TOFD檢測(cè)通用工藝.doc

作業(yè)文件匯編 版本號(hào)：B 修改碼：0TOFD檢測(cè)通用工藝1 適用范圍1.1 本工藝規(guī)定了衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)（以下簡(jiǎn)稱“TOFD”）人員應(yīng)具備的資格、所用器材、檢測(cè)工藝參數(shù)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)以及采用TOFD檢測(cè)承壓設(shè)備的方法和質(zhì)量分級(jí)要求。1.2 本工藝依據(jù)JB/T4730.10的要求適用于同時(shí)具備下列條件的焊接接頭：a） 材料為低碳鋼或低合金鋼；b） 截面全焊透的對(duì)接接頭；c） 工件厚度t：12mm t400mm（不包括焊縫余高，焊縫兩側(cè)母材厚度不同時(shí)，取薄側(cè)厚度值）。與承壓設(shè)備有關(guān)的支撐件和結(jié)構(gòu)件的衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)，可參照本部分使用；對(duì)于其他細(xì)晶各向同性和低聲衰減金屬材料，也可參照本部分使用，但應(yīng)考慮聲速的變化。1.3 本工藝滿足固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程和GB150的要求。1.4檢測(cè)工藝卡是本工藝的補(bǔ)充，可由II級(jí)或III級(jí)人員按合同要求編寫，其工藝參數(shù)及其他相關(guān)的技術(shù)要求規(guī)定更具體。2 引用標(biāo)準(zhǔn) 1) JB/T4730.10承壓設(shè)備無損檢測(cè) 第10部分：衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)； 2) JB/T 4730.1-2005 承壓設(shè)備無損檢測(cè)第 1 部分：通用要求； 3) JB/T 10061-1999A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術(shù)條件； 4) JB/T 10062-1999超聲探傷用探頭性能測(cè)試方法； 5) TGS R0004-2009固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程； 6) GB150-1998鋼制壓力容器3 術(shù)語和定義標(biāo)準(zhǔn)JB/T4730.10中給出的TOFD技術(shù)專用定義和術(shù)語適用于此工藝。4 檢測(cè)人員4.1 從事TOFD檢測(cè)的人員應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范要求，獲得特種設(shè)備無損檢測(cè)人員超聲檢測(cè)TOFD專項(xiàng)資格，方可從事相應(yīng)資格等級(jí)規(guī)定的檢測(cè)工作，并負(fù)相應(yīng)技術(shù)責(zé)任。4.2 TOFD檢測(cè)人員應(yīng)熟悉所使用的TOFD 檢測(cè)設(shè)備.4.3 TOFD檢測(cè)人員應(yīng)具有實(shí)際檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)并掌握一定的承壓設(shè)備結(jié)構(gòu)及制造基礎(chǔ)知識(shí)。4.4 檢測(cè)人員應(yīng)每年檢查一次視力，矯正的近（距）視力和遠(yuǎn)（距）視力應(yīng)不低于5.0。測(cè)試方法應(yīng)符合GB11533的規(guī)定。4.4 應(yīng)由TOFD檢測(cè)專項(xiàng)資質(zhì)II級(jí)或II級(jí)以上人員編寫檢測(cè)工藝，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與判讀并參與對(duì)檢測(cè)工藝的論證。5 檢測(cè)設(shè)備 5.1 檢測(cè)設(shè)備包括儀器、探頭、掃查裝置和附件，上述設(shè)備應(yīng)具有產(chǎn)品質(zhì)量合格證或制造廠家出具的合格文件。5.2 檢測(cè)儀器至少應(yīng)具有超聲波發(fā)射、接收、放大、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、記錄、顯示和分析功能且發(fā)射探頭和接收探頭之間的距離應(yīng)該固定，并對(duì)探頭移動(dòng)位置進(jìn)行編碼記錄且保證相對(duì)于相關(guān)參照（如焊縫中心線）的位置精度。