一种可以代替射线RT的检测方法：采用手动UT+TOFD组合方式替代RT进行焊缝质量检测的技术方案。

1.概述：

受XX施工单位有限公司宁夏石化项目部（以下简称甲方）委托，中国特种设备检测研究院（以下简称乙方）拟于2010年8月至 2011年12月对甲方在制现场安装的中国石油XXXX500万吨/年炼油改扩建项目承压设备焊缝质量检测技术服务。

本次技术服务采用手动UT+TOFD组合方式对现场组焊的压力容器对接焊接接头进行100％焊缝质量检测以替代《固定式压力容器安全技术监察规程》中规定的RT检测技术，为安全、优质、顺利地完成好此项工作，特编制本技术方案。

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2. 主要检测依据

（1）JB/T 4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：超声波检测》；

（2）Q/CSEI 01-2007《承压设备衍射时差法超声检测》；

（3）JB/T 4730.10-2005《承压设备无损检测》（送审稿）；

（4）质检特函[2007]402号文和[2010]质检特便字3039号文；

（5）中国特检院相关质量体系文件。

3. 检测比例

对14台2000m³球罐的焊接接头实施100％UT＋100％TOFD质量安全技术评价。

4.人员资格

4.1从事手动UT的人员应按照国家质量监督检验检疫总局发布的《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》取得UTII及以上资格；

从事TOFD技术的人员应按照质检特函【2007】402号文的要求至少具有UTII资格4年以上（含4年）或UTIII级，同时其操作技能经全国无损检测考核委员会考核合格。

4.2操作人员应熟悉所使用的设备；

4.3操作人员应熟悉有关的标准法规，具有实际技术评价的经验并掌握一定的压力容器结构及制造基础知识；

5. 检测设备

5.1手动UT设备：

仪器：汉威HS600a；探头：单晶直探头、斜探头试块：CSK-ⅠA、CSK-ⅢA 系列试块。

5.2 TOFD质量安全技术评价设备：

仪器：OMINISCAN MX，ISONIC 2007，ISONIC START；

扫查装置：探头夹持机构和驱动机构，带位置传感器； 

试块：TOFD专用对比试块;

探头：5Mφ6探头；45°、60°楔块

6.检测内容

6.1 总体原则

本技术方案是采用手动UT+TOFD技术相结合的方式进行检测。

对TOFD技术所发现的缺陷：须采用手动UT（必要时辅助采用相控阵技术）进行复验，以对比评价结果。

6.2资料审查

评价前一般应审查下列内容和资料：设计图样和制造加工记录，应记录设计规范、主体材料、设计压力、设计温度、设计壁厚、焊缝系数以及被检工件的名称、编号、规格、材质、坡口型式、焊接方法和热处理状况等，绘制焊缝排版图。

6.3质量检测前的准备

6.3.1 确定质量检测区域宽度

（1）对于TOFD技术，其质量检测区域为：

a)检测区域宽度应是焊缝本身，再加上焊缝熔合线两侧各25mm的范围或t中较小值的范围。

b) 若焊缝实际热影响区经过测量并记录，并且超声探头的位置可按预先标记得到控制时，质量安全技术评价区域宽度可以减小到包括实际热影响区加上两侧各6mm的范围。

（2）对于手动UT斜探头检测，质量安全技术评价区的宽度应是焊缝本身，再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30％的一段区域，这个区域最小为5mm，最大为10mm。若采用直射法时，探头移动区应不小于0.75P，P=2KT（P—跨距， mm；T-母材厚度，mm；K-探头K 值）。

6.3.2 质量检测区域的表面处理

由于TOFD技术的特殊性，为确保TOFD探头表面与工件耦合良好，采集到准确有效数据，必须对焊缝两侧表面进行打磨处理。

（1）一般情况下焊缝余高不需磨平，但在T字口焊缝应将纵焊缝200mm长范围内磨平。设计要求去除余高的焊缝，应将余高打磨到与邻近母材平齐。保留余高的焊缝，如果焊缝表面有咬边、较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨，并作圆滑过渡以免影响检测结果的评定。

