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1、*压力容器 TOFD 检测工艺、概述：二、编制依据：1、JB/T 4730.10承压设备无损检测 衍射时差法超声检测2、固定式压力容器安全监察规程。3、*单位有关检测技术文件。三、被检工件基本情况设备名称设备类别设备规格02200*4000*20mm主体材质Q345R工作介质*设备状态在制坡口型式X焊接方法SAW焊缝宽度16mm焊后热处理无检测部位对接接头检测比例100%四、检测设备器材： 1、仪器：*2、探头规格：10M3mm 7.5M3mm 5M6mm 3.5M12.5mm3、楔块角度： 70 度、 60 度、 45 度 4、扫查装置：手动单轴扫查器，带滚轮编码器5、对比试块：直接采用被检
2、工件。6、模拟试块：20mm Q345R专用模拟试块，见图1：11a1S3圉图 1 模拟试块示意图五、检测人员：1、TOFD检测的人员应当具备特种设备无损检测人员超声检测TOFD专项资格。2、检测人员应熟悉所使用的检测设备；3、检测人员应熟悉有关的标准法规，具有实际检测经验并掌握一定的压力容器结构及制造 基础知识；六、检测准备：1、确定检测区域检测区域应包括焊缝熔合线两侧各 10mm 的区域(根据 4730 标准“8.1.1.2.1 若焊缝实际热影响区经过测量并记录，检测区域宽度为两侧实际热影响区各加上 6mm 的范围”。根据我公司的PQR,该焊缝的实际热影响区小于等于焊缝熔合线外4mm,故检
3、测区域为焊缝熔1 )假定采用 7.5M、 3mm 探头 60 度楔块：编号标称频率 (MHz)晶片直径 (mm)前沿60楔块扩散角*7.531033-85声束交点深度为2/3*20=13.3mm，故PCS=46mm。 直通波与底波的时间间隔包含的信号周期数： 2(232+202)1/2-46=14.96mm,t=14.96/5.9=2.54*10-6sT =0.133*10-6s7.5M 信号周期数=19该探头声束覆盖范围见下图：PROBES : Probe / 7.50 MHz. I 60L / PCS = 46 mmX-axis (mrn.j由上图可见，此探头配置的底面有效检测宽度为20m
4、m，而需检测范围为36mm，故单 次非平行扫查不能检测覆盖，需考虑偏置非平行扫查。为覆盖检测区域，最少需沿Y轴偏置土8mm。考虑到探头前沿为10mm，故探头对中间 的空间间隔为26mm,而焊缝宽16mm,最多可偏置5mm，不满足偏置扫查对移动区域的需求, 故不可行。(2) 假定采用10M、 3mm探头，楔块角度70：编号标称频率 (MHz)晶片直径 (mm)前沿70楔块扩散角*1031040-90声束交点深度为2/3*20=13.3mm，故PCS=73mm。该探头声束覆盖范围见下图：PROBES : Probe / 10.00 MHz. / 70QL / PCS = 73 mmX-axis (
5、mm.非平行扫查的底面有效检测宽度为 39.4mm ，可满足覆盖检测区域的要求。 直通波与底波的时间间隔包含的信号周期数：2(36.52+202)1/2-73=10.2mm，t=10.2/5.9=1.73*10-6sT =0.1*10-6s10M信号周期数=173、扫查方式的选择：(1) 计算非平行扫查底面有效宽度：39.4mm，覆盖检测区域。( 2)计算底面检测区域边界处的轴偏离盲区高度值：故：若需检出底面自身高度1mm的缺陷，需增加两侧的偏置非平行扫查，偏移量可设 定为 36*1 /4=9mm，此时的椭圆方程为(X-9)2/41.62+Z2/202=1,则:计算此时18mm处的底面盲区高度
6、为：20T9.5=0.5mm综合上述，扫查方式为：非平行扫查、两侧各1次偏置非平行扫查(偏置量为9mm)。4、扫查面准备：焊缝每侧最小打磨宽度为61mm (1/2PCS(36.5)+偏置9mm+探头后部区域15mm=61mm)， 应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他杂质。检测表面应平整，其表面粗糙度 Ra 值不低于 6.3um，一般应进行打磨。如果焊缝表面有咬边、较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨，并作圆滑过渡以免 影响检测结果的评定。5、耦合剂：水。6、检测温度：20-30 C。7、其他：（1）表面盲区：采用该探头设置，在专用对比试块（见下图）上实测扫查面盲区高度为 6mm。3601804Q
