锥形容器筒体环焊缝表面裂纹的TOFD检测案例

某锥形容器规格为Φ7094×28/30mm，筒体环焊缝为不等厚对接，容器制造焊缝的焊接方式为氩弧焊打底手工焊盖面，要求对该容器环焊缝进行TOFD检测，图1为该锥形容器示意图，粗实线为TOFD检测的焊缝。

图1. 锥形容器示意图

一、检测方案
（1）TOFD检测方案：将焊缝两侧母材打磨金属光泽，采用TOFD仪器检测该容器筒体环焊缝。TOFD检测设置一组通道模式扫查该环焊缝，扫查完成后将数据保存，在离线软件上进行分析。

如图2所示，在容器外部扫查某一段焊缝的数据，仔细分析扫查数据，发现TOFD扫查图谱的直通波杂乱无章。由于TOFD检测技术存在盲区的局限性，直通波杂乱无章可能是盲区缘故或者是存在缺陷。

但是扫查焊缝过程中，母材打磨较光滑且耦合良好，在仪器调试过程中TOFD扫查图谱直通波较直，且为1.5个周期。因此，判断该扫查焊缝的直通波杂乱无章显示并非耦合或者仪器的问题，该扫查的焊缝中可能存在整圈表面缺陷，测量该“缺陷”的深度范围在2-10mm。

图2. TOFD检测外部扫查图谱

如图3所示，在容器内部扫查该段焊缝的数据，仔细分析扫查数据，发现在底面反射附近有缺陷显示，测量缺陷深度约为24mm。由此可以断定，该容器的焊缝表面的确存在缺陷。

图3. TOFD检测内部扫查图谱

（2）磁粉检测方案：为了进一步确认TOFD检测结果，采用磁粉检测容器外部焊缝。如图4、图5为现场磁粉检测焊缝图片，磁粉检测发现焊缝表面存在连续和断续的裂纹。

图4. 磁粉检测表面裂纹

图5. 磁粉检测表面裂纹

（3）打磨缺陷：将磁粉检测存在裂纹的磁痕进行打磨，打磨至肉眼不能看到为止，继续进行磁粉检测，磁粉检测不在出现磁痕显示再进行返修，返修后进行的TOFD检测，在扫查图谱中不在出现图2中的缺陷显示。

二、总结

1、缺陷产生原因：此容器对接环焊缝在焊接过程中，先焊接内壁坡口，再焊接外壁坡口，由于母材不等厚且存在错边焊接现象。强制对口错边焊接，导致焊缝中存在较大的应力，从而致使焊缝表面开裂。

2、由于TOFD检测存在表面盲区的局限性，因此，应配合其他检测方法进行补充检测，从而避免TOFD检测盲区中存在缺陷而导致漏检。补充的方法有：磁粉检测，爬坡检测等无损检测手段，或者对焊缝进行双面扫查。

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