CN103901104B - 用于筒体对接环焊缝的tofd检测方法及tofd检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法及检测系统。该检测方法包括：根据焊缝的特性在筒体上各焊缝的厚度方向上划分成第一、第二及第三待检区；设置第一探头对以对第一待检区进行检测，设置第二探头对以对第二待检区进行检测，及设置第三探头对以对第三待检区进行检测；使第一、第二及第三探头对用于对焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各探头的移动距离和D扫描缺陷分布；沿焊缝的轴线连续稳定地移动各探头对，并重复上一步骤以逐级对筒体上各焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、记录各探头的移动距离和D扫描缺陷分布。通过上述方式，本发明能够准确检测筒体对接环焊缝的缺陷。

Description

用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法及TOFD检测系统

技术领域

本发明涉及超声检测技术领域，尤其涉及一种用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法及TOFD检测系统。

背景技术

在超声检测技术领域中，常规超声检测技术的检测速度慢、且容易漏检，检测结果只能显示一维波型，显示不直观。

TOFD（Time Of Flight Diffraction，超声波衍射时差法）超声检测技术相较于目前具备完整标准、技术和实践支撑的A扫查超声检测技术相比具有很强大的自身技术优点，能够实现工业检测图像化显示，检测效率、检测精度都得到了很大提高，成为今后的检测技术发展方向。

然而，TOFD超声检测技术是超声检测技术领域中的一种新技术，近年才得到发展，其技术含量较高，目前国内技术还不够成熟，标准也不健全，因此在对于焊缝进行检测的过程中，尤其是对于筒体对接环焊缝进行检测的过程中，检测技术方案本身的制定对检测很关键，对检测结果有很大的影响。

发明内容

本发明为解决上述技术问题提供一种用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法及TOFD检测系统，能够准确检测筒体对接环焊缝的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法，包括如下步骤：步骤一，根据焊缝的特性在筒体上各所述焊缝的厚度方向上划分成第一待检区、第二待检区及第三待检区，其中，所述第一待检区为由所述焊缝表面至里面0-35mm深度范围，所述第二待检区为35mm-100mm深度范围，所述第三待检区为100-175mm深度范围；步骤二，设置第一探头对以对所述第一待检区进行检测，设置第二探头对以对所述第二待检区进行检测，及设置第三探头对以对所述第三待检区进行检测，其中，各探头对中的各探头采用相同标称频率和相同尺寸，并且所述第一探头对中的各探头频率为5MHz、探头角度为70°、晶片直径为3mm或6mm、探头间距为128mm,所述第二探头对中的各探头频率为3.5MHz、探头角度为60°、晶片直径为9mm、探头间距为280mm，所述第三探头对中的各探头频率为2.5MHz、探头角度为45°，晶片直径为12mm、探头间距为300mm；步骤三，使所述第一、第二及第三探头对用于对所述焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各所述探头的移动距离和D扫描缺陷分布，其中，对所述焊缝扫查的起始点和终点具有一定重叠；步骤四，沿所述焊缝的轴线连续稳定地移动各所述探头对，并重复步骤三以逐级对所述筒体上各所述焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各所述探头的移动距离和D扫描缺陷分布。

其中，在所述步骤三和所述步骤四中，当所述筒体上任一焊缝的两侧直管段总长度小于所述第三探头对间距时，对相应所述焊缝的第二待检区和第三待检区采用相控阵超声检测，其中，用于相控阵超声检测的相控阵超声探头放置于所述筒体一侧，对所述相应焊缝的第二待检区和第三待检区进行幅度法检测。

其中，相应所述焊缝的第二待检区和第三待检区进一步划分成相互有部分重叠的第一补充扫查区和第二补充扫查区，其中，所述第一补充扫查区为40-110mm深度范围，所述第二补充扫查区为90-175mm深度范围；设置第一相控阵超声检测单元对所述第一补充扫查区进行扫查，设置第二相控阵超声检测单元对所述第二补充扫查区进行扫查，其中，所述第一相控阵超声检测单元晶片数量为64个、探头频率为5MHz、探头角度范围为50°-80°、探头间距为128mm,所述第二相控阵超声检测单元晶片数量为64个、探头频率为5MHz、探头角度范围为35°-60°、探头间距为280mm。

