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1、承压设备NDE新通道（第二部分）（续）ASME对超声TOFD技术的应用规定第二部分：焊缝TOFD定量检测方法lI中国特种设备安全l41承压设备N口E新通道(续)一ASME对超声TOFD.术的应用规定第二部分:焊缝TOFD定量检测方法李彳i(无锡市锅炉力容器学会尢=I检测考委会江苏214026).SI定量误差分顿tToFD检测中使用的超声波探伤仪,探头的选定,探头的配置,以及计测数据等,均会引起缺陷测深误差.5.1缺陷偏位误差由缺陷偏离两探头间距中分平面的横向位置弓起的TOFD测深误差如图8所示,可由下式求得:都分为带衬垫与不带衬垫两种情况,显然带衬垫的试件比不带衬垫的试件容易通过影响焊工操作技
2、能的因素共有9类:焊接方法,焊接方法的机械化程度,焊接位置,母材种类,试件外径,焊缝金属厚度,焊条药皮类别,焊接衬垫和焊接工艺因素.由于机电类设备焊接时,使用焊接方法少.母材种类单调,管材外径大,可以加衬垫而且角焊缝多,所以机电类设备焊工所用考试试件很少就可以满足产品要求.这要比承压类设备焊工考试试件有很大区别了.因而考试工作大大简化,技能要求也松了不少.5机电类设备焊工考试建议一机电类设备焊工考试具体做法:l一一一J(一,一f入假自实际缺陷,图8缺陷偏位误差造成的TOFD测深误差1)机电类设备与承压类设备焊工考试统一在特种设备焊工考试细则内,不区别两类焊工考试试件,但区分若干种考试项目在细则
3、内增设角焊缝试件以适应机电类设备需要,同时规定”对接焊缝考试合格的焊工可以焊接角焊缝焊件,不需要进行新考试”;2)对接焊缝试件检验:外观检验,射线透照和弯曲试验;角焊缝试件检验:外观检验和金相检验(宏观);3)组织编写特种设备焊工基本知识培训教材及标准化试卷,公开发行.将焊工考试与培训彻底分开.(收稿H期20l00111)42f第26卷第6期f无损检测(f24S)(6/C)一(0256,/C.,).式中:6深度误差;C-一纵波声速;从发射到接收的传播时间;S一探头间距之半;6横向位置误差.5.2材料声速误差由被检材料声速误差引起的TOFD测深误差如图9所示,可由下式求得:6:0式中:6.声速误
4、差.l一一d:,.,/,l,譬,f|:嗣黟!图9材料声速误差造成的TOFD测深误差5.3探头间距误差由相向对置的两探头间距误差引起的TOFD测深误差如图10所示,可由下式求得:6:式中:6探头间距误差文一一乱rI.tf/,牛图lO探头间距误差造成的TOFD测深误差5.4时间计侧误差由时间计测误差(即波形位置的读取误差)引起的TOFD测深误差如图11所示,可由下式求得:堕式中:6时间计测误差;d1.一缺陷上端部离探测面的深度.时间计测误差6随扫描图像显示方式而异.表1表示3种不同显示方式下时间计测误差的试算示例.该表所依据的数据收录条件:探头中心频率5MHz,A/D取样频率100MHz;线槽检测
5、条件1:d:167mm,2S=58mm;线槽检测条件2:d=7Omm,2S=140mm.钢材声速均为C=5900m/s,表1TOFD时间计测误差的计算示例jlHI价条件淡篪试算结造成的TOFD测深误差5.5累积误差TOFD测深误差应由上述各种误差累积而成,评价定量误差时应算出累积误差.j6弋QFiB盲区馀簿|j|TOFD盲区一分为二:近表面盲区和近底面盲区如图12所示.tlJL/I.1y.I-IPIlfw叶A扫描射频波形图tft:rP侧向波最大波幅降至1O%时的传播时间w侧向渡与底面反射波的传播时差;表面底面冈I.:Di.近表面自区深度;DJl【f.近底面百区深度图I2FOFD检测的近表面和近
6、底面盲区6.1近表面盲区靠近探测面的区域,由于侧向波的存在,会产生缺陷难以显示的盲区.该盲区由下式求出:D=(/4+SCtp).式中:D靠近表面(探测面)的盲区深度;t波幅为侧向波最大波幅值10%时的传播时间.6.2近底面盲区靠近底面的区域,由于底面反射波的存在,Ij中国特种设备安全f43也会产生缺陷难以显示的盲区.该盲区由下式求出:D底=C【+)/4一S力一式中:D靠近底面的盲区深度;0底面反射波的传播时间;试件厚度.jI|7竞量验证液示报告I:除记录UT一般事项外,TOFD检测定量验证演示报告还应包括以下内容:1)计算机程序号和修订号;2)所用超声波型;3)验证试块材料,厚度及曲率;4)线
7、槽深度,长度及方向(如轴向或周向);5)仪器调整值和扫描数据;6)结果的准确性.|蘸|8结束语|1)ASME规定的ToFD定量校验试块采用60.尖角槽或槽宽为A/4的平底槽;槽深按需设定,通常为T/4,T/2,3T/4(7-:试块厚度);2)T0FD测长测深定量前,应先校验定位编码器和厚度;3)按缺陷在板厚方向的位置,给出了3种缺陷(表面开口,内部和底面开口缺陷)测深定高方法;4)引起缺陷定量误差的主要因素有:缺陷偏位,材料声速,探头间距和时间计测;评价时应取累积误差;5)应了解近表面盲区和近底面盲区的实际大小,进而采取适当措施消除盲区,完善检测(“消盲”手段:结合相控阵检测或普通PE检测);6)现场定量验证表明,在系统调节适当的前提下,T0FD对实际裂纹定量精度可达到1mm(人工线槽缺陷的定量精度可达到0.1mm).(续完)(收稿日期200910一10)