超声波衍射时差法（TOFD）与超声波相控阵检测方法对比.pdf

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1、超声波衍射时差法(TOFD)与超声波相控阵检测方法对比张占奎(河南省锅炉压力容器安全检测研究院’摘要：超声波衍射时差法，即TimeOfFlightDiffraction(TOFD)，是检测数据，重复性好。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⑥数据全：检测结果的时效性很强，并且相关数据和得到的衍射能量来检测缺陷的方法，用于缺陷的检测、定量和定位。资料会以存盘、打印出来等形式永久的保留下来，以便随该技术已经在我国得到了广泛的应用，后来在无损检领域又兴起了时进行分析处理。一项新的检测方法，即超声波相控阵检测方法，这项新技术已经在医⑦更安全：采用该技术不会对相关人员造成人

2、身伤害。疗领域得到了广泛的应用，本文主要是对这两项检测技术进行简要⑧更灵活：现场检测很方便，可以根据实际情况随意对比。关键词：超声波衍射时差法(TOFD)超声波相控阵对比选择手动或自动方式。目前我国无损检领域应用最广泛的是TOFD技术，业⑨成本低：采用该技术不仅不需要其他耗材，还由于界人士已经普遍认可了TOFD技术，这项技术在我国的工该技术不需要和工件直接接触，有效的减少了磨损，同时业领域已经有了数不胜数的成功案例。21世纪初，我国引还能够耐高温接触面(可达200oC以上)，评定缺陷时可在入了Isonic系列便携式超声波成像检测系统(以色列的线应用相关的工程评定标准，修复缺陷时可最大限度的减

3、IsonotronNDT公司出品)，经由一系列的实际的对比以及少不必要的焊缝剖开。如此有效的减少了检测生产的时间验证加之不断改进和创新了的扫查器系统，TOFD技术被间隔，也最大程度的避免了其他不利问题的出现，其成本更多的应用到各工业现场检测中。TOFD方法具有超声成远远低于传统的超声波探伤方法。像技术，它通过采用一发一收探头布置，然后要求相应的1．2TOFD的局限性探头入射点间距离，在平板对接焊缝、环焊缝及直径大于①过高的灵敏度有时会夸大焊缝中的良性缺陷。500mm的纵缝中厚板检测方面具有很大的优势，但是该②焊缝两侧需要有放置探头的空间。技术也存在一些弊端，比如对于复杂几何形状的结构件、⑧存

4、在检测盲区，即在工件的近表面(一般为焊缝检测盲区等束手无策。到目前为止超声相控阵技术已2—10mm)。经在我国发展了20年，在早期主要应用在医疗领域，利用(对相关工作人员的素质和能力要求很高。该技术可以在实际的医学超声成像中对被检器官进行成⑤TOFD检测效率低：TOFD扫查有两种方式。一种是像，有益于医学的不断发展和进步，但是由于很多客观因非平行扫查，另一种是平行扫查。平行扫查效率极低，但定素的限制，比如系统的复杂性、固体中波动传播的复杂性量精度高，一般不采用此扫查方式，尽在实验室或对某一及成本费用高等，使得该技术的应用面受限。在这种情况缺陷精确定量和定位时采用。非平行扫查速度快，但不能下，

5、在超声相控阵成像领域应用压电复合材料、数据处理判定缺陷在焊缝的哪一侧，给定位增加难度，有时需要进分析等高新技术是大势所趋，未来超声相控阵检测技术一行多次扫查来确定缺陷的位置，致使检测效率降低。检测定会得到更加广泛的应用。超声相控阵是采用多晶片控制中常采用非平行扫查方式。声束聚焦技术，探头可以在同一位置实现很大声束及角度OFD缺陷的评定：众所周知，T0FD技术不是基于范围内的电子扫查，适用于复杂几何形状结构件的检测。幅度法进行检测的，检出率远高于其他检测方法(例如手下面对TOFD和相控阵的检测技术做简要对比。动超声波检测、机械超声波检测及射线检测等)这是众所1T0FD的技术特点周知的事实。不论

6、是大缺陷还是小缺陷都能检出，这给缺1．1T0FD的优点陷评定增加难度，控制不好返修率相当高，甚至出现有的TOFD技术不仅具有很强的缺陷检出能力，还具有很缺陷返修后看不见的现象。高的缺陷定量精度，除此之外还具有很高的时效性和安全2超声波相控阵检测技术特点与优势性，可永久保存其检测数据。2．1超声波相控阵与其他无损检测方法对比具有如①效率高：该技术只需要做线性扫查就可以对焊缝完下特点：成扫查，很大程度上扩大了单组探头检测对焊缝的覆盖范①采用电子方法控制声束聚焦和扫描，检测速度成倍围大，远远超过了传统的检测方法。提高。(灵敏度高：由于该技术的衍射波信号具有很高的灵a超声波束方向可自由变换。敏度，很

7、大程度上保证了检出率。b焦点可以调节甚至实现动态聚焦。⑧精度高：利用衍射时差计算方法，缺陷的高度可以C探头固定不动便能实现超声波扇扫或者线扫。得到精确的计算。d相控阵技术可进行电子扫描，比通常的光栅扫描快④影响小：该技术不会因焊缝结构或缺陷的方向性就一个数量等级。左右最后的检测结果，其检测结果具有很高的稳定性，几②具有良好的声束可达性，能对复杂集合形状的工件乎不受其他因素的影响。进行扫查。⑤漏检少：衍射波具有