其中，在使所述第一、第二及第三探头对用于对所述焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各所述探头的移动距离和D扫描缺陷分布的步骤之前，包括：制作校验试块以对各探头对在扫查前进行校验，其中，所述校验试块为长为350mm、宽为250mm、高为170mm的立方体，所述校验试块对应划分为第一扫查区、第二扫查区及第三扫查区，所述第一校验区为自上而下0-35mm深度范围,所述第二校验区为35-100mm深度范围，所述第一校验区为100-170mm深度范围，并且，沿所述校验试块在由其长和高组成的侧面的长边的中心线上自上而下依次设置有至少第一至第六六个孔径为6mm的短横孔，其中，所述第一、第二短横孔孔长均为50mm并位于所述第一扫查区，所述第三、第四短横孔孔长均为50mm并位于所述第二扫查区，所述第五、第六短横孔孔长均为70mm并位于所述第三扫查区，进一步地，所述第一短横孔、所述第三短横孔及所述第五短横孔位于相应扫查区的四分之一位置附近，所述第二短横孔、所述第四短横孔及所述第六短横孔位于相应扫查区的四分之三位置附近。

其中，在沿所述焊缝的轴线连续稳定地移动各所述探头对，并重复步骤三以逐级对所述筒体上各所述焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各所述探头的移动距离和D扫描缺陷分布的步骤中，还包括：测量缺陷的形状系数，并根据所述形状系数按一定参照标准对缺陷进行评定，其中，所述缺陷的评定结果至少分为合格、不合格及难以判断三种类型。

其中，在所述测量缺陷的形状系数，并根据所述形状系数按一定参照标准对缺陷进行评定的步骤之后，包括：对于难以判断类型的缺陷，进一步采用相控阵超声检测方式对相应缺陷进行复验。

其中，在所述测量缺陷的形状系数，并根据所述形状系数按一定参照标准对缺陷进行评定的步骤之后，包括：对于评定不合格类型的缺陷，采用TOFD平行扫查方法或手工脉冲反射法B扫描确定相应缺陷在所述焊缝中的水平位置。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种用于筒体对接环焊缝的TOFD检测系统，包括：多通道TOFD仪器及与所述多通道TOFD仪器电性连接以将采集到的扫描数据提供给所述多通道TOFD仪器进行检测分析的机械扫查装置；其中，所述机械扫查装置包括第一探头对、第二探头对及第三探头对共三对探头，各探头对中的各探头采用相同标称频率和相同尺寸，其中，所述第二探头对和所述第三探头对沿所述第一探头对的中心线对称分布于所述第一探头对的两侧；进一步地，所述第一探头对中的各探头频率为5MHz、探头角度为70°、晶片直径为3mm或6mm、探头间距为128mm以对焊缝在0-35mm深度范围的区域进行检测,所述第二探头对中的各探头频率为3.5MHz、探头角度为60°、晶片直径为9mm、探头间距为280mm以对焊缝在35-100mm深度范围的区域进行检测，所述第三探头对中的各探头频率为2.5MHz、探头角度为45°，晶片直径为12mm、探头间距为300mm以对焊缝在100-175mm深度范围的区域进行检测。

其中，所述TOFD检测系统包括用于对各探头对进行校验的校验试块；其中，所述校验试块为长为350mm、宽为250mm、高为170mm的立方体，所述校验试块对应划分为第一扫查区、第二扫查区及第三扫查区，所述第一校验区为自上而下0-35mm深度范围,所述第二校验区为35-100mm深度范围，所述第一校验区为100-170mm深度范围，并且，沿所述校验试块在由其长和高组成的侧面的长边的中心线上自上而下依次设置有至少第一至第六六个孔径为6mm的短横孔，其中，所述第一、第二短横孔孔长均为50mm并位于所述第一扫查区，所述第三、第四短横孔孔长均为50mm并位于所述第二扫查区，所述第五、第六短横孔孔长均为70mm并位于所述第三扫查区，进一步地，所述第一短横孔、所述第三短横孔及所述第五短横孔位于相应扫查区的四分之一位置附近，所述第二短横孔、所述第四短横孔及所述第六短横孔位于相应扫查区的四分之三位置附近。

本发明用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法和TOFD检测系统，通过在焊缝厚度方向上划分第一、第二及第三待检区，并设置相应参数的探头对对各待检区进行扫查，能够准确检测筒体对接环焊缝的缺陷。