按超聲波發(fā)射和接收的通道數(shù)可分為單通道和多通道儀器。 5.3 檢測(cè)設(shè)備具體性能指標(biāo)應(yīng)滿足JB/T4730.10附錄A（規(guī)范性附錄）的要求并具有相關(guān)的證明文件。5.4 檢測(cè)人員在實(shí)際檢測(cè)時(shí)應(yīng)選擇滿足被檢工件的壁厚和結(jié)構(gòu)形式等要求的設(shè)備實(shí)施檢測(cè)。6 對(duì)比試塊6.1 對(duì)比試塊是指用于檢測(cè)校準(zhǔn)的試塊。6.2 對(duì)比試塊應(yīng)采用與工件聲學(xué)性能相同或近似的材料制成。對(duì)比試塊材料中超聲波聲束可能通過的區(qū)域用直探頭檢測(cè)時(shí)，不得有大于或等于2mm 平底孔當(dāng)量直徑的缺陷。6.3 對(duì)比試塊的外形尺寸應(yīng)能代表工件的特征和滿足掃查裝置的掃查要求。6.4 對(duì)比試塊厚度應(yīng)為工件厚度的0.9倍1.3倍且兩者間最大差值不大于25mm。6.5 對(duì)比試塊中反射體的形狀、尺寸和數(shù)量至少應(yīng)滿足JB/T4730.10附錄B（規(guī)范性附錄）的規(guī)定。檢測(cè)需要時(shí)，對(duì)比試塊中也可添加其他形狀或尺寸的反射體。6.5 檢測(cè)曲面工件的縱縫時(shí)，若檢測(cè)面曲率半徑小于150mm 時(shí)，應(yīng)采用曲率半徑為0.91.5 倍的曲面對(duì)比試塊， 當(dāng)曲率半徑等于或大于150mm 時(shí)，可以采用平面對(duì)比試塊。7 模擬試塊7.1 模擬試塊應(yīng)該通過焊接工藝制備或使用以往檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)的含真實(shí)缺陷的工件。7.2 模擬試塊的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)應(yīng)能代表被檢工件的特征和滿足掃查要求，厚度應(yīng)為工件厚度的0.9倍1.3倍且兩者間最大差值不大于25毫米。7.3 模擬試塊中的缺陷類型應(yīng)為工件中易出現(xiàn)的典型焊接缺陷，一般包括裂紋、未熔合、氣孔、夾渣、未焊透等。缺陷一般應(yīng)平行于熔合線，若被檢工件具有橫向裂紋傾向時(shí)還應(yīng)在模擬試塊中增加橫向模擬缺陷。7.4 模擬試塊中至少帶有三個(gè)模仿焊接件上的缺陷，要求如下：a）代表容器外表面的試塊一側(cè)有一個(gè)表面缺陷；b）代表容器內(nèi)表面的試塊一側(cè)有一個(gè)表面缺陷；c）有一個(gè)內(nèi)部缺陷； 如果在檢測(cè)時(shí)試塊可以倒置，就可以有一個(gè)缺陷同時(shí)代表內(nèi)表面和外表面缺陷，那么只需要兩個(gè)缺陷。7.5 模擬試塊中的缺陷一般不大于JB/T4730.10表5中II級(jí)規(guī)定的最大允許缺陷尺寸。7.6 如果工件有堆焊層，靈敏度調(diào)節(jié)試塊和模擬試塊應(yīng)采用與工件焊接相同的工藝堆焊。7.7 模擬試塊應(yīng)與容器的熱處理狀態(tài)相同或相近。7.8 模擬試塊表面的粗糙度應(yīng)與工件表面的粗糙度相似。注意：檢測(cè)厚壁焊縫時(shí)，試塊上缺陷的數(shù)量應(yīng)多于標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，便于確定相鄰兩對(duì)探頭檢測(cè)區(qū)域的重疊情況。8 TOFD檢測(cè)原理8.1 TOFD 是一種利用超聲波衍射現(xiàn)象、非基于波幅的自動(dòng)超聲檢測(cè)方法，其基本特點(diǎn)是采用一發(fā)一收探頭對(duì)工作模式。8.2 TOFD 通常使用縱波斜探頭，在工件無缺陷部位，發(fā)射超聲脈沖后，首先到達(dá)接收探頭的是直通波，然后是底面反射波。有缺陷存在時(shí)，在直通波和底面反射波之間，接收探頭還會(huì)接收到缺陷處產(chǎn)生的衍射波或反射波。除上述波外，還有缺陷部位和底面因波型轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的橫波，一般會(huì)遲于底面反射波到達(dá)接收探頭。工件中超聲波傳播路徑見圖1，缺陷處A 掃描信號(hào)見圖2：8.3 直通波和底面反射波是固定存在的，無論被檢焊縫中是否存在缺陷。