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TOFD 检测技术在压力管道检测的应用陶红燕① 张茂桐新 疆 油 田 公 司 工 程 技 TOFD 检测技术在压力管道检测的应用 陶红燕① 张茂桐 新 疆 油 田 公 司 工 程 技 术 公 司 ， 834000 新 疆 克 拉 玛 依 郭强 新 疆 油 田 公 司 设 备 管 理 处 摘 要 介 绍 了 近 年 来 开 始 在 我 国 应 用 的 TOFD 技 术 检 测 的 基 本 概 念 、原 理 、特 点 ，以 及 相 关 标 准 规 定 在 压 力 管 道 检 测 中 的 应 用 情 况 、技 术 对 比 、技 术 难 点 的 新 突 破 等 ，并 提 出 努 力 开 拓 超 声 TOFD 技 术 在 压 力 管 道 检 测 的 应 用 。 关键词 TOFD 技术 压力管道 检测 特点 应用 穿透 法 等 技 术 ，它利用的是在固体中声速最快的纵波 在缺陷端部产生的衍射来进行检测 。 当超声波在存在缺陷的线性不连续 （如 遇 到 诸 如 裂 纹 等 缺 陷 ）处出现传播障碍时 ，将在缺陷尖端发生 叠加到正常反射波上的衍射波 ，衍射能量在很大的角 度范围内放射出并且假定此能量起源于裂纹末端 。 计 算机软件处理系统将会计算评估这些衍射信号 ，对 应 射频信号的相位变换 ，生成有黑 白 梯 度 的 D 扫 描 或 B 扫描 图 像 （收 集 数 据 方 式 ），并且依据探测到的衍射信 号，可以判定缺陷的大小和深度 ，如图 2 所示。 前言 压力管道的失效 ，大多数是由于裂纹扩展而引起 的 ，尤其是设备内壁的裂纹 ，由 于内壁裂纹多为疲劳 裂纹，裂 纹 细 小 ，在不破坏的情况下 ，很难对其进行检 测，严重威胁着管道的安全运行 。 近几年我国引进了 TOFD 检测技术 。 利用超声波 遇到诸如裂纹等的缺陷时 ，将在缺陷尖端发生迭加到 正常反射波上的衍射波 ，探 头 探 测 到 衍 射 波 ，从 而 对 缺陷进 行 判 定 。 具有缺陷检出能力强 、缺 陷 定 位 精 度 高等特点 。 通 过 应 用 TOFD 检 测 技 术 ，可以在不破坏设备的 条件下有效地检测压力管道内壁腐蚀减薄及裂纹 ，及 早发现 管 道 隐 患 ，在压力管道检测中具有十分重要的 现实意义 。 1 2 TOFD 检测的基本原理及工艺 TOFD （Time -of -flight -diffraction technique） 检 测 技术是一种利用缺陷端 部的衍射波传播时间差来进 行缺陷检测与定量的方法 。 TOFD 检测技术不同于以往的脉冲反射法和声波 横 向 图 2 TOFD 扫描图 3 TOFD 检测技术在电站管道上的应 用特点 （1） 效 率 高 。 单 组 探 头 检测对焊缝覆盖范围大 ， 只须 做 线 性 扫 查 ，无须做锯齿形移动即可完成检测区 域内的扫查 ，是常规超声探伤方法的 3 ~5 倍； （2） 灵 敏 度 高 。 衍 射 波 信号具有很高的灵敏度 ， 因此也保证了很高的检出率 ； （3） 精 度 高 。 通 过 衍 射 时 差 计 算 方 法 ，缺 陷 的 高 度可被精确的计算出来 ； 内壁反射信号被隔开 尖 端 信 图 1 TOFD 检测原理 ①作 者 简 介 ：2002-07 毕 业 于 新 疆 石 油 学 院 焊 接 专 业 油田高压注汽锅炉 在役检验与研究TOFD 检测技术在 压力管道检测的应用·77·（4） 油田高压注汽锅炉 在役检验与研究 TOFD 检测技术在 压力管道检测的应用 ·77· （4） 漏 检 少 。 衍射波具有高 灵 敏 度 ，通 过 图 象 记 录完整检测数据 ，重复性好 ； （5） 数 据 全 。 检测的结果立 刻 就 能 知 道 ，焊 缝 的 纵断面或横断面的检测图像可以存盘或打印出来 ，也 可随时在电脑上进行分析处理 ，作为永久的纪录 ； 此外， 通过对带有内壁裂纹的压力管道做 TOFD 检测和宏 观 实 物 对 比 ，可看出直管内壁为细小的龟裂 纹 ，将中间局部内壁裂纹打磨干净 后 检 测 （裂 纹 打 磨 深度不超过 1mm，实物照片如图 5 所示），扫描图中能 清晰显示有裂纹处的图像 。 如图 6 所示。 （6） 更安全 。 对检测人员无任何身体伤害 ； （7） 成 本 低 。 无 需 其 它 耗 材 ，探头不与工件直接 接 触 （通 过 契 块 ），减 少 了 磨 损 ，可 在线应用相关的工 程评定标准对缺陷进行评定 ，在对缺陷部位修复时可 最大限度的减少不必要的 刨 开 。 不影响其它现场工 作，减少了检测生产的间隔时间 ，和其它的一些问题 ； （8） 局限性 。 灵敏度过高有时会夸大焊缝中的良