附图说明

图1是本发明用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法实施方式的流程图。

图2是图1所示对筒体对接环焊缝的扫查方向示意图。

图3是用于对各探头对进行校验的校验试块的结构示意图。

图4是为采用偏心量为60mm的TOFD偏心扫描的效果示意图。

图5是采用相控阵超声检测方法扫查焊缝中下部的效果示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

本发明所描述的一种用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法及检测系统，适用于对厚度不大于175mm的筒体对接环焊缝的检测。后文以末级过热器出口集箱厚度为175mm的筒体对接环焊缝为例进行说明。

参阅图1，本发明提供实施方式的用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法，包括如下步骤：

步骤一，根据焊缝的特性在筒体上各焊缝的厚度方向上划分成第一待检区、第二待检区及第三待检区，第一待检区为由焊缝表面至里面0-35mm深度范围，第二待检区为35mm-100mm深度范围，第三待检区为100-175mm深度范围。

步骤二，设置第一探头对以对第一待检区进行检测，设置第二探头对以对第二待检区进行检测，及设置第三探头对以对第三待检区进行检测，各探头对中的各探头采用相同标称频率和相同尺寸，并且第一探头对中的各探头频率为5MHz、探头角度为70°、晶片直径为3mm或6mm、探头间距为128mm,第二探头对中的各探头频率为3.5MHz、探头角度为60°、晶片直径为9mm、探头间距为280mm，第三探头对中的各探头频率为2.5MHz、探头角度为45°，晶片直径为12mm、探头间距为300mm。其中，各待检区和各探头对参数的设置对应如表一所示：

分区号	分区范围	探头频率	探头角度	晶片直径	探头间距
						1区	0-35mm	5MHz	70°	3mm或6mm	128mm
2区	35-100mm	3.5MHz	60°	9mm	280mm
						3区	100-175mm	2.5MHz	45°	12mm	300mm

为简要目的，第一待检区、第二待检区及第三待检区分别对应表一中的分区号1区、2区及3区。其中，第一待检区采用70°探头，有较小的扫查面盲区；第三待检区采用45°探头，可以减小声波的传播距离，以增大检测灵敏度。值得注意的是，探头间距的设置方法是在检测每个待检区时，探头对的声束轴线焦点分别位于每个待检区厚度的三分之二处，在对本发明所述的厚度为175mm的筒体对接环焊缝进行扫查时，各探头对间距的设置具体即可如表一所示，此处不再重复描述。

步骤三，使第一、第二及第三探头对用于对焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各探头的移动距离和D扫描缺陷分布，其中，对焊缝扫查的起始点和终点具有一定重叠。

其中，该三个探头对可以同时工作以分别、相应对各待检区进行扫查；或者，各探头对可以分三次依次、相应扫查该三个待检区。

具体的，各探头的移动距离通过编码器跟随该移动进行记录，其中，编码器通过在连续扫查500mm时的偏差不大于1%进行校验。

进一步地，各探头对中探头在对焊缝进行扫查时，探头的脉冲持续时间在波峰下20dB时不得超过2个周期，数据采集间隔不应大于2mm。而且，步骤三中的重叠部分，举例而言可以选用25mm，通过设置起始点和终点具有一定重叠部分，能够避免漏检，提高检测准确性。

另外，步骤三中，扫查过程中对因耦合不良等造成的数据丢失不得大于总显示图的5%，且应没有连续的数据丢失。具体在扫查过程中，可以使用水或水加少量化学浆糊的耦合剂。

步骤四，沿焊缝的轴线连续稳定地移动各探头对，并重复步骤三以逐级对筒体上各焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各探头的移动距离和D扫描缺陷分布。举例而言，步骤四扫查顺序的示意图可如图2所示，从焊缝1到焊缝7逐级进行扫查。

当然，在进行上述步骤一至步骤四的四个步骤之前，通常还包括前期检测仪器的选择和准备。例如，需要准备为各探头对所采集到的扫描数据进行数据检测、分析的TOFD仪器，该TOFD仪器可选用单通道或多通道，该仪器需要具备以下常规性能：TOFD仪器A扫描的垂直线性和水平线性精度在±5%以内，其激发脉冲宽度可调，以优化脉冲幅度和脉冲占宽，TOFD仪器的接收带宽在0.3MHZ-25MHz可调，以满足所使用个探头标称频率下降-6dB频带宽度的要求，其接收增益调节步进0.5dB，1dB,2dB,6dB可调,其模/数转换率（即数字采样率）100MHz使得当采用10MHz以下探头时，能够满足8倍于探头标称频率的要求。另外，TOFD仪器显示模式为半波、全波、射频显示可调，256级灰度显示，其还可以提供USB接口存储扫查数据以提供数据的离线分析。进一步地，TOFD仪器内置前置放大器，以满足大厚度时间的信噪比要求；TOFD仪器内置的分析软件能够测量缺陷的长度、深度及缺陷的自身高度。

