培训课件tofd超声波衍射时差法

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1、PipeWIZARD培训教程TOFD–超声波衍射时差法也叫“裂纹端点衍射法”或“尖端反射法”什么是TOFD?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。Source:NDTOn-lineTOFD–认可TOFD还没有被管线标准认可(仅仅有少数的标准中有关于TOFD的内容)然而,TOFD对于判定缺陷的真实性和准确定量上十分有效。同时，TOFD可以和脉冲反射法相互取长补短。例如，检出焊缝中部的缺陷，判断缺陷是否向表面延伸等就是它的强项。衍射时差技术TOFD发展简史衍射现象以往对衍射的利用TOFD原理实际操

2、作标准TOFD优点和局限性TOFD发展简史七十年代中期由UKAEAHarwell发现的在八十年代早期，以横向的方式用于PISCII和DDT系统定量很准–成为了一种标准的定量技术在九十年代初，线形TOFD开始用于管线单独使用TOFD的检出率很高衍射现象裂纹衍射波衍射波入射波折射波衍射现象惠更斯原理: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槽或裂纹以往对衍射的利用端点衍射法(伴生脉冲观察法-SPOT)时间波幅22尖端衍射11棱角反射时间角度时间,角度和声速高度TOFD的基本原理TOFD:典

3、型的设置发射探头接收探头横向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横向波LW上端点下端点内壁反射波BW相位变化横向波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0.1mm)。一些典型缺陷向外表面延伸的缺陷向内表面延伸的缺陷水平方向的平面形缺陷向

4、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横向波被隔开了没有横向波向内表面延伸的裂纹发射探头接收探头横向波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)发射探头接收探头横向波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-scanPCSt0t0TcLWBWPCS（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

5、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%.内部（小）缺陷的高度估计误差是可以忽略的。特别应注意靠近内壁的小缺陷横向扫查上表面内壁B扫横向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TOFD图显示出横向波和内壁回波加上SW横波信号以及缺陷反射信号Source:GinzelTOFD扫查图在一幅好的TOFD图上可以清晰地看到横向波。一般用于校准。如果待检表面比较干净缺陷信号比较明显。内壁反射很强，可以观察到摇动。建

6、议TOFD:是一种很好的方法但是:不要忘记传统的脉冲反射法具有的优势。解决的方法:同时使用TOFD和脉冲反射法,而不影响扫查速度。校准A扫D扫PCSt0t0TcLWBWPCS（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。焊缝1(PL4882)焊趾线裂纹单侧未熔合根部未熔合气孔12.5mm焊缝1(plate4882)使用脉冲反射法TOFD和脉冲反射法找出了焊缝中的所有缺陷:未熔合(根部)单侧未熔合气孔焊趾线裂纹平行扫查D扫上表面内壁A扫LWBW建议系统允许同时采集和分析TOFD和脉冲反射信号TOFD横波45P

7、E横波60PE横向波线性化发射探头接收探头横向波耦合剂厚度变化时间改变横向波线性化发射探头接收探头横向波探头间距有小的变化时间改变TOFD可靠性最近的研究表明TOFD在用线形扫查时检出率较高将TOFD和脉冲反射法相结合时检出率更高Source:SonomaticDDT板1定量的结果DDT的实验结果。左图,其他各种超声技术的结果;右图,TOFD的结果Source:Charleston&TempleTOFD的优点对于焊缝中部缺陷检出率很高容易检出方向性不好的缺陷可以识别向表面延伸的缺陷使用横向TOFD模式时,