（2）要求焊缝熔合线两侧表面进行处理，无飞溅、凹坑等，表面应平整，一般粗糙度Ra≤6.3 μm（与JB/T4730.3中的规定一致）。

（3）打磨宽度与工件厚度有关(与JB/T4730.3中规定的手动超声探头移动区宽度一致)：工件厚度t≤46mm，每侧打磨宽度约 150mm；工件厚度46mm＜t≤120mm，每侧打磨宽度约200mm；

（4）一般做法是先使用砂轮片进行打磨，再使用钢丝刷进行去毛刺处理；或者直接用抛光片打磨。

6.3.3 其它要求

在探头移动区周围空间没有阻挡探头移动的障碍物，离扫查面应有300mm 的空间以便实施质量安全技术评价操作。

评价现场需要一定量的自来水（每检测1米约需水3升），同时需要220V电源。评价实施时，附近不应有电、磁、声等强干扰信号源。

6.4 工况条件确认

现场确认被评价工件质量安全技术评价部位壁厚、形态、位置和质量安全技术评价区域状况。

6.5 手动UT技术

6.5.1检测依据

依据中国特检院程序文件CSEI/QM-3-C05《对接焊缝 UT 指导书》进行手动斜探头UT技术评价，应注意高强钢横向裂纹的质量安全技术评价，并记录下可疑缺陷部位。

6.5.2  检测实施

由于被评价工件的厚度44mm、50mm，依据中国特检院程序文件CSEI/QM-3-C05《对接焊缝 UT 指导书》、JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分超声波检测》，使用直接接触法进行检测。

（1）厚度T=44mm，采用K=2的斜探头进行单面双侧检测；

（2）厚度T=50mm，采用K=1的斜探头进行双面双侧检测；

6.6 TOFD 检测

6.6.1 检测依据

依据 Q/CSEI 01-2007《承压设备衍射时差法超声检测》进行TOFD技术评价，必要时采用相控阵超声成像技术进行检测。

6.6.2 检测实施

由于评价件厚度44mm、50mm，采用非平行扫查进行初始的扫查方式，探头对称布置于焊缝中心线两侧沿焊缝长度方向运动。根据Q/CSEI 01-2007 《承压设备衍射时差法超声检测》分以下几种检测：

对于评价件厚度T=44mm，T=50mm，采用5Mφ6探头60楔块进行单通道扫查；

对于非平行扫查发现的接近最大允许尺寸的缺陷或需要了解缺陷更多信息时，对于缺陷部位改变探头设置进行非平行扫查、偏置非平行扫查、平行扫查或脉冲反射法超声质量安全技术评价。

若焊缝较宽，在焊缝两侧各增加一次偏置非平行扫查；若焊缝中可能存在横向缺陷时，应采取措施使超声波声束与焊缝横截面形成一定的倾角进行检测 或在手工UT中增加平行或斜平行扫查方式）。

探头的扫查速度不得超过:

（其中WC为探头在检测有效距离处按半波高度法测量的最窄声束宽度，mm；PRF为探头的有效脉冲重复频率，Hz）。

扫查时应确保探头的运动轨迹与拟扫查路径间的误差不超过探头中心间距的10％。

若需对焊缝在长度方向进行分段扫查,则各段扫查区的重叠范围至少为20mm。对于环焊缝，扫查停止位置应越过起始位置至少20mm。

扫查过程中应密切注意波幅状况。若发现直通波、底面反射波、材料晶粒噪声或波型转换波的波幅降低12dB以上或怀疑耦合不好时，应重新扫查该段区域。

若发现直通波满屏或晶粒噪声波幅超过满屏高20％时，则应降低增益并重新扫查。

对于底面发现的表面可疑部位以及扫查面应按照JB/T4730.4～4730.6标准进行磁粉、渗透或涡流评价技术；若焊缝底面形状不规则或成型不好等情况下，建议对底面按JB/T4730.4～6标准进行磁粉、渗透或涡流检测。

