Page 100 - 无损检测2021年第七期

江雁山, 等:

长输管道内壁腐蚀缺陷的超声波衍射时差法检测

证了 TOFD 检测的可行性。 楔块角度为 70° , P CS ( 探头中心间距) 为 58.6mm , 计
算分析声场在工件中的分布( 见图 3 )。
1 TOFD 检测的基本原理

TOFD 检测是一种利用缺陷端点的声 波衍射
传播时间差来进行缺陷检测与定量的技术 [ 4 ] , 其检
测原理如图 1 所示。

图 1 TOFD 检测原理示意
TOFD 检测较常规超声检测方法而言, 除可显
示 A 型脉冲波形外, 还可以得到 D 扫描图像, 检测
结果更为直观; TOFD 检测还可对缺陷 的深度、 高
度及长度进行精确测量。 TOFD 检测底面 盲区分
为焊缝中心底面盲区和轴偏离盲区 [ 5 ] 。根据相关标 图 3 声场分析计算结果

准, 焊缝中心底面盲区高度一般要求不大于 1mm 。 由图 3 可 知, -12dB 声 束 底 面 覆 盖 区 域 为
对管体本体进行检测时, 可通过不同位置、 多次扫查 21mm , 声场在工件底面能量较为集中, 更有利于检

来解决轴偏离盲区的问题。基于 TOFD 检测的优 测内壁腐蚀缺陷。
点, 可对长输管道内壁腐蚀检测工艺进行仿真分析。 2.2 TOFD 缺陷响应仿真分析
在建 立 好 的 工 件 模 型 中, 沿 着 管 道 周 向 与 轴
2 TOFD 检测的仿真分析
向内壁分别预设1 个长为15mm , 高为1mm 的缺

NB / T47013.10-2015 《 承压设备无损检测 第 陷, 并分别沿着管道周向与轴向扫查, 扫查示意如

10 部 分: 衍 射 时 差 法 超 声 检 测》标 准 规 定 了 焊 缝 图 4 所示。
TOFD 检测的相关要求 [ 6 ] , 而对管道本体部分无相
关检测要求, 笔者根据标准中规定的焊缝 TOFD 检
测工艺参数进行仿真分析。
2.1 TOFD 声场仿真分析

工件规格为 914 mm×16 mm ( 外径 × 壁厚),
在 CIVA 软件中对其进行建模, 模型如图 2 所示。

仿真选用频率为 5 MHz , 直径为 6mm 的探头,

图 2 工件模型 图 4 周向与轴向扫查示意

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2021 年 第 43 卷 第 7 期

无损检测