球形储罐定期检验中的TOFD检测
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作者:钟勇军
摘 要：在球罐定期检测中通常会采用TOFD检测技术，这能达到良好的检测效果。通常我们在使用球罐等压力容器的时候，由于外界因素造成了容器被腐蚀，从而形成了缺陷引起了重大事故。因此，TOFD检测技术就能及时检测球罐的缺陷，避免发生重大影响。该文将对TOFD检测系统的原理进行初步分析，概述了TOFD检测工艺的优点和局限性，阐述了球罐TOFD检测技术的具体流程，充分了解它的工作原理，希望能为相关人员提供参考。
关键词：球形储罐 定期检验 TOFD检测
中图分类号：TG115.28 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）09（a）-0047-02
在许多化工企业我们都能看到球罐，这些球罐一般是作为一种容器，它主要是存储一些化学物质。但是在长期的储存过程中，球罐中存储的化学物质就会与球罐本身发生化学反应，造成球罐被腐蚀而破损，导致化学物质泄漏，从而引发重大灾难性的安全事故[1]。可想而知，球罐的定期检测是至关重要的。
1 TOFD的检测系统
1.1 TOFD检测的仪器
TOFD仪器作为TOFD检测系统重要的一部分。在实际工作当中，它能对参数进行相应的调整和分析。TOFD仪器在扫描过程中能提供A扫描和B扫描以及D扫描的图像，能保证其水平线性误差不超过1%，能将垂直线性误差降到5%以下。TOFD仪器可以实现单向或者双向方波脉冲提供激励电压，这对其脉冲宽度进行调试，从而将脉冲幅度和持续的时间达到最合适的状态[2]。
1.2 TOFD检测探头要求
TOFD检测系统对TOFD检测探头有着严格的要求。对于超声TOFD探头来说，它必须满足以下要求：首先，必须使用TOFD探头，将它放置相对位置实现一发一收的功能。其次，必须保证TOFD探头标称的频率保持在同一水平，并且探头对的晶片也必须是相同的规格。再次，这对于探头峰值回波测试中，必须将探头脉冲持续时间保持在两个周期左右。同时，探头必须采用两种：一种是聚焦探头;另一种是非聚焦探头。在使用过程中聚焦探头一般是用来提高分辨率的，而非聚焦探头则是用来检测球罐缺陷的，这两者有机结合。最后，一定要控制好单晶片的规格。将探头的实测中心频率和探头标称频率的误差降低到10%以下。
1.3 TOFD检测用试块
TOFD检测用试块分为两种：一种是对比试块;另一种是模拟试块。
首先，对比试块。它的检测效果要更精准一些，它一般是由工程声学性能相同或者相近的材料制作而成的，它的外形能够满足扫查装置的扫查要求，并且对比试块的厚度与工件的厚度相同[3]。
其次，模拟试块。模拟试块一般是被用于检测工业进行验证实验，这通常是采用焊接工艺自备而成的，在检测当中能够及时发现工件的缺陷。同时它也满足扫查装置的要求，但它的厚度要比工件的厚度大或者小。模拟试块的厚度大约为工件的0.9～1.3倍，且最大差值不能大于25mm。
1.4 TOFD检测扫查装置的要求
TOFD检测扫查装置包括驱动机构、编码器、探头夹持机器以及导向机构。探头夹持机器主要是用来调整和设置探头中心的位置，让探头间距保持平衡。编码器用来配置同步数据，驱动机构和导向机构分别是用来驱动装置和导向数据的。
2 球罐TOFD检测具体的工艺
2.1 检查程序
球罐TOFD检测工艺必须按照严格的检测流程进行。它的检测流程一般分为这几个环节：先确定检测目的和检测的区域，然后焊接接头两侧的划线，接着选取和设置合适的探头，做好检测准备，再进行校准检测系统，然后采用非平行扫查收集数据，再对数据进行分析解释，最后精确地测量出缺陷。
2.2 检查准备
