TOFD检测技术在压力容器检验中的应用研究
韩贯凯 刘文强 许子豪 罗文超 宁剑飞
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韩贯凯 刘文强 许子豪 罗文超 宁剑飞,. TOFD检测技术在压力容器检验中的应用研究[J]. 装备技术研究,2024.2. DOI:10.12721/ccn.2024.157314.
摘要: 目前压力容器运行过程中的安全问题成为了我国化工行业关注的重点,随着社会发展的不断进步,定期检验对压力容器的要求也在不断提高,TOFD超声检测技术是比较新颖的压力容器检测技术,通过TOFD超声检测技术能够实现对压力容器检测过程中对于缺陷的定位定量和检测,能够判断压力容器的使用情况,从而保障生产的安全。本文主要是针对TOFD检测技术在压力容器检测中的实际应用进行研究,并对其局限性提出相应的解决措施。
关键词: TOFD检测技术;压力容器;定期检验;局限性
DOI:10.12721/ccn.2024.157314
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引言
目前在化工行业中经常见到的核心设备是压力容器,大多压力容器在使用过程中,内部存在剧烈的化学反应、高温高压等工况,容易出现爆炸、有毒物质泄漏等危险情况,因此对于压力容器的检测要求比较严格。TOFD检测技术是目前比较新型的检测技术,TOFD检测技术和其他检测技术比较,能够确保在对压力容器进行检测时实现安全检测。因此有必要对TOFD技术进行全面研究,使其在对压力容器检测过程中能够充分发挥作用。
1TOFD超声成像检测技术在压力容器检验中的应用
1.1设备的合理选用
通过对多台设备的检测能够说明TOFD超声成像检测技术是目前对于压力容器检测很方便有效的的检测技术,为了保证TOFD检测技术能够发挥更好的检测效果,需要对TOFD设备进行合理选用。首先是探头的选择,对于不同的压力容器需要采用不同的探头进行检测,例如对于壁厚12~15mm的压力容器,应选择探头频率7~15MHz、声束角度60~70°、晶片直径2~4mm的探头;对于高衰减材料等特殊材质,为了获得较好的检测结果,应该选用较低频率以及较大晶片直径的探头。为了满足各类生产需求,压力容器的种类、自身工况、制造参数都有所不同,因此对压力容器设备的检测过程中,要根据不同容器的参数实现多样化的探头选用方式,防止在检测过程中因为技术应用的不合理导致对结果出现误判,使压力容器的运行安全受到严重影响。
1.2调整灵敏度
对于压力容器检测过程中用TOFD超声检测技术,主要是通过横向声波根据镜面反射的原理实现检测过程,和传统的拨浮法原理存在不同。但是在使用过程中仍然存在着一些问题,受到增益水平的变化灵敏度也会变化,所以为了保障压力容器检测过程中能够顺利完成保障检测的质量需要技术人员对增益水平进行相应的调整,保证合适的灵敏度。想让实现TOFD技术对压力容器缺陷的有效检测,就需要TOFD超声检测技术和超声波扫描技术进行有机融合。TOFD超声检测技术在实际操作过程中,根据NB/T47013.10《衍射时差法超声检测》,需要对超声波波高有严格的把控,要控制直通波波高度达到全屏高度的40%到80%才能够实现有效的的缺陷检测。所以在实际应用过程为了实现TOFD超声成像检测技术的有效检测,就要根据不同的检测条件对灵敏度进行调整,保证检测的正确有效性。
1.3提高检测强度
