超声波成像技术在压力容器检验中的应用

姚梦溪，李 丹

（四平市特种设备检验中心，吉林 四平 136000）

1 超声波检测的基本原理

新型的超声波技术TOFD是一种可以精确测量部件内部缺陷与平面曲线在壁厚方向上的高度的技术，其操作简单直观，与以往的超声波技术不同。目前采用的TOFD技术是利用固体中声波传递最快的纵波在缺陷端实现衍射来进行测量的，如在焊接缝的两侧利用一对尺寸、频率、角度相同的纵波斜向探头并使其位置对称，一个作为发射端、一个则为接收端。发射端的纵波从侧面进入到被检测的焊缝中。无缺陷的时候接收端接收到沿着时间表面传播的侧向波与底面发射波。而存在缺陷的部位在上述两个波之外还会接收到缺陷位置所产生的衍射波。这就是超声波衍射检测的基本原理。

2 超声波成像技术在压力容器检测过程

2.1 检测过程

2.1.1 检测设备准备

采用TOFD的检测需要利用计算机、软件系统、探头与之间等几个部分组成，为了适应压力容器的检测，需要根据检验对象的材料、厚度等进行组合与应用。具体需要注意以下几个方面：探头型号选择，如对75 mm以下容器壁进行检测需要的探头为单探头，检测铁素体钢材时应根据相关的规范进行选择，而对奥氏体或者其他高衰减的材料应降低探头的频率或者增加晶片的大小。如对75 mm以上的容器壁进行检测一定要采用组合的方式进行扫描，其组合的方式应按照相关的规范选择；探头距离选择：在检测前应对所选用的探头的距离进行调试，以此获得最佳的检测效果，超声波检测的最佳探头距离应按照图1所示，并利用公式PCS＝2dtgθ进行计算，其中d是缺陷深度；……