江苏省特种设备安全监督研究院扬州分院 江苏省扬州市 225000
摘要：近些年来，伴随着时代的进步与科技的迅猛发展，TOFD检测技术在各个相关方面获得了更加广阔的应用范围。本文即针对TOFD技术的特征和基本原理进行简单的介绍，同时针对该项技术在压力管道检验中的实际应用展开探讨研究，希望能够为TODF检测技术的有关应用人员提供一些帮助。
关键词：TOFD检测技术；压力管道；技术建议
引言：
当压力管道的损耗累积达到一定量的程度，管道无法发挥设计之初应当具备的功能或发挥的功能达不到既定强度，管道刚度也达不到使用标准时，即算作压力管道的功能失效了。一个重要的导致压力管道失效的因素是管道产生了裂纹，在压力管道安装或制造时或实际使用过程里，管道都可能产生裂纹，通常展现出来的是焊接、疲劳、腐蚀、轧制等形式的裂纹。
一、TOFD技术概况及其工作原理
我国在最近几年逐步引进了TOFD检测技术，该项技术在缺陷探测方面有非常不错的可靠性，同时其精准度也比较高。其工作原理是通过使用超声波，接收其在端点部位的衍射波加成到常规的反射波上，在利用探测器对该衍射波进行勘探，最终实现缺陷的定位和检测[1]。普通的超声波探测技术是依靠底面的回波及缺陷的回波，即脉冲反射的方式来展开对缺陷的分析判断的，而TOFD技术则不同，该技术是在端角或是两个端点所生成的衍射波，再借助声速来定位缺陷，同时利用超声波的饶射及折射特性，展开对各金属部件的检测工作，其平面检测布置图如下图1。相比较常规的超声波检测UT，TOFD技术的检测过程不但能够显示出射频A扫波图谱，同时又能获取A扫图形转变为黑白双色的灰度图，实现更高效的检测成果。
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图1 TOFD法平面检测布置
二、TOFD检测技术在压力管道中的应用特征
首先是TOFD检测技术的应用效果好。该检测技术检测焊接接头时使用一组探头，具备非常强的涵盖力，只需一个探头就可以进行最为平常的非平行扫查任务，工作探头只需要沿着焊接缝朝两侧进行移动，在对监测区域进行检测与扫描时可以省略锯齿状扫查的步骤，非常方便和快捷，是寻常超声波检测UT难以达到的检测效果。然后是可靠性有所保证。TOFD技术检测的核心工具是衍射波，衍射波是不被声束所干扰或影响的，可以确保能够发现每个方向的缺陷，缺陷检出率极高，有国外研究机构试验研究显示，TOFD检测技术的检出率比普通超声波检测UT的检出率明显高出，所以说TOFD检测技术的可靠性是有所保障的。
接着是定量的精度高。TOFD检测技术的定量精度是比普通超声波检测精度显著高出的，该技术能够利用衍射阶段的时差换算系统，精细准确地换算出检测缺陷[2]。通常来讲，TOFD检测技术在应用于面积型或线性缺陷时其最终的定量误差是不大于1毫米的，针对未融合缺陷或裂纹等的高度检测，最终误差甚至可以达到零点几毫米的精确度。除此之外，TOFD检测技术还具有检测漏洞小的特点，凭借衍射波的高敏锐度特征，所获得的检测结果能够将检测参数等全面、完整的记录，并且可以多次使用。
还有则是数据信息足够完整的特点。TOTD技术能展开多方位分析进行数据信息的采集，甚至能够针对缺陷问题展开立体复原操作。能做到上述操作的原因是TOFD技术保存了所有在扫描检查过程中出现的原始信号，我们能够脱机对所保存的这些原始信号展开这样那样的处理和分析，从而获得精准度更高的缺陷判断结果。这项技术能够做到第一时间充分掌握检测的结果，对于横截面或是纵截面产生的缺陷检测图片也能够收集和呈现，同时又能够利用计算机设备对获取到的图片、数据等进行处理分析，数据的保存时间也足够长久。
接着，TOFD检测技术对工作环境的要求也比较宽松，几乎可以看成无特殊环境要求。因为TOFD技术是借由超声波来展开探测任务，而超声波检测是相当绿色环保的检测资源，对工作人员不具备任何的身体影响，因此，即使在公共场所进行作业任务，也不需要另外准备特殊的保护装备。TOFD检测技术的检测成本还比较低，其不具备额外的材料损耗，即使多次重复作业，消耗的总成本也是比较少的。并且该技术也不会干扰到现场的其他任务内容，有效减少了检测过程的间隔时间，避免了其他手段可能会出现的种种问题。
最后则是TOFD技术仍然具备的一定的局限性，TOFD技术在实际的检测应用中无法对近表面处的盲区进行检测，这就要求相关检测人员必须具备足够的操作经验和能力水平，受到过专业的操作培训，这样才能够进行TOFD技术检测任务。同时，TOFD检测技术在对缺陷的定性分析方面也存在一定的困难，在对横向的粗晶材料及缺陷等展开检测时，该项技术同样检测比较困难；在处理形状不太规整的复杂工程元件时，TOFD检测技术的发挥也会受到比较大的影响。
三、TOFD检测技术工艺及标准
在进行压力管道检测时，利用TOFD检测技术进行检查测量，选用声学属性与 待测试工程元件同等或类似的检测材料，同时，选择对比试块时要选择形状大小能代表工程元件特征的，也符合设备扫描和检查标准的来展开校准检测任务。通常来说，在检测压力管道时管道的壁部不能超过50毫米厚度，可以选用一组探头来进行检测任务，通常将探头中心距离设定成探头对应的声束交叉点三分之二工作深度上。在进行探头选择时，根据不同工件的不同厚度标准，应选择标准频率在3~15MHz，晶片直径2至6毫米，声束角度60至70度的探头。
四、结束语
由上所述，TOFD检测技术是先进时代背景下的高科技产物，其具备缺陷定位准确、检测精确度高、检测消耗时间少、缺陷检出率高等显著优势，同时还对检测工作的环境没有过多要求，所收集到的检测数据信息等也能够长期保存备用，各项能力都显著高出常规的超声波检测技术。在压力管道的检验工作中，TOFD检测技术有着快速、准确、省时、运作成本低等无可取代的显著优势，具有广阔的发展前景和应用价值。
参考文献：
[1]彭苏捷, 安靖, 朱全铭. 塑料制压力管道检验中无损检测技术的应用研究[J]. 中国化工贸易, 2018, 000(030):143.
[2]钱志平. 无损检测技术在锅炉压力管道检验中的运用[J]. 化工设计通讯, 2018, v.44；No.190(04):115.