摘要：随着衍射时差法超声检测技术的飞速发展，衍射时差法超声技术在石油化工、承压设备、铁路桥梁、电力能源建设等领域的焊接接头检测中被广泛的应用。目前水电行业焊缝金属结构熔化焊缝的射线检测已经全面被衍射时差法超声检测方法取代。近来国内各个行业拥有衍射时差法超声检测资格的从业人员已有3-4千人，大规模的专业人员为衍射时差法超声检测技术在我国飞速应用发展提供了温床。本世纪初大量研究数据结果表明，在设备的方便、劳动力、检测效率、环境保护等方面表现十分优异。在大规模的实践对比后得出，该技术在检测结果精度、可靠性也有着不俗的表现。
关键词：无损检测、衍射时差法超声、不连续、扫查、不可靠
众所周知对接全熔化焊缝无损检测的目的是得知焊缝内部是不是存在有不连续（行业内也称缺欠）。检测人员通过检测，分析出不连续的大小、危害程度等，依据专业认知及规范要求对该不连续是否影响设备的安全运行作出判断，从而决定对该不连续的后续处理——记录监控或是返修处理。这就要从根本上保证检测结果的可靠性。TOFD检测技术中深度计算是一个简单的三角函数关系，深度的显示是非线性的，由于直通波的存在，TOFD对近表面的缺陷探测的可靠性和准确性并不太高【1】，这是技术原理决定的不能避免。我从事衍射时差法超声（以下统称TOFD）检测工作已经5年，认为检测工作中影响TOFD结果准确性的因素有技术原因、设备原因、环境原因以及人为因素。
一、技术因素
TOFD检测基础排除掉直通波近表面盲区的客观技术原因，TOFD检测环节中最主要的因素就是设备性能的自身稳定以及电信号转换效率及方式。例如有的设备直通波只占有1.5个周期，这对检测十分有利，有的设备占有2个直通波周期，这对数据有着不利的影响。这是设备自身依托的技术，这种技术决定对数据的数字处理、以及后续对数据的分析判读。目前国内外生产的检测设备技术性能有所差异，当然国内设备也处于快速成长期，本文中不做讨论。
二、设备因素
检测过程中通过人对设备仪器进行规范的操作，由设备处理信号从而得到人们可以观察分析的图像。个人认为设备因素影响结果判断有以下几种因素：检测系统性能是否稳定，例如探头长期使用，压电晶片的性能退化，其频率、分辨率，主声束角度、扩散角等性能不符合要求；扫查装置是否适合于该检测产品，例如曲率较大的工件，扫查装置是不是可以保证扫查数据的连续等；楔块长时间使用，磨损过大导致主声束角度发生变化；探头对长期使用是否存在主频率误差值超标；探头与设备之间的连接线老化破损导致产生信号干扰等。设备如果出现认为有影响数据可靠性的因素应及时分析并予以消除。这就要求经常对设备的性能进行校验，并做记录，这样才可以做到数据的追根溯源。
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三、环境因素
从DL/T330-2010《水电水利工程金属结构及设备焊接接头衍射时差法超声检测》标准规定“工件的表面温度范围为0℃~50℃”可知【2】。环境温度因素对检测结果影响还是很大的，从大量数据可知不同温度下材料的声速是不一样的。在大量检测工作中发现，当被检工件存在有高频大电流通过或者检测探头设备连接线搭有大功率电缆，且检测设备自身处理信号能力交弱，这时会产生大量的杂波信号，通常被称为干扰信号，此时无论如何设置滤波或者数据平均都不如将干扰去除得到的数据可靠。
四、人为因素
人在检测工作中起到关键作用，这就要求人在检测工作中严格按照要求规定执行。从检测工艺卡的编制到检测数据的判读都有人的参与。我认为以下几点操作对数据结果可靠项影响很大且易被忽视：
1.非平行扫查时由于扫查长度过长，采用非自动扫查架扫查时不能保证每个A扫数据的产生都是探头具焊缝PCS/2的距离得到的，在行走过程过很容易出现偏差，且在最终的数据中无法验证是否是沿着预定轨道行走，这就不能保证底面盲区数值，使得检测结果偏离检测工艺卡。
2.采用非平行扫查由于人的因素会造成编码器行走同探头的移动不同步。例如由于设备存在飞溅或打磨不光滑，探头不能顺利通过，而编码器可以通过，如此就会造成数据的不连续，若此时刚好处在不连续区域段，就造成了人为导致不连续过长或过短，这对数据的分析是不利的。
3.耦合剂是声波得到传输的关键介质，当检测表面不是很光滑，且耦合剂层不是很均匀，此时若扫查过快，这就不能保证保证每个A扫数据的灵敏度都是符合要求的。灵敏度过高过低都直接影响数据的灵敏度，使得数据分析不可靠。
4.大于50mm厚的工件检测时，时间窗口没有严格按照检测规范要求设置。大多检测数据不管上分区还是下分区都采用“直通波—底波—变形波”这种标准图谱，此时若是上分区则可能造成图谱压缩过于严重，时间分析较为困难，这会对深度分析造成很大的误差影响，影响数据分析；而上分区之外其他分区的图谱很可能由于灵敏度的设置不当造成缺欠无法判读，使得数据不可靠。在工程中虽然对比试块笨重，但是这种时候就必须检测前要求采用对比试块验证。
结论：目前TOFD检测技术得到的飞速的提升，包括标准制定也越来越完善。在越来越多的行业焊缝检测中应用，这就要求检测人员严格按照标准规定制定相应的检测工艺卡，从工艺中杜绝不可靠。同时要求从业人员有良好的职业操守，严格保证每一张图谱质量，严格按照标准规定执行，保证严格执行，规范操作保证数据可靠。
引用：【1】 衍射时差法（TOFD）超声检测技术 强天鹏 2012
【2】DL/T330-2010《水电水利工程金属结构及设备焊接接头衍射时差法超声检测》 中国电力出版社出版
论文作者:裴延东
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
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