由于直通波和底面反射波的存在，檢測(cè)時(shí)如果只使用TOFD檢測(cè)，在上表面和內(nèi)壁表面存在盲區(qū)，一般為幾毫米左右。直通波和底面反射波及每一個(gè)顯示的上、下衍射波相位相反。底面反射波下端點(diǎn)衍射波上端點(diǎn)衍射波發(fā)射探頭接收探頭 直通波底面反射波圖1 工件中超聲波傳播路徑直通波上端點(diǎn)衍射波下端點(diǎn)衍射波 圖2 缺陷處A 掃描信號(hào)9 TOFD 檢測(cè)顯示9.1 TOFD 檢測(cè)顯示應(yīng)至少包括A 掃描信號(hào)和TOFD 圖像。9.2 TOFD 應(yīng)使用射頻波形式的A 掃描信號(hào)。9.3 TOFD成像可以讀出和永久保存，可以計(jì)算缺陷的大小和位置。10 TOFD檢測(cè)工藝10.1 檢測(cè)前應(yīng)根據(jù)本部分并結(jié)合被檢工件編制TOFD檢測(cè)工藝。10.2 TOFD檢測(cè)工藝應(yīng)包括的內(nèi)容a）被檢工件情況；b）檢測(cè)設(shè)備器材c）檢測(cè)準(zhǔn)備：包括確定檢測(cè)區(qū)域、探頭選取和設(shè)置、掃查方式的選擇、掃查面準(zhǔn)備等；e）橫向缺陷的補(bǔ)充檢測(cè)方法（必要時(shí)）；f）檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)置和校準(zhǔn)；g）檢測(cè)；h）數(shù)據(jù)分析解釋；i）缺陷評(píng)定與驗(yàn)收。11 表面盲區(qū)11.1 由于直通波和底面反射波均有一定的寬度，處于此范圍內(nèi)的缺陷波難以被發(fā)現(xiàn)，因此TOFD檢測(cè)在掃查面和底面均存在表面盲區(qū)。11.2 可以通過采用寬頻帶窄脈沖探頭、減少探頭中心間距或增加掃查方式等方法降低表面盲區(qū)高度。11.3 對(duì)于表面盲區(qū)應(yīng)采取其他有效的檢測(cè)方法進(jìn)行補(bǔ)充。12 橫向缺陷12.1 當(dāng)采用非平行掃查和偏置非平行掃查時(shí)，TOFD檢測(cè)對(duì)焊縫及熱影響區(qū)中的橫向缺陷檢出率均較低。12.2 當(dāng)需要檢測(cè)橫向缺陷時(shí)，應(yīng)采取其他有效的檢測(cè)方法進(jìn)行補(bǔ)充。13 掃查方式13.1 掃查方式一般分為非平行掃查、平行掃查和偏置非平行掃查等三種基本掃查方式，其掃查方式示意圖分別見圖3、圖4 和圖5。13.2 非平行掃查一般作為初始的掃查方式，用于缺陷的快速探測(cè)和缺陷長(zhǎng)度、缺陷自身高度的測(cè)定，也可大致測(cè)定缺陷深度，必要時(shí)，應(yīng)增加偏置非平行掃查作為初始的掃查方式，并明確此時(shí)探頭對(duì)稱中心相對(duì)焊縫中心的偏移方向、偏移量。檢測(cè)前應(yīng)根據(jù)探頭對(duì)設(shè)置、實(shí)測(cè)聲束寬度值和初始掃查方式，在檢測(cè)工藝中注明檢測(cè)覆蓋區(qū)。13.3 采用偏置非平行掃查可增大檢測(cè)范圍，提高缺陷高度測(cè)量的精度，改進(jìn)缺陷定位并有助于降低表面盲區(qū)高度，但難以檢測(cè)橫向缺陷。焊縫焊縫接收探頭發(fā)射探頭發(fā)射探頭接收探頭探頭架探頭架移動(dòng)方向XX移動(dòng)方向Y_YY_Y圖3 非平行掃查 圖4 平行掃查焊縫發(fā)射探頭接收探頭探頭架X移動(dòng)方向Y_Y圖5 偏置非平行掃查13.4 對(duì)已發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行平行掃查，可精確測(cè)定缺陷自身高度和缺陷深度以及缺陷相對(duì)焊縫中心線的偏移，并為缺陷定性提供更多信息。采用平行掃查時(shí)，一般應(yīng)將焊縫余高磨平。13.5 在滿足檢測(cè)目的的前提下，根據(jù)需要的不同，也可采用其他合適形式的掃查方式。14 TOFD檢測(cè)過程14.1 檢測(cè)區(qū)域14.1.1 檢測(cè)區(qū)域由其高度和寬度表征，檢測(cè)區(qū)域在檢測(cè)前予以確定。14.1.2 檢測(cè)區(qū)域應(yīng)高度為工件厚度。14.1.3 檢測(cè)區(qū)域?qū)挾?4.1.3.1 若焊縫實(shí)際熱影響區(qū)經(jīng)過測(cè)量并記錄，檢測(cè)區(qū)域?qū)挾葹閮蓚?cè)實(shí)際熱影響區(qū)各加上6mm 的范圍。14.1.3.2若未知焊縫實(shí)際熱影響區(qū)，則按下述原則確定檢測(cè)區(qū)域?qū)挾龋篴） 工件厚度t200mm 時(shí)，檢測(cè)區(qū)域?qū)挾葢?yīng)是焊縫本身，再加上焊縫熔合線兩側(cè)各25mm 或t(取較小值)的范圍。