在一具体应用实施方式中，继续参阅图2，对于前文所述的末级过热器出口集箱厚度为175mm的筒体与风头对接环焊缝（焊缝1和焊缝7），由于风头端可供放置探头的位置较短，举例而言，由于靠近焊缝的风头直管段长度小于100mm，TOFD检测最大探头间距（即第三探头对的间距）需要300mm，只能对该焊缝1（或焊缝7）采用偏心扫描，TOFD偏心扫描对焊缝1（或焊缝7）中上部（主要指前文的第一待检区）缺陷的发现及定量没有影响，但对于中下部（主要指第二待检区和第三待检区）缺陷的分辨能力不高，会影响缺陷的发现和定量，举例而言，偏心量为60mm，图4所示为采用偏心量为60mm的TOFD偏心扫描的效果示意图。

故而在上步骤三和步骤四中，当筒体上任一焊缝的两侧直管段总长度小于第三探头对间距时，对相应焊缝的第二待检区和第三待检区采用相控阵（Phased Array，PA）超声检测，用于相控阵超声检测的探头放置于筒体一侧，对相应焊缝的第二待检区和第三待检区进行幅度法检测。具体而言：

相应焊缝的第二待检区和第三待检区进一步划分成相互有部分重叠的第一补充扫查区和第二补充扫查区，其中，该第一补充扫查区为40-110mm深度范围，该第二补充扫查区为90-175mm深度范围。并设置第一相控阵超声检测单元对第一补充扫查区进行扫查，设置第二相控阵超声检测单元对第二补充扫查区进行扫查，具体的，第一相控阵超声检测单元晶片数量为64个、探头频率为5MHz、探头角度范围为50°-80°、探头间距为128mm,第二相控阵超声检测单元晶片数量为64个、探头频率为5MHz、探头角度范围为35°-60°、探头间距为280mm。各相控阵超声检测单元的参数设置如表二：

分区号	分区范围	探头频率	角度范围	晶片数量	探头间距
						1区	40-110mm	5MHz	50°-80°	64	128mm
2区	90-175mm	5MHz	35°-60°	64	280mm

为简要目的，第一补充扫查区和第二补充扫查区分别对应表二中的分区号1区和2区。采用相控阵超声进行补充检测时，推荐采用4730相关A超部分标准对扫查数据进行分析，进而对缺陷进行评定。其中，图5所示为采用相控阵超声检测方法扫查焊缝中下部的效果示意图。

在一具体应用实施方式中，即在步骤三：在使第一、第二及第三探头对用于对焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各探头的移动距离和D扫描缺陷分布的步骤之前，还包括：制作校验试块以对各探头对在扫查前进行校验。具体而言，如图3所示：

该校验试块为长为350mm、宽为250mm、高为170mm的立方体，校验试块对应划分为第一扫查区、第二扫查区及第三扫查区，第一校验区为自上而下0-35mm深度范围,第二校验区为35-100mm深度范围，第一校验区为100-170mm深度范围，并且，沿校验试块在由其长和高组成的侧面的长边的中心线上自上而下依次设置有至少第一至第六六个孔径为6mm的短横孔，第一、第二短横孔孔长均为50mm并位于第一扫查区，第三、第四短横孔孔长均为50mm并位于第二扫查区，第五、第六短横孔孔长均为70mm并位于第三扫查区，进一步地，第一短横孔、第三短横孔及第五短横孔位于相应扫查区的四分之一位置附近，第二短横孔、第四短横孔及第六短横孔位于相应扫查区的四分之三位置附近。对各探头对的具体校验过程如下：

（1）将探头对放在校验试块上，调节增益使直通波幅度达到满显示屏的40%-90%，且噪声高度在满显示屏的5%-10%以下。在第一待检区和第二待检区如果直通波不可见，则调节增益使噪声高度达到满显示屏的5%-10%。

（2）将短横孔位于探头对的中心进行扫查，相应区的短横孔的幅度至少应达满显示屏的80%，并且，相邻待检区最近的孔应该能够检测到（例如检测第二待检区时，应能够看到第一待检区3/4处的短横孔和第三待检区1/4处的短横孔）。