在开始球罐检测之前，必须先做好检测准备。检测准备主要是检查工件表面是否平整，将探头移动区的油垢、灰尘、铁屑等其他杂质进行彻底清除。这个过程一般还要采用一种耦合剂。这种耦合剂必须要有效且适用于检测材料的介质，一般情况下，我们采用水和纤维素浆糊以及油等作为耦合剂。在进行较准时一定要保证耦合器与实际检测用的耦合剂相同。同时还要考虑所选取的耦合介质是否能在一定的温度下保证检测的稳定性和可靠性[4]。
2.3 检查的区域
检测区域的表政有高度和宽度，检测区域的高度就是工件的厚度。在检测区域中，检测宽度包括两部分，一部分是焊缝本身，另一部分是焊缝融合线两侧各25mm的距离[5]。这是检测技术重点的排查区，TOFD检测技术将整个检测区域覆盖，然后进行检测恢复。若是有没有覆盖到的检测区域，就可以另外添加辅助检测，其目的就是为了实现检测恢复。
3 TOFD检测工艺的优点和局限性
3.1 TOFD检测工艺的优点
在球罐定期检查中之所以采用TOFD检测技术，是因为它具备许多的优点以及良好的性能。相比于较为常见的脉冲回波超声检测技术更先进得多，TOFD技术比脉冲回波超声检测技术有着更强的可靠性，在检测过程中更能精确、快速地检测出缺陷。同时，TOFD检测技术在使用过程中非常便捷、操作简单，这非常方便控制人员进行操作，极大地提高了检测的效率，并且这种检测技术使用的成本还比较低，非常符合环保体系社会的需求。TOFD检测技术对于缺陷的判断性和定量检查较为精准，能让球罐定期检测更加高效。同时，TOFD检测技术还可以弥补监控缺陷的拓展，对于球罐上裂纹的增长，不能精确地判断和测量，在球罐定期检测中具有良好的应用前景[6]。
3.2 TOFD检测工艺的局限性
虽然TOFD监测技术已经非常先进，但是这其中也存在着一定的局限性。TOFD检测技术存在着一定的视野盲区，在检查元件表面的时候，这种检测技术存在一定的表面盲区不能全面检测元件表面。虽然TOFD检测技术具有很高的检测效率，对于原件上表面和下表面开口缺陷的区分都非常精确，但是在对于缺陷的性质方面，TOFD检测技术就不能精确判断。同时，TOFD检测技术对于一些横向的缺陷检测也是比较困难的，横向缺陷不同于表面缺陷，因此TOFD检测技术无法实现对横向缺陷的检测。TOFD检测技术在图像的认识和识别中存在很大的困难，这种技术在处理数据时没有丰厚的经验，因此在图像处理中常常出现错误，这严重降低了球罐定期检测的质量。
4 结语
综上所述，随后几年里TOFD检测技术推广出来，它作为一种新型的检测技术，赢得了该行业的认可，很快就被推广到许多化工应用当中，在球罐检测中能够精确地检测到缺陷，从而保证了球罐使用的安全性。
参考文献
[1] 王清栋，陈辉华，常虎，等.JFE-HITEN610U2L钢制丙烯球罐首次开罐检验与分析[J].化工机械，2014，41（1）：107-109，113.
[2] 韩清，王传标，王安军，等.TOFD检测技术下丙烷球罐施工的难点及质量控制措施[J].焊接技术，2015，44（7）：73-75，6.
[3] 陈学东，崔军，章小浒，等.我国压力容器设计、制造和维护十年回顾与展望[J].压力容器，2012，29（12）：1-23.
[4] 蘭小刚，高中稳，刘福录，等.15000m3天然气球罐设计[J].化工机械，2015，42（3）：368-370，375.
[5] 张利军.TOFD检测技术在用球罐定期检验中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（14）：150-151，154.
[6] 元亚明，叶宇峰，蔡刚毅，等.TOFD检测技术在液化气球罐定期检验中的应用[J].广州化工，2014，42（21）：163-165，176.
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