齊文超

摘要：近幾年，隨著TOFD檢測技術(shù)在國內(nèi)日趨成熟，在實際的無損檢測工作中，TOFD檢測的所占比重越來越大。在現(xiàn)場檢驗檢測過程中針對壁厚大于12mm的對接焊縫，人們通常采用超聲波衍射時差法（TOFD）檢測焊縫。

關(guān)鍵詞：TOFD 檢測 焊縫

現(xiàn)結(jié)合現(xiàn)場檢測情況，將RT與TOFD檢測實踐中的一些見解歸納分析一下，不當(dāng)之處歡迎指正，以便在實際工作中逐步改進(jìn)和完善。

作為一個合格的無損檢測人員，對在制設(shè)備焊接的RT無損檢測中，正確的區(qū)別和識別未焊透、未熔合的影像是非常重要的，直接關(guān)乎缺陷返與不返。因為JB/T4730-

2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，管道和小徑管單面焊允許未焊透，但不允許未熔合的存在，所以正確的區(qū)分未熔合與未焊透存在還保證了設(shè)備使用過程中安全運行。以下就是作者的總結(jié)：

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1 未熔合

未熔合，即母材金屬與焊縫金屬或焊縫金屬之間未熔化結(jié)合在一起的缺陷。未熔合的現(xiàn)象主要有根部未熔合、層間未熔合、坡口未熔合。

產(chǎn)生原因：一是焊接電流小于設(shè)計要求，焊速過快；二是所選擇的焊接角度不符合工程要求，造成偏??；三是焊接處于下坡焊，母材未熔化時鐵水已覆蓋形成的假焊；四是坡口表面存在氧化物、污物，使得母材無法與熔敷金屬結(jié)合。

危害：未熔合是一種面積型缺陷，在交變應(yīng)力的作用下，很容易引起焊縫開裂，危險系數(shù)僅次于裂紋。JB/T4730.2-2005標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級中都不允許未熔合存在。

RT影像特征與識別：由于影像和位置不同，只有透照方向與缺陷走向平行透照時才有明顯的特征。坡口未熔合：其影像出現(xiàn)在焊縫兩側(cè)的邊緣，靠近母材側(cè)呈直線，輪廓分明，黑度大，靠近焊縫中心處呈不規(guī)則狀且黑度較淡。層間未熔合：影像多為黑度不大的塊狀形狀，不規(guī)則，常伴有夾渣的出現(xiàn)，且夾渣部位處的影像黑度較大，與焊縫表面的內(nèi)凹和凹坑的影像相似。單面焊根部未熔合：影像出現(xiàn)在焊縫中間，形狀在底片上坡口側(cè)呈直線，規(guī)則，黑度大，中心側(cè)呈曲狀，黑度小。

TOFD顯示特征與識別：層間未熔合的TOFD缺陷圖像邊緣有著模糊且不規(guī)則的輪廓，但是底波有顯著的變化，可以直觀的分析底波和變型波之間圖像。如果缺陷過長，則極易與密集氣孔或點狀缺陷區(qū)分開；否則，不易區(qū)分上下端點。根據(jù)經(jīng)平行掃描（或常規(guī)UT）確定的深度和水平位置能夠?qū)ζ湫再|(zhì)進(jìn)行大致的判定。坡口未熔合與壁厚中部的埋藏性缺陷雖然極為相似，但也有本質(zhì)的區(qū)別，比如缺陷方向傾斜，沿坡口熔合面伸展，但是TOFD依然能有效成像；另外，由于缺陷的水平位置，上端點部分衍射波被埋在直通波中，但是通過直通波濾除后依然清晰可見。

2 未焊透

未焊透：指母材金屬未熔化，焊縫金屬沒有進(jìn)入接頭根部的現(xiàn)象。有單面焊根部未焊透、雙面焊未焊透及帶墊板的單面焊未透。

產(chǎn)生原因：

①焊接電流過小，焊速過快，熔深淺；②坡口角度尺寸不合理，鈍邊余量太大，間隙過窄；③焊接角度不對引起的弧偏吹或?qū)娱g與焊根清理不干凈；④自動焊未開坡口時由于選擇的電流不當(dāng)或偏離焊道中心也會產(chǎn)生未焊透。

