tofd超聲波衍射時差法

1、TOFD 方法簡介,什么是 TOFD?,衍射時差法 (TOFD)是一種依靠從待檢試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)（主要是指缺陷）的“端角” 和“端點”處得到的衍射能量來檢測缺陷的方法。,衍射時差技術(shù),衍射現(xiàn)象TOFD原理 實際操作校準(zhǔn)TOFD優(yōu)點和局限性,衍射現(xiàn)象,裂紋,,衍射現(xiàn)象,惠更斯原理:,衍射現(xiàn)象,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,裂紋,衍射波,衍射波,,入射波,折射波,,向各個方向傳播能量低取決于入射角,T

2、OFD的基本原理,info@leepipe.com,TOFD: 典型的設(shè)置,,,,,,,發(fā)射探頭,接收探頭,A掃信號,,,,,,發(fā)射探頭,接收探頭,,,,,,相位變化,,,,,,,,,,,,,,,,,,,直通波,,LW,,,,上端點,,,,下端點,,,,,內(nèi)壁反射波,,BW,需要不檢波的A掃來顯示相位的變化,傳播時間,,,,,,,,,發(fā)射探頭,接收探頭,,,,,,,,,S,S,,,d,,,,,LW,,,BW,,,,,,,t0,t0,,,

3、始脈沖,t,傳播時間,,,,,,,,,發(fā)射探頭,接收探頭,,,,,,,,,S,S,,,d,t0,t0,,,缺陷深度,,,,,,,,,發(fā)射探頭,接收探頭,,,,,,,,,S,S,,,d,t0,t0,,,缺陷自身高度,,,,,,,,,發(fā)射探頭,接收探頭,,,,2S,d1,,,,,,,,,,d2,,,由于計算自身高度只需要測量時間, 所以高度估計會很準(zhǔn)確。 實際操作中，檢測裂紋 1-mm 的精度是完全可以達(dá)到的 (檢測人工缺陷時可以達(dá)到0.1

4、 mm )。,一些典型缺陷,向外表面延伸的缺陷向內(nèi)表面延伸的缺陷水平方向的平面形缺陷,info@leepipe.com,向外表面延伸的裂紋,,,,發(fā)射探頭,接收探頭,,,,,,,沒有直通波,向內(nèi)表面延伸的裂紋,,,,發(fā)射探頭,接收探頭,,,,,,,水平方向的平面形缺陷(層間未熔, 冷夾層),,,,,發(fā)射探頭,接收探頭,,,,,,數(shù)據(jù)顯示,,,,,波幅,,時間,A掃圖用帶黑度的線表示,數(shù)據(jù)顯示,,,D掃,,校準(zhǔn)工具,,,,,,,,,

5、,,,,,,,,,,A掃,D-scan,,,,,c,,測量工具,,,,,,,,,,,,,,A掃,D掃,缺陷位置的影響,,,,,,,,,發(fā)射探頭,接收探頭,,,,,,,,,S,S,,,d,t0,t0,,,缺陷位置的不確切性,,,,,,,,,發(fā)射探頭,接收探頭,,,,,,S,S,,,,,t2,,t1,相等時間的軌跡(t1+t2=ct),實際上:絕對深度的最大誤差低于10 %.,橫向掃查,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

6、,,,,,,,,,,,,,,上表面,內(nèi)壁,B掃,直通波,這種掃查會產(chǎn)生典型的 反向拋物線,TOFD 掃查圖,Source: Ginzel,TOFD 圖顯示出直通波和內(nèi)壁回波 加上 波型轉(zhuǎn)換信號以及缺陷反射信號,TOFD 掃查圖,在一幅好的 TOFD圖上可以清晰地看到直通波。 一般用于校準(zhǔn)。如果待檢表面比較干凈，則缺陷信號比較 明顯。,,校準(zhǔn),,,,,,,,,,,,,,,,,,,A掃,D掃,,,,,c,PCS（探頭入射點間距離）, 壁厚

7、, 速度, 探頭延時, 橫向波或 內(nèi)壁反射信號,典型的多通道UT儀器用戶界面友好 ，還有軟件向?qū)А?TOFD的優(yōu)點,對于焊縫中部缺陷檢出率很高容易檢出方向性不好的缺陷可以識別向表面延伸的缺陷通過時間檢測缺陷的信號和脈沖反射法相結(jié)合時效果更好,TOFD 的局限性,在外表面附近有約3mm的盲區(qū)內(nèi)表面附近也可能存在盲區(qū)對“噪聲”敏感夸大了一些良性的缺陷, 如氣孔, 未熔合。,應(yīng)用 TOFD 技術(shù)檢測到的缺陷信號,近表面裂紋,,裂

8、紋上尖端信號將直通波信號打斷,2,1,X形坡口中部未焊透,上下尖端都有明顯的信號,,1,2,3,4,,,根部未焊透,直通波的相位與缺陷相位相同,,1,2,3,側(cè)壁未熔合,能夠清晰的看到上下尖端信號,1,2,3,4,氣孔,氣孔信號或單個出現(xiàn)，或成串的出現(xiàn),1,2,橫向裂紋,能夠看到裂紋的寬波束信號,1,2,3,4,1,2,3,根部內(nèi)凹,內(nèi)壁反射信號發(fā)生扭曲,1,2,3,層間未熔合,,二、TOFD在壓力容器制造過程中現(xiàn)場應(yīng)用 3、現(xiàn)場

9、缺陷數(shù)據(jù)分析裂紋1 （08R018 TK101A F6 7.14m） TOFD數(shù)據(jù)分析結(jié)果：H=28.1mm ⊿H=9.8mm 位置= 174.1mm L = 323.2mm（焊縫位置偏心）,,二、TOFD在壓力容器制造過程中現(xiàn)場應(yīng)用 3、現(xiàn)場缺陷數(shù)據(jù)分析 裂紋2（08R063 R713 A10 0.3 H=29 L=40 III級 UT H=28 L=35 SL+13dB III級