（3）在校验试块上短横孔两侧进行偏心扫查，每次偏心距离是焊缝宽度的一半加13mm，如果所有要求检测的短横孔都不能被检测到，则应在焊缝上增加这两次偏心扫查。其中，由于坡口角度小，底面焊缝宽度小，通常不需要进行偏心扫查。

在一具体应用实施方式中，具体即在步骤四中，还包括：测量缺陷的形状系数，并根据形状系数按一定参照标准对缺陷进行评定，缺陷的评定结果至少分为合格、不合格及难以判断三种类型。其中，缺陷通常包括表面缺陷和埋藏缺陷，表面缺陷定义为：裂纹延伸到表面的缺陷或缺陷自身高度大于缺陷到表面的距离的缺陷，埋藏缺陷定义为：缺陷自身高度的一半小于缺陷到表面的距离的缺陷。

在本实施方式中，测量缺陷的形状系数，并根据形状系数按一定参照标准对缺陷进行评定包括如下几个子步骤：

（A）测量缺陷的长度l和缺陷自身高度a（长度小于6.4mm时以6.4mm计算）；

（B）计算缺陷高度和长度的比值a／l（即形状系数）。

（C）按照计算得到的形状系数a／l在ASME2235表2厚度范围100-300栏的与相应缺陷自身高度与试件厚度的比值a／t进行比较，大于表中a／t的视为不合格。自然，小于等于表中a／t的即视为合格。

（D）当缺陷为多个时，多个缺陷当评定参照ASME2235图2至图5当规定，其中，ASME2235为行业参照标准，此处不作具体描述。

（E）当形状系数处于表2中两个值之间时，可以采用插值法。举例而言：ASME2235壁厚在64-100mm之间时以及缺陷形状系数修正的插值法的计算方法。（1）比如80mm厚的焊缝又形状系数为0.06的内部缺陷，自身高度为5mm，按照ASME2235表2的规定，形状系数应在0.05-0.1之间修正，a／t在0.038-0.043之间修正。应用插值法可得到壁厚为64mm时的a／t＝0.038+（0.06-0.05）＊（0.043-0.038）/0.05=0.039；（2）壁厚为100mm时的a／t＝0.022+（0.06-0.05）＊（0.025-0.022）/0.05=0.023；（3）再计算壁厚为80mm时要求的限值，a／t＝0.039+（0.039-0.023）＊（80-64）/（100-64）=0.039-0.018*16/36=0.031；（4）缺陷评定：5/80=0.063>0.031，缺陷超标，即可判断为不合格。利用插值法，可提高检测精准度，有利于对缺陷的判定。

在另一具体应用实施方式中，具体为：在测量缺陷的形状系数，并根据形状系数按一定参照标准对缺陷进行评定的步骤之后，包括：对于难以判断类型的缺陷，进一步采用相控阵超声检测方式对相应缺陷进行复验，其扫查。或者，还可以包括：对于评定不合格类型的缺陷，采用TOFD平行扫查方法或手工脉冲反射法B扫描确定相应缺陷在焊缝中的水平位置。

本发明还提供一种用于筒体对接环焊缝的TOFD检测系统，至少包括：多通道TOFD仪器及与多通道TOFD仪器电性连接以将采集到的扫描数据提供给多通道TOFD仪器进行检测分析的机械扫查装置；机械扫查装置包括第一探头对、第二探头对及第三探头对共三对探头，各探头对中的各探头采用相同标称频率和相同尺寸，第二探头对和第三探头对沿第一探头对的中心线对称分布于第一探头对的两侧；进一步地，第一探头对中的各探头频率为5MHz、探头角度为70°、晶片直径为3mm或6mm、探头间距为128mm以对焊缝在0-35mm深度范围的区域进行检测,第二探头对中的各探头频率为3.5MHz、探头角度为60°、晶片直径为9mm、探头间距为280mm以对焊缝在35-100mm深度范围的区域进行检测，第三探头对中的各探头频率为2.5MHz、探头角度为45°，晶片直径为12mm、探头间距为300mm以对焊缝在100-175mm深度范围的区域进行检测。