危害：

減少了焊縫有效截面，使接頭強度下降，造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中，往往成為焊縫開裂的根源，造成嚴(yán)重的破壞。JB/T4730.2-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，Ⅰ級焊縫不允許有未焊透，雙面焊及帶墊板的單面焊Ⅱ級、Ⅲ級焊縫不允許存在，對允許存在的JB/T4730.2-2005標(biāo)準(zhǔn)都做出了嚴(yán)格的要求。

RT影像特征與識別：單面焊的未焊透輪廓清晰、規(guī)則，如不考慮焊道偏離和透照方向的因素，其影像處在焊縫中心，呈黑線狀，黑度均勻，兩端無尖角，常伴有內(nèi)凹、錯口現(xiàn)象。雙面焊未焊透影像在底片上是呈規(guī)則的黑線，黑度均勻，常伴有夾渣和鏈狀氣孔，其寬度和間隙基本相同，有時鈍邊也會有熔化的現(xiàn)象，其輪廓就會變得不太規(guī)則，呈圓弧形，中心處黑度大，邊緣黑度小。帶墊板的根部未焊透在底片上常出現(xiàn)在鈍邊側(cè)，外形規(guī)則，呈直線狀。

TOFD顯示特征與識別：TOFD法對連續(xù)未焊透的定性也具有較高的準(zhǔn)確性。因為未焊透衍射波也較強，且僅僅摻雜少量的雜波。TOFD圖像亮度大，有著清晰的邊緣輪廓，底波與變型波之間圖像顯示非常明顯。可通過對A掃中的相位變化進(jìn)行觀察來判定其深度，再通過平行掃描（或常規(guī)UT）來獲知其水平位置及坡口類型。對斷續(xù)未焊透就需要對其水平位置、深度、坡口類型、焊接方式等進(jìn)行綜合分析才可以獲知其大致的性質(zhì)。

3 總結(jié)

在現(xiàn)場使用TOFD與RT、UT對比時，對其特點進(jìn)行分析，通過用TOFD技術(shù)對缺陷定性的試驗研究，得到如下結(jié)論：

①TOFD技術(shù)采用全波記錄和圖像顯示，所以可以通過A掃描結(jié)合TOFD圖譜的特征進(jìn)行綜合分析和解釋，利用這些特征能夠有效地對缺陷進(jìn)行定性和定量。

②不同缺陷的TOFD檢測圖像在特點、相位和波形隨位置變化情況方面都各有差異，據(jù)此可以區(qū)分缺陷的類型。但必須具備大量的現(xiàn)場經(jīng)驗才能對缺陷進(jìn)行定性分析。

③在TOFD檢測過程中要大量結(jié)合常規(guī)UT檢測，才能對缺陷進(jìn)行更準(zhǔn)確更精確的定位及對缺陷性質(zhì)的估判。

④在實際檢測中TOFD檢測區(qū)域會存在上下表面盲區(qū)，對上表面盲區(qū)可輔以MT及常規(guī)UT檢測，對下表面盲區(qū)直接采取MT檢測。條件允許的情況下可以進(jìn)行雙面檢測來減少盲區(qū)。

⑤在實際檢測工程中，工件厚度小于12mm或者管徑小于169mm的盡量采用RT，TOFD對薄板檢測因諸多客觀原因效果并不理想。

⑥現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)TOFD檢測沒有做出定性的要求，標(biāo)準(zhǔn)中的缺陷指示進(jìn)行了線狀顯示，點狀顯示和條狀顯示。在實際工作中作者對缺陷的定性分析只是推測，所以本文中所講述的定性方法只是個人的一些建議，只供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]陸興娟，吳震宇.圖像邊緣檢測算法研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)， 2010（06）.

[2]伊新.TOFD檢測技術(shù)基本原理及其應(yīng)用探討[J].中國化工裝備，2008（02）.

[3]李勁松，朱杰.超聲波檢測中缺陷數(shù)字成像方法及精確定位技術(shù)[J].電子測量技術(shù)，2001（01）.