管线环焊缝检测中的TOFD.pdfVIP

TOFD 检测介绍 管线环焊缝检测中的TOFD TOFD Enhancement to Pipeline Girth Weld Inspection Edward Ginzel,Henk van Kijk,Merv Hoff March 1998 摘要 关于TOFD 在焊缝检测中的应用，已有过许多文章。本文主要是在管线施工中使用全自动超声波检测 的背景下撰写的。本文着力想要论述的是虽然TOFD 不是一项运用ECA 判废标准时有效的独立UT 技术， 但是它对某些重要的缺陷却可以构成一面有效的安全网。 简介 目前，自动焊和手工焊均被用于管线施工中的环焊缝焊接。有争议的射线技术虽然曾一度在检测中处 于支配地位，但现在正在迅速被超声波技术所取代。尽管Trans Canada Pipelines Ltd .在许多大项目和无 数焊缝的检测中使用了全自动超声波技术。其他公司仍还在试验这项技术。在欧洲，Gasunie（Netherlands） 大约于1990 年开始在100%超声和射线检测的管线上进行试验，到了1993 年末，他们就已经降低了射线 的比例而对主体管线进行100%全自动超声波检测。现在，Gasunie 在除了几何条件不允许的位置外对所 有焊缝均采用超声波检测并且允许在根部和盖帽区域使用TOFD 以及附加的脉冲反射进行检测。在德国， Ruhrgas 在手工焊焊缝上用手动超声检测，在自动焊焊缝上用自动超声波检测。Wintershall 在它的项目中 进行射线检测的焊缝仅占 30%而剩下的 70%用超声波检测，在必要时还可以全部用超声波检测。该项技 术同样还可以用于海上项目。1994 年Statoil 和McDermott 在工程开始时均使用 100%射线和 100%全自 动超声波检测。但两家公司都不约而同地逐渐削减射线而保持了100%全自动超声波检测。 本文的作者和其他一些人（1、2、3、4 、5、6 ）都阐述过该方法。在最近的文章中（7 ），把 TOFD 作为标准脉冲反射技术的补充的概念被提了出来，并且还要将它作为检测手工焊焊缝的必要先决条件。在 现场使用TOFD 得到的结果证实，UT 与RT 之间十分吻合，它还可以找到射线无法检测的手工焊中的未 熔合缺陷。 在其他文章（7、8、9 ）中也提及了TOFD 的局限性。它们包括： 1．入射表面附近不能很好地被检测/测量。 2 ．需要另外一个轴向运动来判定缺陷位于焊缝的哪一边。 3．对探头中心距的优化可能使探头与焊缝盖帽产生干涉。 4 ．未对准时，根部的缺陷可能被内壁信号所掩盖。 然而，采用标准脉冲反射法时，可以尽量减小这些不足之处的影响，实际上，这两项技术的组合正好 互为补充。 本文论述的正是二者是如何相得益彰的。 标准 射线的判废标准是建立在工艺上的。它对焊缝中任何不完备性的严重性进行的评估都十分保守；然而， 因为RT 无法判定缺陷的垂直延伸量，所以保守的处理还是很有必要的。在加拿大对环焊缝进行全自动超 声检测的基础是工程临界判别法（ECA）的概念。这仅仅是将断裂力学的方程式用于焊缝的金属以评判焊 缝中壁厚的损失对焊缝有多大的影响。许多现行的标准允许使用这种计算方式，并且如果某种检测方法可 以对缺陷的垂直延伸量作出合理的评判那么就可以合理地采用更宽松的处理方法。以下即是采用ECA 时， IEC Engineering Service Inc. () Sheet 1 of 8 TOFD 检测介绍 运用全自动超声波检测的最大优势。 BS 4515 《陆地和海上钢制管线的焊接（Welding of Steel Pipelines on Land and Off Shore ）》，参考 了旧英国标准 BS 3923 《焊缝超声波检测法，第2 部分：铁素体钢熔合焊接头的自动检测(Methods for ultrasonic examination of welds ,Part2:Automatic examination of fusion weld butt joints in ferrit