7、40 50 4Q ?Q 40 20 40 20 40I7UCD404C6对于该表面盲区，拟（2）横向缺陷脸测以采用爬波检测补充，详I X - _ J- 见作业指导文件*。LD n cS该容器材料为Q345R,焊接性良好，无横向缺陷产生倾向。1、测量探头前沿、校准超声波在探头楔块中传播的时间。七、检测设置和校准连接仪器与探堰选择合适模式,测量探头前沿、校准超声波在探头楔块中传播的时 间。2、安装探头及仪器初调封：rj0?间距固定在扫查装置上门安装位置传感器，连接它们缆并开机。选择A扫描的RF波形和TOFD显示模将探头按设定的PC与仪器间的线式等。3、设置A扫描时间窗口I选择工件母材某处合适部位，
8、调节时间轴，使时间窗口的起始位置为直通波到达接收 探头前0.5us，窗口宽度设置为工件底面的一次波型转换波后0.5us。4、选择合适的探头激发电压 调节探头激发电压，观察不同电压值下的 A 扫描信号幅度状况，确定适合的电压值。5、设置灵敏度：在工件合适部位进行，将直通波的波幅设定到满屏高的 80%；6、设置扫查增量：设定为 0.5mm 。7、设置信号平均化处理次数：将该值设置为 1。8、校准位置传感器：选择编码器驱动模式、设定传感器编码型号，移动500mm，比较检测设备所显示的位移 与实际位移之差值，其误差应小于 5mm；9、校准深度：利用直通波和底面反射波的时间间隔进行深度校准。10、保存设
9、置文件。八、检测工艺验证：按本工艺将设置好的 TOFD 设备对模拟试块进行 TOFD 检测，结果应确保能够清楚的 显示和测量模拟试块中的模拟缺陷，且所测量的模拟缺陷尺寸应尽量接近其实际尺寸。 发现任何问题，应优化本检测工艺。九、实际工件检测1、将设置好的扫查架置于焊缝之上，检查 A 扫描时间窗口和灵敏度是否变化；2、每次扫查 1 米，第二段扫查时重叠 20mm。3、检测过程中密切注意波幅变化状况以及是否有数据丢失现象。4、数据保存。5、按规定进行系统复核。 十、数据分析和解释1、判断数据有效性：（1）采集的数据量满足所检测焊缝长度的要求；（2）数据丢失量不得超过整个扫查的 5%，且不允许相邻数
10、据连续丢失；（3）信号波幅改变量满足要求。2、判断是否存在相关显示，对非相关显示应记录其位置。3、对相关显示进行分类：表面开口型缺陷显示、埋藏型缺陷显示和难以分类的显示。 4、相关显示的测量：对于相关显示，至少应测定缺陷在 X 轴的位置、缺陷长度、缺陷深度以及缺陷自身 高度，发现超标缺陷时应测定缺陷在 Y 轴的位置。（1）缺陷在 X 轴的位置及缺陷长度测定使用拟合弧形光标法确定缺陷沿 X 轴的端点位置：1）对于点状显示，可采用拟合弧形光标与相关显示重合时所代表的 X 轴数值； 2）对于其他显示，应分别测定其左右端点位置。可采用拟合弧形光标与相关显示端 点重合时所代表的 X 轴数值。缺陷长度根据
11、缺陷左、右端点在X轴位置计算而得，见图8、图9中l。（2）缺陷深度测定对于表面开口型缺陷显示：a）扫查面开口型：其下端点与扫查面间的距离为缺陷深度。b）底面开口型：其上端点与扫查面间的距离为缺陷深度；c）穿透型：缺陷深度为工件厚度。对于埋藏型缺陷显示：a）点状显示：采用拟合弧形光标与相关显示重合时所代表的Z轴数值为缺陷深度；b）线状显示和条状显示：其上端点与扫查面间的距离为缺陷深度。（3）缺陷自身高度测定对于表面开口型缺陷显示， 缺陷自身高度为表面与缺陷上（或下）端点间最大距离 见图8中h；若为穿透型，缺陷自身高度为工件厚度。对于埋藏型条状缺陷显示，缺陷自身高度见图 9 中 h。h:表面缺陷自
12、身高度；1 :表面缺陷长度；t:工件厚度图 8 表面开口型缺陷尺寸h:埋藏缺陷自身高度；l:埋藏缺陷长度；t:工件厚度图 9 埋藏型缺陷尺寸(4) 缺陷在Y轴位置的测定发现超标缺陷时，采用脉冲反射法确定其Y轴位置。十一、其他补充检测1、扫查面、底面按照JB/T4730.4标准进行100%磁粉检测和处理；2、对于发现的内部难以判断的可疑部位按照JB/T4730.3进行超声检测和处理。十二、缺陷评定与质量分级1、分析相关显示的缺陷性质，如可判断缺陷类型为危害性表面开口缺陷或裂纹、未熔合等 危害性埋藏缺陷时，评为III级。2、根据4730.10对相关显示进行评定和分级。3、对本次检测发现的 III 级缺陷出具缺陷返修通知单。十三、检测过程的质量控制检测过程的质量控制严格按CSEI*-*-*检测检验过程控制程序进行。十三、检测记录及报告1、 检测人员应按照单位质量体系文件*记录填写规则的要求现场填写TOFD 检测记录。2、采用JB/T 4730.10附录C中的报告格式。
20mm厚工件TOFD检测工艺