当然，为了便于准确的对各探头对进行校验，TOFD检测系统包括一校验试块。其中，校验试块为长为350mm、宽为250mm、高为170mm的立方体，校验试块对应划分为第一扫查区、第二扫查区及第三扫查区，第一校验区为自上而下0-35mm深度范围,第二校验区为35-100mm深度范围，第一校验区为100-170mm深度范围，并且，沿校验试块在由其长和高组成的侧面的长边的中心线上自上而下依次设置有至少第一至第六六个孔径为6mm的短横孔，第一、第二短横孔孔长均为50mm并位于第一扫查区，第三、第四短横孔孔长均为50mm并位于第二扫查区，第五、第六短横孔孔长均为70mm并位于第三扫查区，进一步地，第一短横孔、第三短横孔及第五短横孔位于相应扫查区的四分之一位置附近，第二短横孔、第四短横孔及第六短横孔位于相应扫查区的四分之三位置附近。使用校验试块对各探头对进行校验对具体方法可参见前文，此处不再一一赘述。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，根据焊缝的特性在筒体上各所述焊缝的厚度方向上划分成第一待检区、第二待检区及第三待检区，其中，所述第一待检区为由所述焊缝表面至里面0-35mm深度范围，所述第二待检区为35mm-100mm深度范围，所述第三待检区为100-175mm深度范围；

步骤二，设置第一探头对以对所述第一待检区进行检测，设置第二探头对以对所述第二待检区进行检测，及设置第三探头对以对所述第三待检区进行检测，其中，各探头对中的各探头采用相同标称频率和相同尺寸，并且所述第一探头对中的各探头频率为5MHz、探头角度为70°、晶片直径为3mm或6mm、探头间距为128mm, 所述第二探头对中的各探头频率为3.5MHz、探头角度为60°、晶片直径为9mm、探头间距为280mm，所述第三探头对中的各探头频率为2.5MHz、探头角度为45°，晶片直径为12mm、探头间距为300mm；

步骤三，使所述第一、第二及第三探头对用于对所述焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各所述探头的移动距离和D扫描缺陷分布，其中，对所述焊缝扫查的起始点和终点具有一定重叠；

步骤四，沿所述焊缝的轴线连续稳定地移动各所述探头对，并重复步骤三以逐级对所述筒体上各所述焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各所述探头的移动距离和D扫描缺陷分布;

在所述步骤三和所述步骤四中，当所述筒体上任一焊缝的两侧直管段总长度小于所述第三探头对间距时，对相应所述焊缝的第二待检区和第三待检区采用相控阵超声检测，其中，用于相控阵超声检测的探头放置于所述筒体一侧，对所述相应焊缝的第二待检区和第三待检区进行幅度法检测。

2.根据权利要求1所述的TOFD检测方法，其特征在于：

相应所述焊缝的第二待检区和第三待检区进一步划分成相互有部分重叠的第一补充扫查区和第二补充扫查区，其中，所述第一补充扫查区为40-110mm深度范围，所述第二补充扫查区为90-175mm深度范围；

设置第一相控阵超声检测单元对所述第一补充扫查区进行扫查，设置第二相控阵超声检测单元对所述第二补充扫查区进行扫查，其中，所述第一相控阵超声检测单元晶片数量为64个、探头频率为5MHz、探头角度范围为50°-80°、探头间距为128mm, 所述第二相控阵超声检测单元晶片数量为64个、探头频率为5MHz、探头角度范围为35°-60°、探头间距为280mm。

3.根据权利要求1所述的TOFD检测方法，其特征在于，在使所述第一、第二及第三探头对用于对所述焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各所述探头的移动距离和D扫描缺陷分布的步骤之前，包括：

制作校验试块以对各探头对在扫查前进行校验，其中，所述校验试块为长为350mm、宽为250mm、高为170mm的立方体，所述校验试块对应划分为第一扫查区、第二扫查区及第三扫查区，第一扫查区为自上而下0-35mm深度范围,第二扫查区为35-100mm深度范围，第三扫查区为100-170mm深度范围，并且，沿所述校验试块在由其长和高组成的侧面的长边的中心线上自上而下依次设置有至少第一至第六六个孔径为6mm的短横孔，其中，所述第一、第二短横孔孔长均为50mm并位于所述第一扫查区，所述第三、第四短横孔孔长均为50mm并位于所述第二扫查区，所述第五、第六短横孔孔长均为70mm并位于所述第三扫查区，进一步地，所述第一短横孔、所述第三短横孔及所述第五短横孔位于相应扫查区的四分之一位置附近，所述第二短横孔、所述第四短横孔及所述第六短横孔位于相应扫查区的四分之三位置附近。