b） 工件厚度t200mm 時(shí)，檢測(cè)區(qū)域?qū)挾葢?yīng)是焊縫本身，再加上焊縫熔合線兩側(cè)各50mm 的范圍。14.1.4 若對(duì)已發(fā)現(xiàn)缺陷部位進(jìn)行復(fù)檢或已確定的重點(diǎn)部位，檢測(cè)區(qū)域可減小至相應(yīng)部位。14.1.5 對(duì)有余高的焊接接頭，余高部分應(yīng)增加輔助檢測(cè)。14.1.6 檢測(cè)工藝中要注明檢測(cè)區(qū)域的高度和寬度以及輔助檢測(cè)所覆蓋的區(qū)域。應(yīng)確保多通道檢測(cè)時(shí)各通道的深度檢測(cè)范圍有至少10%的重疊。14.1.7 檢測(cè)前應(yīng)對(duì)根據(jù)檢測(cè)區(qū)域和探頭設(shè)置確定的掃查路徑在工件上予以標(biāo)記，標(biāo)記內(nèi)容至少包括掃查起始點(diǎn)和掃查方向，同時(shí)應(yīng)在母材上距焊縫中心線規(guī)定的距離處畫出一條參考線，以確保探頭的運(yùn)動(dòng)軌跡。如果焊縫TOFD檢測(cè)或其它檢測(cè)不合格，應(yīng)將標(biāo)記線保留到返修后再次檢測(cè)為止。可采用鋪設(shè)軌道或使用其他控制手段，使掃查時(shí)每對(duì)探頭按照預(yù)定軌跡運(yùn)行。14.2 探頭選取和設(shè)置14.2.1 探頭選取包括探頭型式、參數(shù)的選擇。TOFD檢測(cè)一般選擇寬角度縱波斜探頭，對(duì)于每一組探頭對(duì)的兩個(gè)探頭，其標(biāo)稱頻率應(yīng)相同，聲束角度和晶片直徑宜相同。14.2.2 初始掃查時(shí)，建議將探頭中心間距設(shè)置為使該探頭對(duì)的聲束交點(diǎn)位于其所覆蓋區(qū)域的2/3 深度處。14.2.3 當(dāng)工件厚度t50mm時(shí)，可采用一組探頭對(duì)檢測(cè)，當(dāng)工件厚度t50mm應(yīng)在厚度方向分成若干區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)。兩種情況下，探頭聲束在所檢測(cè)區(qū)域高度范圍內(nèi)相對(duì)聲束軸線處的聲壓幅值下降均不超過12dB。同時(shí)，檢測(cè)工件底面的探頭聲束與底面法線間的夾角不應(yīng)小于40。14.2.4 與工件厚度有關(guān)的檢測(cè)分區(qū)、探頭參數(shù)選擇可參考表1。表1 平板對(duì)接接頭的探頭推薦性選擇和設(shè)置工件厚度(mm）檢測(cè)通道數(shù)或掃查次數(shù)深度范圍(mm)標(biāo)稱頻率(MHz)聲束角度( )晶片直徑(mm)121510t157706024153510t105706026355010t5370603650100202t/57.557060362t/5t53604561210020030t/57.55706036t/53t/55360456123t/5t52604562020030040407.55706036402t/55360456122t/53t/45260456203t/4t315040102030040050407.55706036403t/105360456123t/10t/2526045620t/23t/431504010203t/4t315040122514.2.5 若已知缺陷的大致位置或可能產(chǎn)生缺陷的部位，可選擇合適的探頭型式（如聚焦探頭）或探頭參數(shù)（如頻率、晶片直徑），將探頭中心間距設(shè)置為使探頭對(duì)的聲束交點(diǎn)為缺陷部位或可能產(chǎn)生缺陷的部位，且聲束角度 為5560。14.2.6 檢測(cè)前應(yīng)測(cè)量探頭前沿、超聲波在探頭楔塊中的傳播時(shí)間和按-12dB法測(cè)定各探頭對(duì)的聲束寬度，并予以注明。14.2.7 探頭設(shè)置應(yīng)通過試驗(yàn)優(yōu)化，在檢測(cè)設(shè)置時(shí)可采用對(duì)比試塊調(diào)整，在對(duì)工件的掃查中可通過檢測(cè)效果驗(yàn)證。14.3 掃查面準(zhǔn)備14.3.1 探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)清除焊接飛濺、鐵屑、油垢及其他雜質(zhì)，一般應(yīng)進(jìn)行打磨。檢測(cè)表面應(yīng)平整，便于探頭的掃查，其表面粗糙度Ra 值應(yīng)不低于6.3um。