TOFD技术的可靠性分析

2015年1月21-22日，在上海组织了一次相控阵工艺研究试验，试验地点是上海核电集团和上海锅炉厂，试验目的是验证一些相控阵工艺参数，为标准（GB）提供技术支持。

在锅炉厂试验现场，有人给我看了一批照片，是2004年在上海锅炉厂拍摄的，当时也是进行试验，试验项目是TOFD，试验目的是验证TOFD技术的可靠性。

我把照片要过来，发表在我的博客的相册里。其中特别引起感叹和怀念的是两个人，一个是袁榕，几年前因脑血栓英年早逝，时年不满60；另一个是张泽丰，自那次分手后就没有再见，掐指一算已年过70，不知现在身体可好？格莱莫超声波探伤仪整理发布。

现在TOFD技术已经在中国广泛应用，应该说那一次试验对其推广是发挥了一定作用的。我翻出当时撰写的试验报告，其对TOFD技术是肯定的，一些结论意见摘录如下：

本次试验所采用的试块预埋缺陷数量较多（16个），且缺陷种类、位置、尺寸各不相同，检测难度较大，但TOFD技术的总的缺陷检出率达到了87%（有两个气孔未检出，实际情况是图谱上有显示，只是检测人员未评），这表明的TOFD技术对埋藏缺陷的检测具有较高的可靠性。

在本次试验中，TOFD技术对未熔合和条状夹渣的检出率达到了100%。这表明TOFD技术对危害性较大的面积型缺陷和尺寸超标的大缺陷的检测有很高的可靠性。

在定量方面，TOFD技术对未熔合缺陷的高度测量具有很高的精度；对条形缺陷的测长精度可以满足工程应用的要求；对圆形缺陷和小条形缺陷的定量误差较大，其误差为正偏差，即，测量长度大于实际长度。

在定性方面，TOFD技术对缺陷的性质有一定判断能力，但准确性不够高，且受人的因素影响较大。

本次试验中未熔合检出率很高的事实验证了衍射波对该类缺陷检测是灵敏的，因此利用衍射波原理的TOFD技术在大厚度焊缝（例如100mm以上）中应用，可以保证垂直方向上未熔合的检出，不需再作专门检测垂直方向上未熔合的串列扫查探伤。

虽然试验所采用的试块预埋的缺陷中没有自然裂纹，未能获得TOFD技术检测自然裂纹的数据，但试验中未熔合的检出率和定量精度很高的事实验证了衍射波对面积型缺陷检测是灵敏的，而未熔合与裂纹同属面积型缺陷，由此可以推测，利用衍射波原理的TOFD技术对埋藏裂纹的检测是灵敏的。在大厚度焊缝（例如100mm以上）中，TOFD技术对埋藏裂纹的探测可能优于射线照相检验。

TOFD检测设备能记录探伤全过程的超声波信息，整个系统比较轻便，自动扫查装置工作可靠，可操作性和现场适用性较好。

综上所述，我们认为，TOFD技术在大厚度焊缝（例如100mm以上）中的应用具有较好的前景。通过进一步研究和若干改进，TOFD技术在大厚度焊缝（例如100mm以上）中应用有望取代射线照相检验。

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