TOFD和相控阵超声检测技术的应用

TOFD

和相控阵超声检测技术的应用

摘要：沙特拉比格项目部关于无损检测方法的选用，检测中心与业主探讨多次，

业主坚决不同意手动超声，要求全部采用射线探伤，故探伤工作量很大。由于工

期紧的原因，采用自动超声的新技术

TOFD

和相控阵，这样可以交叉作业，降低

工作强度，提高探伤效率，保证工程进度。通过沙特拉比格项目部一年多的

TOFD

和相控阵超声检测的实践经验，

TOFD

和相控阵超声波检测技术已经被证实

是非常实用于现场焊缝检测的无损检测方法。在检测的过程中，展现出相当的优

越性，如高效率，安全，低成本，储存数据，提高生产率等。

1.         

检测原理

        TOFD

和相控阵超声是两种不同的检测原理，所以我们分别阐述并两者结合总

结。

        1.1 TOFD

（衍射时差法）超声技术是利用缺陷部位的衍射波信号来检测和测

定缺陷尺寸的一种超声波检测方法，通常使用纵波斜探头，采用一发一收模式。

        1.2 

相控阵超声技术是借鉴相控阵雷达技术的原理而发展起来的。相控阵成像

是通过控制换能器阵列中各阵元激励（或接收）脉冲的时间延迟，改变由各阵元

发射（或接收）声波到达（或来自）物体内某点时的相位关系，就可实现聚焦点

和声束方位的变化，从而进行扫描成像。

2.         

现场应用

在沙特拉比格项目部，经过一年的实践应用，充分体现了

TOFD

和相控阵的

可靠性、实用性、高效率、低成本，储存数据和提高生产率的优点，同时也是提

高公司

TOFD

和相控阵超声波应用水平和开展技术研究是一项绝好的机会。

以下列举沙特拉比格项目部的过热器连接管道

Ø

508×55

的应用图例。

        2.1 

在相控阵检测前，应根据焊接信息（坡口类型，坡口角度，壁厚，对接形

式等）选择探头，制定详细的扫描计划。如图

1

和表

1

是过热器连接的扫查计划

和探头参数。

探头参数

晶片数

厚度

角度

5L32-PWZ3/SPWZ3-N55S  100 52 45°

到

75°

5L32-PWZ3/SPWZ3-N55S  100 52 45°

5L32-PWZ3/SPWZ3-N55S  100 52 45°

ToFD 10Mhz 99 52 70 

ToFD 5Mhz 140 52 60 

表

1

：过热器连接管道

TOFD

和相控阵探头参数

2.2

采集数据图像

采集的数据可以根据实际情况，转化为

JPG

格式的图片，附加在报告上。转

化为的图像如图

2

和图

2

所示：

        2.3 

数据的评定

采集数据的评定，即可在检验时进行评定，也在采集后进行评定，也可共第

三方凭定。如图

2

和图

3

所示，我们可以很清楚的看出，此焊口存在密集型夹渣

渣缺陷。然后利用对缺陷进行测量（包括长度，宽度和深度），出具报告。

3.         

与传统检测方式的比较的优缺点

表

2

是传统检测方式与相控阵和

TOFD

检测的比较

以外径为

219mm

的对接环焊缝为例

方法

员工

检验数量

/

天

.

组

生产中止

等待结果时间

安全

报告方式

供第三方审核

RT 2 12 

需要

最低

4

小时

高危

底片及报告

可以