14.3.2 要求去除余高的焊縫，應(yīng)將余高打磨到與鄰近母材平齊；保留余高的焊縫，如果焊縫表面有咬邊、較大的隆起和凹陷等也應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男弈?，并作圓滑過渡以免影響檢測(cè)結(jié)果的評(píng)定。14.3.3 若需安裝導(dǎo)向裝置，應(yīng)保證導(dǎo)向裝置與擬掃查路徑的對(duì)準(zhǔn)誤差不超過探頭中心間距的10。14.4 母材檢測(cè)14.4.1 對(duì)重要工件或檢測(cè)人員有懷疑時(shí)，應(yīng)對(duì)超聲波聲束通過的母材區(qū)域，應(yīng)按JB/T4730.3 中的有關(guān)規(guī)定，采用直探頭進(jìn)行檢測(cè)或在TOFD 檢測(cè)的過程中進(jìn)行。14.4.2 母材中影響檢測(cè)結(jié)果的反射體，應(yīng)予以記錄。14.5 耦合14.5.1 應(yīng)采用有效且適用于工件的介質(zhì)作為超聲耦合劑。14.5.2 選用的耦合劑應(yīng)在一定的溫度范圍內(nèi)保證穩(wěn)定可靠的檢測(cè)。14.5.3 實(shí)際檢測(cè)采用的耦合劑應(yīng)與檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)置和檢測(cè)校準(zhǔn)時(shí)的耦合劑相同。14.6 溫度14.6.1 應(yīng)確保在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)。14.6.2 若溫度過低或過高，應(yīng)采取有效措施避免，若無法避免，應(yīng)評(píng)價(jià)其對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。14.6.3 檢測(cè)校準(zhǔn)與實(shí)際檢測(cè)間的溫差應(yīng)控制在20之內(nèi)。14.6.4 采用常規(guī)探頭和耦合劑時(shí)，工件的表面溫度范圍為050。超出該溫度范圍，可采用特殊探頭或耦合劑，但應(yīng)在使用溫度下的對(duì)比試塊上進(jìn)行設(shè)置和校準(zhǔn)。 14.7 檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)置和校準(zhǔn)14.7.1 A 掃描時(shí)間窗口設(shè)置14.7.1.1 檢測(cè)前應(yīng)對(duì)檢測(cè)通道的A 掃描時(shí)間窗口進(jìn)行設(shè)置。14.7.1.2 A 掃描時(shí)間窗口至少應(yīng)包含表1中規(guī)定的深度范圍，同時(shí)應(yīng)滿足如下要求：a） 若工件厚度不大于50mm 時(shí)，可采用單檢測(cè)通道，其時(shí)間窗口的起始位置應(yīng)設(shè)置為直通波到達(dá)接收探頭前0.51us 以上，窗口寬度應(yīng)設(shè)置為包含工件底面的一次波型轉(zhuǎn)換波后0.51us 以上。b） 若在厚度方向分區(qū)檢測(cè)時(shí)，最上分區(qū)的時(shí)間窗口的起始位置應(yīng)設(shè)置為直通波到達(dá)接收探頭前0.51us 以上，最下分區(qū)的時(shí)間窗口的終止位置應(yīng)設(shè)置為底面反射波到達(dá)接收探頭后0.51us 以上；各分區(qū)的A 掃描時(shí)間窗口在深度方向應(yīng)至少覆蓋相鄰檢測(cè)分區(qū)在厚度方向上高度的25。可利用檢測(cè)設(shè)備提供的深度參數(shù)輸入，但應(yīng)采用對(duì)比試塊驗(yàn)證時(shí)間窗口在厚度方向上的覆蓋性。14.7.2 靈敏度設(shè)置14.7.2.1 檢測(cè)前應(yīng)設(shè)置檢測(cè)通道的靈敏度。14.7.2.2 靈敏度設(shè)置一般應(yīng)采用對(duì)比試塊。當(dāng)采用對(duì)比試塊上的反射體設(shè)置靈敏度時(shí)，需要將較弱的衍射信號(hào)波幅設(shè)置為滿屏高的4080%，并在實(shí)際工件表面掃查時(shí)進(jìn)行表面耦合補(bǔ)償。14.7.2.3 若工件厚度不大于50mm 且采用單檢測(cè)通道時(shí)，也可直接在工件上進(jìn)行靈敏度設(shè)置。一般將直通波的波幅設(shè)定到滿屏高的4080%；若采用直通波不適合或直通波不可見，可將底面反射波幅設(shè)定為滿屏高的80%，再提高2032dB；若直通波和底面反射波均不可用，可將材料的晶粒噪聲設(shè)定為滿屏高的510作為靈敏度。