底面反射波、材料晶粒噪声波或波型转换波的波幅降低12dB以上或怀疑耦合不好时，应重新扫查该区段。若发现直通波满屏或晶粒噪声波幅超过满屏20%时，则应降低增益并重新扫查。现场操作示意图见图2。
4．结语
相比于传统的RT检测方法，TOFD检测方法在现场检测中还具有便携、无需对现场进行隔离、无需接电源、检测速度快等优点，同时又具有UT检测方法所不具备的可记录的优势。在未来的承压类特种设备检验检测中，TOFD检测无疑会发挥越来越重要的作用。
然而从现场操作角度出发，TOFD检测方法及设备尚有以下不足之处需改进：
①对被检工件表面具有较高要求，当工件表面未清理干净或存在凹凸不平之处时，直通波、反射波波幅会明显减弱，从而影响检测结果。
②探头夹持装置弹簧较容易松动，致使探头无法紧贴工件表面，从而影响检测结果。
③扫查架上吸附工件表面的四个磁铁滚轮常由于工件表面形状不规则而无法与工件紧密相贴，当编码器滚轮未能与工件相贴时则致使编码失败，无扫查图像。如下图4所示。
TOFD检测技术及设备需要不断提高，以适应复杂工况的检测工作，同时TOFD图谱的显示分析能力应更加直观，促进该技术在承压类特种设备检验检测中的实施应用。
参考文献
[1]王勇.超声TOFD检测技术在T型焊缝中的应用[J].江苏科技信息,2016.(6):53-54
[2]牟彦春等.TOFD检测技术在球形储罐检验中的应用[J].无损检测[J].2011.33(3):68.
[3]NB/T47013.10-2015衍射时差法超声检测[S].承压设备无损检测.
作者简介
李芸（1987-），女，山西省大同市，讲师，机械制造与自动化专业。