向绿色数字化检测进军——中油检测公司探索超声波检测技术应用纪实

■ 王继光

工程建设

向绿色数字化检测进军
——中油检测公司探索超声波检测技术应用纪实

■ 王继光

提到焊缝射线检测，人们往往谈虎色变，在仪器工作时，因担心身体受到伤害，要躲到数十米或百米以外的安全区域。

2010年以来，中国石油工程建设公司第一建设公司旗下的洛阳中油检测有限公司（下称中油检测公司）在国内率先研发出TOFD、相控阵检测压力容器及管道焊缝的技术，对人体零伤害，可实现施工安装与检测作业同步进行，研发的成果正在形成影响国家工程检测标准向更先进方向转变的力量。

放眼全球，研发新技术，搭乘绿色检测首班车

2010年初，中油检测公司发现，世界上一些国家兴起超声波衍射时差法检测技术（英文简称TOFD），这种技术利用超声波作用于缺陷时能够产生衍射波的原理来探测焊缝缺陷，其检测灵敏度和准确度比射线高，且对人体零伤害。国内一些单位也在尝试使用TOFD技术，但当时国家没有制定相应标准，未被批准在焊缝检测中使用。

得到信息后，中油检测公司迅速成立研发小组，开展《TOFD技术在压力容器焊缝检测应用研究》课题研究。2010年10月，他们探索出TOFD在压力容器焊缝上的检测工艺；12月，我国正式实施衍射时差法超声检测标准。

“赶在国家行业标准颁发之前掌握新技术，使我们赢得市场竞争先机。”中油检测公司副总工程师胡述超说。随后，他们相继将TOFD技术应用在大庆石化年25万吨全密度聚乙烯装置、宁夏石化年500万吨炼油改扩建项目等工程中。经测算，所投入成本仅是同类工程采用射线检测的三分之一。

研发组骨干、集团公司技能专家王业民介绍：采用TOFD检测能实时反映检测结果，而射线拍照要经过显影、洗片等十几道工序，一般等待至少24小时才能得到结果；一台球罐用射线检测，产生的焊缝底片用好几个箱子才能装完，而TOFD检测用一个U盘就可以存储，并能通过网络传输，实现远程评定焊缝质量。

据了解，目前工程建设中的球罐等压力容器焊缝检测，已全部使用了TOFD检测技术。

前瞻思维，谋划研发路，攀登检测技术新高度

尽管中油检测公司对《TOFD技术在压力容器焊缝检测应用研究》课题研发成功充满喜悦，但他们仍保持危机感。

他们发现，在超声波家族中，最早应用于医学、军事领域的相控阵技术，如果应用在工业无损检测中，将比TOFD更先进：除了具备TOFD对人体无伤害、能实时反映检测结果、可存储至计算机等优点外，还能反映焊缝三维图像，而TOFD只显示二维图像；且相控阵对焊缝检测的可达性强、单次扫查即可检测焊缝的全部信息，并能够弥补TOFD检测存在盲区的不足。

能不能将相控阵技术应用于容器焊缝检测？装置中的大壁厚管道越来越多，常规X射线检测穿透力有限，采用伽马射线安全防护困难，使用相控阵技术是否可行？经过论证，中油检测公司认为都是可行的。

国内是否有可借鉴的技术？经过技术查新，中油检测公司了解到：国内未见将相控阵应用于壁厚为8~200毫米压力容器对接焊缝、角焊缝的检测记载；也未见将TOFD和相控阵技术应用于压力管道（包括弯头、大小头、三通等处）的对接焊缝检测的记载。

这意味着中油检测公司要成为“第一个吃螃蟹”的先行者，怎么开辟顺畅的研发道路？鉴于TOFD检测和相控阵检测将长期并存的市场认知，单位班子提出：先展开相控阵技术应用于容器焊缝检测研究，随后研究TOFD检测管道技术，积累经验后，再研发相控阵检测管道技术。按照构想，2011年1月、2012年1月、2013年1月，三项技术研发相继启动。

匠心筑梦，勇于吃螃蟹，储备未来竞争新实力

三项科技研发中，难度最大的是适用于管道的检测。

适用于管道检测的扫查器，要能够沿管道圆周方向行走，并精确记录行走距离。这样的构想在直管上容易实现，但在弯头、大小头、三通表面行走，不仅困难多，且探头不易耦合。小组成员通过改变磁轮间距，增大探头支架上下位移距离等改进设计方案，制作出理想的扫查器。

在实验室研究相控阵检测管道技术

研发出管道焊缝TOFD检测自动扫查器并投入实践

经过不懈努力，三项科研课题均圆满结题，还获得“一种多功能双通道焊缝超声波检测扫查器”等两项发明专利授权，“一种用于管道环焊缝超声相控阵检测装置的磁力轮装置”等6项实用新型专利授权。

研发小组在锦州石化年160万吨焦化装置工艺管道中试用TOFD检测技术；在云南石化年210万吨蜡油加氢装置高压管道焊缝中试用相控阵检测技术，均获成功，受到业主好评。

国家至今未出台TOFD和相控阵应用于管道检测的标准和法规。中油检测公司副经理兼总工程师龚华说：研发新技术是为未来发展储备实力，我们编制的三项技术企业标准有较大升级潜力，目前TOFD应用于管道检测的标准已确定为集团公司标准，可以在集团公司内部工程建设中使用。一旦国家颁布相关法规，我们的检测技术将占领检测市场的前沿。

目前，中油检测公司正在开展《无损检测工程在线信息管理系统的开发和应用》课题研究，实现TOFD和相控阵检测焊缝信息网上审核等功能。搭载“互联网+”的快车，该公司的检测技术正向更高更远的方向发展。