有條件時(shí)，建議采用對(duì)比試塊進(jìn)行驗(yàn)證。14.7.3 掃查增量設(shè)置14.7.3.1 掃查增量指掃查過程中A 掃描信號(hào)間的空間采樣間隔，檢測(cè)時(shí)應(yīng)根據(jù)掃查增量采集信號(hào)。14.7.3.2 掃查增量設(shè)置與工件厚度有關(guān)，按如下表2 的規(guī)定進(jìn)行。表2 掃查增量的設(shè)置工件厚度t（mm）掃查增量最大值（mm）12t1501.0t1502.014.7.4 位置傳感器的校準(zhǔn)14.7.4.1 檢測(cè)前應(yīng)對(duì)位置傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。14.7.4.2 校準(zhǔn)方式是使掃查裝置移動(dòng)一定距離時(shí)檢測(cè)設(shè)備所顯示的位移與實(shí)際位移進(jìn)行比較，其誤差應(yīng)小于1。14.7.5 深度校準(zhǔn)14.7.5.1 對(duì)于直通波和底面反射波同時(shí)可見的情況，其時(shí)間間隔所反映的厚度應(yīng)校準(zhǔn)為已知的厚度值。圖6 表示利用直通波和底面反射波的時(shí)間間隔進(jìn)行的深度校準(zhǔn)，注意A 掃描信號(hào)中直通波和底面反射波測(cè)量點(diǎn)處相位應(yīng)相反。底面反射波直通波t底面反射波t直通波圖6 利用直通波和底面反射波的時(shí)間間隔進(jìn)行深度校準(zhǔn)14.7.5.2 對(duì)于直通波或底面反射波不可見或分區(qū)檢測(cè)時(shí)，應(yīng)采用對(duì)比試塊進(jìn)行深度校準(zhǔn)。14.7.5.3 深度校準(zhǔn)應(yīng)保證深度測(cè)量誤差不大于工件厚度的1或0.5mm（取較大值）。14.7.5.4 對(duì)于曲面工件的縱向焊接接頭，應(yīng)對(duì)深度校準(zhǔn)進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)。14.7.6 檢測(cè)系統(tǒng)復(fù)核14.7.6.1 在如下情況時(shí)應(yīng)進(jìn)行復(fù)核：a） 檢測(cè)過程中檢測(cè)設(shè)備開停機(jī)或更換部件時(shí)；b） 檢測(cè)人員有懷疑時(shí)；c） 檢測(cè)結(jié)束時(shí)。14.7.6.2 若初始檢測(cè)設(shè)置和校準(zhǔn)時(shí)采用了對(duì)比試塊，則在復(fù)核時(shí)應(yīng)采用同一試塊；若為直接在工件上進(jìn)行的靈敏度設(shè)置，則應(yīng)在工件上的同一部位復(fù)核。14.7.6.3 若復(fù)核時(shí)發(fā)現(xiàn)初始設(shè)置和校準(zhǔn)的參數(shù)偏離，則按如下表3 的規(guī)定執(zhí)行：表3 偏離和糾正靈 敏 度16dB不需要采取措施，必要時(shí)可通過軟件糾正26dB應(yīng)重新設(shè)置，并重新檢測(cè)上次校準(zhǔn)以來所檢測(cè)的焊縫深 度1偏離0.5mm 或板厚的2（取較大值）不需要采取措施2偏離0.5mm 或板厚的2（取較大值）應(yīng)重新設(shè)置，并重新檢測(cè)上次校準(zhǔn)以來所檢測(cè)的焊縫位 移15%不需要采取措施25%應(yīng)對(duì)上次校準(zhǔn)以來所檢測(cè)的位置進(jìn)行修正14.8 檢測(cè)14.8.1 初始的掃查方式一般采用非平行掃查，探頭對(duì)稱布置于焊縫中心線兩側(cè)沿焊縫長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)。對(duì)于非平行掃查發(fā)現(xiàn)的接近最大允許尺寸的缺陷或需要了解缺陷更多信息時(shí)，建議對(duì)于缺陷部位改變探頭設(shè)置進(jìn)行非平行掃查、偏置非平行掃查、平行掃查或脈沖反射法超聲檢測(cè)。14.8.2 若焊縫較寬，建議在焊縫兩側(cè)各增加一次偏置非平行掃查；對(duì)于筒形工件的縱向焊縫，建議在焊縫中心線兩側(cè)各增加一次偏置非平行掃查，偏心距離一般為 =RW 2r（其中R：外徑，r：內(nèi)徑，W：底面焊縫寬度）。14.8.3 若焊縫中可能存在橫向缺陷時(shí)，建議采取措施使超聲波聲束與焊縫橫截面形成一定的傾角進(jìn)行檢測(cè)。14.8.4掃查時(shí)應(yīng)保證掃差速度小于或等于最大掃查速度vmax ，同時(shí)應(yīng)保證耦合效果和滿足數(shù)據(jù)采集的要求。