4.根据权利要求1所述的TOFD检测方法，其特征在于：

在沿所述焊缝的轴线连续稳定地移动各所述探头对，并重复步骤三以逐级对所述筒体上各所述焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各所述探头的移动距离和D扫描缺陷分布的步骤中，还包括：

测量缺陷的形状系数，并根据所述形状系数按一定参照标准对缺陷进行评定，其中，所述缺陷的评定结果至少分为合格、不合格及难以判断三种类型。

5.根据权利要求4所述的TOFD检测方法，其特征在于：

在所述测量缺陷的形状系数，并根据所述形状系数按一定参照标准对缺陷进行评定的步骤之后，包括：

对于难以判断类型的缺陷，进一步采用相控阵超声检测方式对相应缺陷进行复验。

6.根据权利要求4所述的TOFD检测方法，其特征在于：

在所述测量缺陷的形状系数，并根据所述形状系数按一定参照标准对缺陷进行评定的步骤之后，包括：

对于评定不合格类型的缺陷，采用TOFD平行扫查方法或手工脉冲反射法B扫描确定相应缺陷在所述焊缝中的水平位置。

7.一种用于筒体对接环焊缝的TOFD检测系统，其特征在于，包括：

多通道TOFD仪器及与所述多通道TOFD仪器电性连接以将采集到的扫描数据提供给所述多通道TOFD仪器进行检测分析的机械扫查装置；

其中，所述机械扫查装置包括第一探头对、第二探头对及第三探头对共三对探头，各探头对中的各探头采用相同标称频率和相同尺寸，其中，所述第二探头对和所述第三探头对沿所述第一探头对的中心线对称分布于所述第一探头对的两侧；

进一步地，所述第一探头对中的各探头频率为5MHz、探头角度为70°、晶片直径为3mm或6mm、探头间距为128mm以对焊缝在0-35mm深度范围的第一待检区进行检测, 所述第二探头对中的各探头频率为3.5MHz、探头角度为60°、晶片直径为9mm、探头间距为280mm以对焊缝在35-100mm深度范围的第二待检区进行检测，所述第三探头对中的各探头频率为2.5MHz、探头角度为45°，晶片直径为12mm、探头间距为300mm以对焊缝在100-175mm深度范围的第三待检区进行检测，所述第一待检区、第二待检区及第三待检区根据焊缝的特性在筒体上各所述焊缝的厚度方向上由表面至里面进行划分；

相应所述焊缝的第二待检区和第三待检区进一步划分成相互有部分重叠的第一补充扫查区和第二补充扫查区，其中，所述第一补充扫查区为40-110mm深度范围，所述第二补充扫查区为90-175mm深度范围，并设置第一相控阵超声检测单元对所述第一补充扫查区进行扫查，设置第二相控阵超声检测单元对所述第二补充扫查区进行扫查。

8.根据权利要求7所述的TOFD检测系统，其特征在于：

所述TOFD检测系统包括用于对各探头对进行校验的校验试块；

其中，所述校验试块为长为350mm、宽为250mm、高为170mm的立方体，所述校验试块对应划分为第一扫查区、第二扫查区及第三扫查区，第一扫查区为自上而下0-35mm深度范围,第二扫查区为35-100mm深度范围，第三扫查区为100-170mm深度范围，并且，沿所述校验试块在由其长和高组成的侧面的长边的中心线上自上而下依次设置有至少第一至第六六个孔径为6mm的短横孔，其中，所述第一、第二短横孔孔长均为50mm并位于所述第一扫查区，所述第三、第四短横孔孔长均为50mm并位于所述第二扫查区，所述第五、第六短横孔孔长均为70mm并位于所述第三扫查区，进一步地，所述第一短横孔、所述第三短横孔及所述第五短横孔位于相应扫查区的四分之一位置附近，所述第二短横孔、所述第四短横孔及所述第六短横孔位于相应扫查区的四分之三位置附近。

9.根据权利要求7所述的TOFD检测系统，其特征在于：

所述第一相控阵超声检测单元晶片数量为64个、探头频率为5MHz、探头角度范围为50°-80°、探头间距为128mm以对焊缝在40-110mm深度范围进行扫查, 所述第二相控阵超声检测单元晶片数量为64个、探头频率为5MHz、探头角度范围为35°-60°、探头间距为280mm以对焊缝在90-175mm深度范围进行扫查。