6.7 确定可疑缺陷部位、再次检测和返修后复查

根据6.5、6.6的质量安全技术评价结果进行综合分析，确定可疑部位并按下述方式进行再次质量安全技术评价：

a. 采用手动UT进行再次质量安全技术评价，必要时辅助采用相控阵超声成像方式，以判断其形态、位置和尺寸。

依据Q/CSEI 01-2007《承压设备衍射时差法超声检测》进行缺陷评定和验收。

b. 或采用RT质量安全技术评价进行再次评价。

若发现超标缺陷后，由施工单位进行缺陷处理(返修)，在施工单位自检合格的基础上采用与初查一致的评价方法进行复查。

6.8 检测程序

TOFD 质量安全技术评价工作委托→施工方提供焊接工艺、设备基本信息、施工单位自检 情况→准备条件具备→现场实施 TOFD 质量安全技术评价→数据分析，确定可疑部位 →可疑部位再次质量安全技术评价→出具缺陷处理通知单 →返修后（施工单位自检合格后）复查→出具初步结论通知单→出具质量安全技术评价报告。

6.9 注意事项

6.9.1 质量安全技术评价仪器、试块和探头等使用后，应及时清洗干净并妥善保管。

6.9.2 按规定进行设备复查。

7.检测过程的质量控制

检测过程的质量控制严格按CBPVI/QM-2-18进行。

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8 检测过程安全要求

8.1 所有检测技术人员应经过必要的安全培训或教育。

8.2 检测人员应根据现场情况进行安全风险识别，准备足够的安全防护设施，采取对应的安全措施，确保安全完成检测技术工作。

9.工作进度控制

甲方在满足实施质量安全技术评价工作要求（相关资料、前期准备工作和其它保障条件）后，向乙方下达设备的委托单；乙方在甲方的指定时间内完成质量安全技术评价工作，并出具质量安全技术评价结论（一般在完成检测后三日内）。甲方应进行协调和安排以保障质量安全技术评价工作的顺利进行。

10.冬季施工特殊措施

根据施工计划的安排及业主要求，致使TOFD检测在冬季继续实施，通常情况TOFD检测使用的耦合剂为清水，但气候原因由于气温较低用水作为耦合剂已经不能满足检测耦合要求，为继续进行检测工作，防止耦合剂结冰现象，更换耦合剂为如防冻液等相对凝固点较低的耦合剂。

从声学的角度分析温度对耦合状态的影响一般很轻微，采用防冻液相对于常规的耦合剂来说对声速、耦合等影响很细微，可以在实际施工中忽略不计。

为了满足施工单位及业主的要求，如期完成TOFD检测，同时在不影响检测质量的情况下，现场采用防冻液做为耦合剂，这也是在这种特定自然操作工况下，最佳的选择。

但是必须保证防冻液是在流体状态，声束能够较好的耦合至被检工件中。

所以检测工作一般在相对温度较高的中午时段进行，尽量避免早晚进行检测工作，如有必要还可以对球壳板进行适当的预热处理后在进行检测工作。

11. 检测费用控制

TOFD 质量安全技术评价费用的计算依据甲方和乙方签订合同的有关规定执行，UT质量安全技术评价费用的计算依据为单个探头单面双侧质量安全技术评价计算费用。

无损质量安全技术评价判定焊缝不合格导致复检所产生的费用，由甲方支付。

12.检测记录及报告

12.1 现场评价人员应按照中国特检院质量体系文件CSEI/QM-3-A03《记录填写规则》的要求现场填写记录。

12.2 采用Q/CSEI 01-2007《承压设备衍射时差法超声检测》中规定的报告格式。

注意：内容涉及标准可能存在废止的情况，请实际操作中勿采用，本文仅提供相关知识参考思路！