最大掃描速度按照式1計(jì)算vmax=PFRN x式中：vmax 最大掃描速度，mm/s； PFR 激發(fā)探頭的脈沖重復(fù)頻率，Hz； x 設(shè)置的掃查增量值，mm； N 設(shè)置的信號(hào)平均數(shù)。14.8.5 若需對(duì)焊縫在長(zhǎng)度方向進(jìn)行分段掃查，則各段掃查區(qū)的重疊范圍至少為20mm。對(duì)于環(huán)焊縫，掃查停止位置應(yīng)越過起始位置至少20mm。14.8.6 非平行掃查和偏置非平行掃查時(shí)應(yīng)確保掃查路徑與擬掃查路徑間的偏差不超過探頭中心間距的10。14.8.7 掃查過程中應(yīng)密切注意波幅狀況。若發(fā)現(xiàn)直通波、底面反射波、材料晶粒噪聲或波型轉(zhuǎn)換波的波幅降低12dB 以上或懷疑耦合不好時(shí)，應(yīng)重新掃查該段區(qū)域。若發(fā)現(xiàn)直通波滿屏或晶粒噪聲波幅超過滿屏高20時(shí)，則應(yīng)降低增益并重新掃查。15 檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析和解釋15.1 檢測(cè)數(shù)據(jù)的有效性評(píng)價(jià)15.1.1 分析數(shù)據(jù)之前應(yīng)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估以確定其有效性，至少應(yīng)滿足如下要求：a）數(shù)據(jù)丟失量不得超過整個(gè)掃查的5%，且不允許相鄰數(shù)據(jù)連續(xù)丟失。b）采集的數(shù)據(jù)量應(yīng)滿足10.6 的要求。c）信號(hào)波幅改變量應(yīng)在一定范圍之內(nèi)。d）信號(hào)是基于掃查增量的設(shè)置而采集的。15.1.2 若數(shù)據(jù)無效，應(yīng)糾正后重新進(jìn)行掃查。15.2 相關(guān)顯示和非相關(guān)顯示15.2.1 檢測(cè)結(jié)果的顯示分為相關(guān)顯示和非相關(guān)顯示。由缺陷引起的顯示為相關(guān)顯示，由于工件結(jié)構(gòu)（例如焊縫余高或根部）或者材料冶金結(jié)構(gòu)的偏差（例如金屬母材和覆蓋層界面）引起的顯示為非相關(guān)顯示。15.2.2 對(duì)于TOFD 檢測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)確定是否存在相關(guān)顯示，對(duì)于確認(rèn)為相關(guān)顯示的，應(yīng)進(jìn)行分類并測(cè)定其位置和尺寸。15.2.3 非相關(guān)顯示的確認(rèn)和記錄15.2.4 可按如下步驟確定是否為非相關(guān)顯示：a)查閱加工和焊接文件資料。b)根據(jù)反射體的位置繪制反射體和表面不連續(xù)的截面示意圖。c)根據(jù)檢測(cè)工藝作業(yè)指導(dǎo)書對(duì)包含反射體的區(qū)域進(jìn)行評(píng)估。d)可輔助使用其他無損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行確定。15.2.5 對(duì)于非相關(guān)顯示，應(yīng)記錄其位置。15.3 相關(guān)顯示的分類15.3.1 相關(guān)顯示分為表面開口型缺陷顯示、埋藏型缺陷顯示和難以分類的顯示。15.3.2 表面開口型缺陷顯示15.3.2.1 表面開口型缺陷顯示可細(xì)分為如下三類：a） 掃查面開口型：該類型通常顯示為直通波的減弱、消失或變形，僅可觀察到一個(gè)端點(diǎn)（缺陷下端點(diǎn)）產(chǎn)生的衍射信號(hào)，且與直通波同相位。b） 底面開口型：該類型通常顯示為底面反射波的減弱、消失、延遲或變形，僅可觀察到一個(gè)端點(diǎn)（缺陷上端點(diǎn)）產(chǎn)生的衍射信號(hào)，且與直通波反相位。c） 穿透型：該類型顯示為直通波和底面反射波同時(shí)減弱或消失，可沿壁厚方向產(chǎn)生多處衍射信號(hào)。15.3.2.2 數(shù)據(jù)分析時(shí)，應(yīng)注意與直通波和底面反射波最近的缺陷信號(hào)的相位，初步判斷缺陷的上、下端點(diǎn)是否隱藏于表面盲區(qū)或在工件表面。15.3.3 埋藏型缺陷顯示15.3.3.1 埋藏型缺陷顯示可細(xì)分為如下三類：a） 點(diǎn)狀顯示：該類型顯示為雙曲線弧狀，且與擬合弧形光標(biāo)重合，無可測(cè)量長(zhǎng)度和高度。