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驗證TOFD技術的可靠性

     2015年1月21-22日,在上海組織了一次相控陣工藝研究試驗,試驗地點是上海核電集團和上海鍋爐廠,試驗目的是驗證一些相控陣工藝參數,為國家標準(GB)提供技術支持。

    在鍋爐廠試驗現場,有人給我看了一批照片,是2004年在上海鍋爐廠拍攝的,當時也是進行試驗,試驗項目是TOFD,試驗目的是驗證TOFD技術的可靠性。

    我把照片要過來,發表在我的博客的相冊里。其中特別引起感嘆和懷念的是兩個人,一個是袁榕,幾年前因腦血栓英年早逝,時年不滿60;另一個是張澤豐,自那次分手后就沒有再見,掐指一算已年過70,不知現在身體可好? 格萊莫超聲波探傷儀整理發布。

    現在TOFD技術已經在中國廣泛應用,應該說那一次試驗對其推廣是發揮了一定作用的。我翻出當時撰寫的試驗報告,其對TOFD技術是肯定的,一些結論意見摘錄如下:

    本次試驗所采用的試塊預埋缺陷數量較多(16個),且缺陷種類、位置、尺寸各不相同,檢測難度較大,但TOFD技術的總的缺陷檢出率達到了87%(有兩個氣孔未檢出,實際情況是圖譜上有顯示,只是檢測人員未評),這表明的TOFD技術對埋藏缺陷的檢測具有較高的可靠性。

    在本次試驗中,TOFD技術對未熔合和條狀夾渣的檢出率達到了100%。這表明TOFD技術對危害性較大的面積型缺陷和尺寸超標的大缺陷的檢測有很高的可靠性。

    在定量方面,TOFD技術對未熔合缺陷的高度測量具有很高的精度;對條形缺陷的測長精度可以滿足工程應用的要求;對圓形缺陷和小條形缺陷的定量誤差較大,其誤差為正偏差,即測量長度大于實際長度。

    在定性方面,TOFD技術對缺陷的性質有一定判斷能力,但準確性不夠高,且受人的因素影響較大。

    本次試驗中未熔合檢出率很高的事實驗證了衍射波對該類缺陷檢測是靈敏的,因此利用衍射波原理的TOFD技術在大厚度焊縫(例如100mm以上)中應用,可以保證垂直方向上未熔合的檢出,不需再作專門檢測垂直方向上未熔合的串列掃查探傷。

    雖然試驗所采用的試塊預埋的缺陷中沒有自然裂紋,未能獲得TOFD技術檢測自然裂紋的數據,但試驗中未熔合的檢出率和定量精度很高的事實驗證了衍射波對面積型缺陷檢測是靈敏的,而未熔合與裂紋同屬面積型缺陷,由此可以推測,利用衍射波原理的TOFD技術對埋藏裂紋的檢測是靈敏的。在大厚度焊縫(例如100mm以上)中,TOFD技術對埋藏裂紋的探測可能優于射線照相檢驗。

    TOFD檢測設備能記錄探傷全過程的超聲波信息,整個系統比較輕便,自動掃查裝置工作可靠,可操作性和現場適用性較好。

    綜上所述,我們認為,TOFD技術在大厚度焊縫(例如100mm以上)中的應用具有較好的前景。通過進一步研究和若干改進,TOFD技術在大厚度焊縫(例如100mm以上)中應用有望取代射線照相檢驗。

作者:中國無損檢測專家 強天鵬老師。

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