TOFD检测通用工艺

TOFD检测通用工艺

1 适用范围

1.1 本工艺规定了衍射时差法超声检测（以下简称“TOFD”）人员应具备的资格、所用器材、检测工艺参数和验收标准以及采用TOFD检测承压设备的方法和质量分级要求。

1.2 本工艺依据JB/T4730.10的要求适用于同时具备下列条件的焊接接头：

a）材料为低碳钢或低合金钢；

b）截面全焊透的对接接头；

c）工件厚度t：12mm ≤t≤400mm（不包括焊缝余高，焊缝两侧母材厚度不同时，取薄侧厚度值）。

与承压设备有关的支撑件和结构件的衍射时差法超声检测，可参照本部分使用；对于其他细晶各向同性和低声衰减金属材料，也可参照本部分使用，但应考虑声速的变化。

1.3 本工艺满足《固定式压力容器安全技术监察规程》和GB150的要求。

1.4检测工艺卡是本工艺的补充，可由II级或III级人员按合同要求编写，其工艺参数及其他相关的技术要求规定更具体。

2 引用标准

1) JB/T4730.10《承压设备无损检测第10部分：衍射时差法超声检测》；

2) JB/T 4730.1-2005 《承压设备无损检测第1 部分：通用要求》；

3) JB/T 10061-1999《A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》；

4) JB/T 10062-1999《超声探伤用探头性能测试方法》；

5) TGS R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》；

6) GB150-1998《钢制压力容器》

3 术语和定义

标准JB/T4730.10中给出的TOFD技术专用定义和术语适用于此工艺。

4 检测人员

4.1 从事TOFD检测的人员应当按照相关安全技术规范要求，获得特种设备无损检测人员超声检测TOFD专项资格，方可从事相应资格等级规定的检测工作，并负相应技术责任。

4.2 TOFD检测人员应熟悉所使用的TOFD 检测设备.

4.3 TOFD检测人员应具有实际检测经验并掌握一定的承压设备结构及制造基础知识。

4.4 检测人员应每年检查一次视力，矫正的近（距）视力和远（距）视力应不低于

5.0。测试方法应符合GB11533的规定。

4.4 应由TOFD检测专项资质II级或II级以上人员编写检测工艺，进行数据分析与判读并参与对检测工艺的论证。

5 检测设备

5.1 检测设备包括仪器、探头、扫查装置和附件，上述设备应具有产品质量合格证或制造厂家出具的合格文件。

5.2 检测仪器至少应具有超声波发射、接收、放大、数据自动采集、记录、显示和分析功能且发射探头和接收探头之间的距离应该固定，并对探头移动位置进行编码记录且保证相对于相关参照（如焊缝中心线）的位置精度。按超声波发射和接收的通道数可分为单通道和多通道仪器。

5.3 检测设备具体性能指标应满足JB/T4730.10附录A（规范性附录）的要求并具有相关的证明文件。

5.4 检测人员在实际检测时应选择满足被检工件的壁厚和结构形式等要求的设备实施检测。

6 对比试块

6.1 对比试块是指用于检测校准的试块。

6.2 对比试块应采用与工件声学性能相同或近似的材料制成。对比试块材料中超声波声束可能通过的区域用直探头检测时，不得有大于或等于Ф2mm 平底孔当量直径的缺陷。

6.3 对比试块的外形尺寸应能代表工件的特征和满足扫查装置的扫查要求。

6.4 对比试块厚度应为工件厚度的0.9倍～1.3倍且两者间最大差值

不大于25mm。

6.5 对比试块中反射体的形状、尺寸和数量至少应满足JB/T4730.10附录B（规范性附录）的规定。检测需要时，对比试块中也可添加其他形状或尺寸的反射体。

6.5 检测曲面工件的纵缝时，若检测面曲率半径小于150mm 时，应采用曲率半径为0.9～1.5 倍的曲面对比试块，当曲率半径等于或大于150mm 时，可以采用平面对比试块。

7 模拟试块

7.1 模拟试块应该通过焊接工艺制备或使用以往检测中发现的含真实缺陷的工件。

7.2 模拟试块的材质、结构应能代表被检工件的特征和满足扫查要求，厚度应为工件厚度的0.9倍～1.3倍且两者间最大差值不大于25毫米。

7.3 模拟试块中的缺陷类型应为工件中易出现的典型焊接缺陷，一般包括裂纹、未熔合、气孔、夹渣、未焊透等。缺陷一般应平行于熔合线，若被检工件具有横向裂纹倾向时还应在模拟试块中增加横向模拟缺陷。

7.4 模拟试块中至少带有三个模仿焊接件上的缺陷，要求如下：a）代表容器外表面的试块一侧有一个表面缺陷；

b）代表容器内表面的试块一侧有一个表面缺陷；

c）有一个内部缺陷；

如果在检测时试块可以倒置，就可以有一个缺陷同时代表内表面和外表面缺陷，那么只需要两个缺陷。

7.5 模拟试块中的缺陷一般不大于JB/T4730.10表5中II级规定的最大允许缺陷尺寸。

7.6 如果工件有堆焊层，灵敏度调节试块和模拟试块应采用与工件

焊接相同的工艺堆焊。

7.7 模拟试块应与容器的热处理状态相同或相近。

7.8 模拟试块表面的粗糙度应与工件表面的粗糙度相似。

注意：检测厚壁焊缝时，试块上缺陷的数量应多于标准的规定，便于确定相邻两对探头检测区域的重叠情况。

8 TOFD检测原理

8.1 TOFD 是一种利用超声波衍射现象、非基于波幅的自动超声检测方法，其基本特点是采用一发一收探头对工作模式。

8.2 TOFD 通常使用纵波斜探头，在工件无缺陷部位，发射超声脉冲后，首先到达接收探头的是直通波，然后是底面反射波。有缺陷存在时，在直通波和底面反射波之间，接收探头还会接收到缺陷处产生的衍射波或反射波。除上述波外，还有缺陷部位和底面因波型转换产生的横波，一般会迟于底面反射波到达接收探头。工件中超声波传播路径见图1，缺陷处A 扫描信号见图2：

8.3 直通波和底面反射波是固定存在的，无论被检焊缝中是否存在缺陷。由于直通波和底面反射波的存在，检测时如果只使用TOFD检测，在上表面和内壁表面存在盲区，一般为几毫米左右。直通波和底面反射波及每一个显示的上、下衍射波相位相反。