b） 線狀顯示：該類型顯示為細(xì)長(zhǎng)狀，無可測(cè)量高度。c） 條狀顯示：該類型顯示為長(zhǎng)條狀，可見上下兩端產(chǎn)生的衍射信號(hào)，且靠近底面處端點(diǎn)產(chǎn)生的衍射信號(hào)與直通波同相，靠近掃查面處端點(diǎn)產(chǎn)生的信號(hào)與直通波反相。15.3.3.2 埋藏型缺陷顯示一般不影響直通波或底面反射波的信號(hào)。15.3.4 難以分類的顯示對(duì)于難以按照15.3.2和15.3.3進(jìn)行分類的顯示，應(yīng)結(jié)合其他有效方法綜合判斷。15.4 缺陷位置的測(cè)定15.4.1 至少應(yīng)測(cè)定缺陷在X、Z 軸的位置。15.4.1.1 X 軸位置的測(cè)定a） 可根據(jù)位置傳感器定位系統(tǒng)對(duì)缺陷沿X 軸位置進(jìn)行測(cè)定，由于聲束的擴(kuò)散，TOFD 圖像趨向于將缺陷長(zhǎng)度放大。b） 推薦使用擬合弧形光標(biāo)法確定缺陷沿X 軸的端點(diǎn)位置：1）對(duì)于點(diǎn)狀顯示，可采用擬合弧形光標(biāo)與相關(guān)顯示重合時(shí)所代表的X軸數(shù)值；2）對(duì)于其他顯示，應(yīng)分別測(cè)定其左右端點(diǎn)位置?？刹捎脭M合弧形光標(biāo)與相關(guān)顯示端點(diǎn)重合時(shí)所代表的X軸數(shù)值。c） 可采用合成孔徑聚焦技術(shù)（SAFT）、聚焦探頭或其他有效方法改善X 軸位置的測(cè)定。15.4.1.2 Z 軸位置的測(cè)定a） 一般根據(jù)從TOFD 圖像缺陷顯示中提取的A 掃描信號(hào)對(duì)缺陷的Z 軸位置進(jìn)行測(cè)定。b） 對(duì)于表面開口型缺陷顯示，應(yīng)測(cè)定其上或下端點(diǎn)的深度位置。該類型顯示，通常其上（或下）端點(diǎn)的衍射波與直通波反相（或同相）。c） 對(duì)于埋藏型缺陷顯示：1）若為點(diǎn)狀和線狀顯示，其深度位置即為Z 軸位置；2）對(duì)于條狀顯示，應(yīng)分別測(cè)定其上、下端點(diǎn)的位置。該類型顯示，上（或下）端點(diǎn)產(chǎn)生的衍射波與直通波反相（或同相）。測(cè)定時(shí)，首先應(yīng)辨別缺陷端點(diǎn)的衍射信號(hào)，然后根據(jù)相位相反關(guān)系確定缺陷另一端點(diǎn)的位置。d） 在平行掃查的TOFD 顯示中，缺陷距掃查面最近處的上（或下）端點(diǎn)所反映的位置為缺陷在Z 軸的精確位置。15.4.2 缺陷在Y 軸的位置在平行掃查和偏置非平行掃查的TOFD檢測(cè)顯示中，缺陷端點(diǎn)距掃查面最近處所反映的位置為缺陷在Y軸的位置，也可采用脈沖反射法或其他有效方法進(jìn)行測(cè)定。15.5 缺陷尺寸測(cè)定15.5.1 缺陷的尺寸由其長(zhǎng)度和高度表征。15.5.2 缺陷長(zhǎng)度缺陷的長(zhǎng)度（ l ）是指缺陷在X軸的投影間的距離，見圖7、圖8中l(wèi) ，可根據(jù)15.4.1.1缺陷在X軸位置而得。taLh：表面缺陷高度， l ：表面缺陷長(zhǎng)度，t：工件厚度圖7 表面開口型缺陷尺寸thlh：埋藏缺陷高度， l ：埋藏缺陷長(zhǎng)度，t：工件厚度圖8 埋藏型缺陷尺寸15.5.3 缺陷自身高度15.5.3.1 缺陷自身高度是指缺陷沿X 軸方向上、下端點(diǎn)在Z 軸投影間的最大距離。15.5.3.2 對(duì)于表面開口型缺陷顯示：缺陷高度為表面與缺陷上（或下）端點(diǎn)間最大距離，見圖7中h；若為穿透型，缺陷高度為工件厚度。15.5.3.3 對(duì)于埋藏型條狀缺陷顯示，缺陷高度見圖8 中h。16 TOFD技術(shù)局限性：16.1 由于直通波和底面回波信號(hào)的存在，產(chǎn)生在這些盲區(qū)內(nèi)的缺陷可能檢測(cè)不到。表面幾何形狀（如錯(cuò)位或板曲率）會(huì)導(dǎo)致盲區(qū)加大。16.2 即使可以檢測(cè)到盲區(qū)附近的缺陷，如果上尖端或下尖端信號(hào)不能與直通波和底面回波信號(hào)分開，缺陷定量能力會(huì)受到限制。一些情況下小的近下表面缺陷與表面開口缺陷無法區(qū)分。16.3 使用TOFD技術(shù)可以很好的評(píng)估內(nèi)部缺陷，尤其是壁厚的下半部分缺陷的垂直擴(kuò)展。然而缺陷必須具有一定的垂直擴(kuò)展，能夠明顯的大于上尖端衍射脈沖的等效時(shí)間，從而上下尖端衍射信號(hào)能夠區(qū)分開，保證能夠使用正確的相位進(jìn)行