TOFD超声成像检测技术在实际操作过程中为压力容器的安全性检测提供了有力的支持,TOFD超声检测技术是目前新型的检测技术,但实际检测过程中也并非是固定的检测模式,在检测过程中,要根据实际情况进行分析,提高技术的检测强度,从而保证压力容器检测的安全性。应用TOFD超声成像检测技术时要注意压力容器的工作状态以及材料的选择更新,要针对不同的压力容器进行不同的检测方式,确保在检测过程中,结果不会出现偏差。TOFD超声检测技术检测程成熟度不断加强,有利于保障压力容器的检测质量安全,TOFD超声检测技术为检测过程中提供了安全和稳定的保障。
1.4加强数据分析
在使用TOFD超声成像检测技术进行检测的过程中要加强数据分析的能力,保障检测过程中能够更加科学合理,为了实现压力容器在后续使用过程中的安全和稳定,检测过程中要根据检测数据进行详细分析。根据扫描出现的缺陷距离进行有效分析,能够确定缺陷的危害性,方便后期工作人员进行排查保障压力容器的生产安全性,所以加强数据分析对于压力容器的检测,结果和安全性都有很大的帮助,同时也为检测技术在检测过程中提供数据支持。
2TOFD超声成像检测技术在压力容器检验中的局限性及解决措施
TOFD超声像检测技术在目前众多压力容器检测技术中是比较新颖、先进的检测技术,但其在实际检测的过程中,还是会受到某些条件的影响存在局限性。在检测过程中由于误差的影响,对于TOFD超声成像检测的结果会存在检测盲区,在实际检测过程中盲区是影响检测结果的主要原因之一。对于压力容器的板材,上下表面存在的盲区也是不同的,在检测过程中下表面的盲区一般在1mm以下,无论是哪种形式的盲区对于检测的结果影响都不会很大,通过平面扫描法或者二次偏移扫描法可以避免这种误差出现,所以对于下表面盲区的情况可以忽略不计。而对于上表面,盲区带来的检测误差则比较大,无法完全消除,所以为了保障对TOFD检测结果,操作人员可以针对探头反射方式,以及扫描频率进行调整,尽量的减小仪器性能对上表面的盲区面积的影响,辅助检测结果的真实性。
TOFD超声检测技术在压力容器检测过程中对缺陷的定性识别的难度比较大,如果在检测过程中,对于定性的要求比较高的时候就需要运用参考试块来实现缺陷图像特征的分析,当然也可以采用其他方式进行检测例如射线照相检测的方法作为辅助的方式实现缺陷的定性。TOFD超声检测技术实际工作过程中对粗晶材料的检测比较困难,粗晶材料制作的压力容器在TOFD超声检测技术检测的过程中会产生杂波干扰影响有效超声波的反馈。所以针对粗晶材料的压力容器在检测过程中需要检测人员选择合适的探头进行检测,粗晶材料的压力容器可以使用低频探头来降低超声的频率以提高波长,检测结果能够更加准确的显示。还可以通过提高检测仪器的系统性等方式来降低杂波的影响,从而提升TOFD检测技术的检测水平。在TOFD超声成像检测技术在压力容器检测过程中很难检测横向缺陷,在TOFD检测技术工作过程中使用的扫描形式是平行扫描形式,通过这种平行扫描形式对压力容器的缺陷实现扫描分析。但在实际应用过程中平行扫描的形式存在弊端,其对于横向缺陷的检出率较低,在表面形状复杂的设备或体积较小的点状或线状检测时候平行扫描方式就很容易准确检测出缺陷。针对这种横向缺陷的难题,需要检测人员在工作过程中,对于复杂的设备采取分类的方式,不同的设备,采取不同的检测方式,从而提高TOFD对于横向缺陷的检出效果。
结语
综上所述,可以了解到TOFD检测技术在压力容器检测过程中起着重要的作用,在对压力容器的检测中,面对不同的设备要采取不同的检测方式,能够确保检测的安全和精准。目前TOFD超声成像检测技术是当前最适合应用在压力容器检测中的新型技术,其本身的智能化自动化检测方式能够为化工行业的发展奠定良好的基础;虽然TOFD在实际应用过程中还存在着很多不足的地方,通过提高灵敏度,合理选择检测设备,以及提高对压力容器的检测强度等多种方式就可以提升压力容器检测的水平。
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