常规TOFD探头和相控阵TOFD探头对人工反射体检测效果的比较

    全自动超声波检测(以下简称AUT)是将焊缝沿厚度方向分成若干个区，每个区用一对或两对聚焦探头(声束)检测，同时还采用非聚焦探头(声束)检测，因此要求检测系统是多通道;检测结果以图像形式显示，分为A扫描、B扫描及TOFD等三种显示方式;扫查器在管道环向进行自动扫查及自动声藕合，可对整个焊缝厚度方向的分区进行全面检测，自动将检测结果和声祸合显示在图像上。AUT设备分为全自动相控阵超声波检测系统和常规多探头超声波检测系统。

作为AUT检测的关键技术之一—超声衍射时差技术(TOFD)在我国石化、电力及特种设备行业已经开始应用，并得到认可。而我国石油天然气长输管道环焊缝检测采用全自动相控阵超声波检测技术，由相控阵探头形成TOFD声束(以下简称相控阵TOFD探头)。笔者采用全自动相控阵超声波检测系统和常规多探头超声波检测系统分别对

 1人工反射体检测与分析

    对比试验所用线性相控阵TOFD探头频率为7. 5 MHz, 60个晶片、角度700、晶片主动孔径尺寸4. 92 mm，常规TOFD探头频率为7. 5 MHz、晶片尺寸3 mm、角度70°.

1. 1   TOED尖角槽

1.1.1上表面TOFD尖角槽

上表面TOFD尖角槽的示意图见图2(a)，其检测结果见图2(b)和(c)。从图2(b)和(c)中箭头处看出，上表面TOFD尖角槽在TOFD通道中显示明显，直通波信号被断开。

    由相控阵TOFD探头检测上表面TOFD尖角槽结果为长度10 mm，深度6. 22 mm，自身高度6. 22 mm。常规TOFD探头检测结果为长度10 mm，深度6. 20 mm，自身高度6. 20 mm.

    结果表明，两种类型TOFD探头均能检测出上表面TOFD尖角槽，测量结果基本一致。在TOFD通道中能看到TOFD尖角槽的下端点，看不到上端点，直通波信号被断开，说明该缺陷为表面开口型缺陷。

1.  1. 2下表面TOFD尖角槽

下表面TOFI)尖角槽示意图及各检测结果见图3。从图3(b>和(c)中箭头处看到，下表面TOED尖角槽在TOFD通道中显示明显，底面反射波信号未被断开，但图3(b>的底面反射波有延迟突变现象。

相控阵TOFI〕探头检测下表面TOFD尖角槽尺寸为长度10 mm，深度13. 89 mm，自身高度3. 31 mm。常规TOFD探头检测结果为长度10 mm，深度14. 0 mm，自身高度3. 3 mm.

结果表明，两种类型TOFD探头均能检测出下表面TOFD尖角槽，测量结果基本相同。常规TOFD探头比相控阵TOFD探头显示的图像更清晰，分辨力更好。相控阵TOED探头显示的图像底面反射波有延迟突变现象，但底面反射波信号未被断开。常规TOFD探头显示的图像底面反射波信号被断开，能直观看出该缺陷为表面开口型缺陷。检测结果说明常规TOED探头比相控阵TOFD探头有明显优势。