TOFD超声波衍射时差法.ppt

TOFD 方法简介什么是 TOFD?F衍射时差法 (TOFD)是一种依靠从待检试 件内部结构（主要是指缺陷）的“端角” 和“端点”处得到的衍射能量来检测缺陷 的方法 衍射时差技术F衍射现象FTOFD原理 F实际操作F校准FTOFD优点和局限性 衍射现象裂纹衍射波衍射波入射波折射波衍射现象F惠更斯原理:缺陷上的每一个点都 产生出一个球面子波 入射波使缺陷产生振动衍射现象裂纹衍射波衍射波入射波折射波向各个方向传播能量低取决于入射角info@rd- • www.rd-TOFD的基本原理 info@TOFD: 典型的设置发射探头接收探头直通波上端点下端点内壁反射信号A扫信号发射探头接收探头 直通波LW上端点下端点内壁反射波BW相位变化直通波LW上端点下端点内壁反射波BW+-+-需要不检波的A扫来显示相位的变化传播时间发射探头接收探头SSdLWBWt0t0始脉冲t传播时间发射探头接收探头SSdt0t0缺陷深度发射探头接收探头SSdt0t0缺陷自身高度发射探头接收探头2Sd1d2由于计算自身高度只需要测量时间, 所以高度估计会很准确 实际操作中，检 测裂纹 1-mm 的精度是完全可以达到的 (检测人工缺陷时可以达到0.1 mm )。

info@rd- • www.rd-一些典型缺陷F向外表面延伸的缺陷F向内表面延伸的缺陷F水平方向的平面形缺陷info@向外表面延伸的裂纹发射探头接收探头裂纹尖端内壁反射波BW直通波被隔开了没有直通波向内表面延伸的裂纹发射探头接收探头 直通波LW尖端信号内壁反射信号被隔开了没有内壁 反射波水平方向的平面形缺陷 (层间未熔, 冷夹层)发射探头接收探头 直通波LW内壁反射波BW反射回波反射信号数据显示白色+黑色-波幅时间时间A扫图用带黑度的线表示数据显示D扫上表面内壁A扫LWBW校准工具 A扫D-scanPCS t0t0TcLWBWPCS（探头入射点间 距离）, 壁厚, 速度, 探头延时, 横向波或 内壁反射信号不需要知道所有的参数测量工具 A扫D扫指针t1t2lPt1,t2 自动计算d1, d2 和 hd1d1h内置的计算器缺陷位置的影响发射探头接收探头SSdt0t0x缺陷位置的不确切性发射探头接收探头SSt2t1相等时间的轨迹 (t1+t2=ct)dmindmax实际上: 绝对深度的最大误差低于10 %.横向扫查上表面内壁B扫直通波这种扫查会产生典型的 反向抛物线当探头相对于 缺陷对称时时 间最短 。

TOFD 扫查图Source: GinzelTOFD 图显 示出直通波 和内壁回波 加上 波型转 换信号以及 缺陷反射信 号TOFD 扫查图在一幅好的 TOFD图 上可以清晰地看到直 通波 一般用于校 准如果待检表面比较干 净，则缺陷信号比较 明显校准 A扫D扫PCS t0t0TcLWBWPCS（探头入射点间 距离）, 壁厚, 速度, 探头延时, 横向波或 内壁反射信号典型的多通道UT仪器用户界 面友好 ，还有软件向导TOFD的优点F对于焊缝中部缺陷检出率很高F容易检出方向性不好的缺陷F可以识别向表面延伸的缺陷FF通过时间检测缺陷的信号通过时间检测缺陷的信号F和脉冲反射法相结合时效果更好TOFD 的局限性F在外表面附近有约3mm的盲区F内表面附近也可能存在盲区F对“噪声”敏感F夸大了一些良性的缺陷, 如气孔, 未熔合应用 TOFD 技术检测到的缺陷信号 info@rd- • www.rd-近表面裂纹裂纹上尖端信号将直通波信号打断21X形坡口中部未焊透上下尖端都有明显的信号1234根部未焊透直通波的相位与缺陷相位相同12 3侧壁未熔合能够清晰的看到上下尖端信号1234气孔气孔信号或单个出现，或成串的出现12横向裂纹能够看到裂纹的宽波束信号1234123根部内凹内壁反射信号发生扭曲123层间未熔合二、TOFD在压力容器制造过程中现场应用3、现场缺陷数据分析 裂纹1 （08R018 TK101A F6 7.14m）TOFD数据分析结果：H=28.1mm ⊿H=9.8mm 位置= 174.1mm L = 323.2mm（焊缝位置偏心） 二、TOFD在压力容器制造过程中现场应 用3、现场缺陷数据分析 Ø 裂纹2（08R063 R713 A10 0.3 H=29 L=40 III级 UT H=28 L=35 SL+13dB III级 二、TOFD在压力容器制造过程中现场应用3、现场缺陷数据分析 Ø 裂纹2（08R063 R713 A10 0.3 H=29 L=40 III级 UT H=28 L=35 SL+13dB III级 二、TOFD在压力容器制造过程中现场应用 3、现场缺陷数据分析 裂纹3（08R018 D203 F2 11.350 。