TOFD超声波衍射时差法.ppt

,Cliquez pour modifier le style du titre du masque,Cliquez pour modifier les styles de texte du masque,Deuxime niveau,Troisime niveau,Quatrime niveau,Cinquime niveau,*,TOFD 方法简介,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。,衍射时差技术,衍射现象,TOFD,原理,实际操作,校准,TOFD,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,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,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,S,S,d,LW,BW,t,0,t,0,始脉冲,t,传播时间,发射探头,接收探头,S,S,d,t,0,t,0,缺陷深度,发射探头,接收探头,S,S,d,t,0,t,0,缺陷自身高度,发射探头,接收探头,2,S,d,1,d,2,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,)。,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,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,LW,BW,校准工具,A,扫,D-scan,PCS,t,0,t,0,T,c,LW,BW,PCS（,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,t,1,t,2,l,P,t,1,t,2,自动计算,d,1,d,2,和,h,d,1,d,1,h,内置的计算器,缺陷位置的影响,发射探头,接收探头,S,S,d,t,0,t,0,x,缺陷位置的不确切性,发射探头,接收探头,S,S,t,2,t,1,相等时间的轨迹,(t,1,+t,2,=c,t,),d,min,d,max,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:Ginzel,TOFD,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,t,0,t,0,T,c,LW,BW,PCS（,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,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,通过时间检测缺陷的信号,和脉冲反射法相结合时效果更好,TOFD,的局限性,在外表面附近有约3,mm,的盲区,内表面附近也可能存在盲区,对“噪声”敏感,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,近表面裂纹,裂纹上尖端信号将直通波信号打断,2,1,X,形坡口中部未焊透,上下尖端都有明显的信号,1,2,3,4,根部未焊透,直通波的相位与缺陷相位相同,1,2,3,侧壁未熔合,能够清晰的看到上下尖端信号,1,2,3,4,气孔,气孔信号或单个出现，或成串的出现,1,2,横向裂纹,能够看到裂纹的宽波束信号,1,2,3,4,1,2,3,根部内凹,内壁反射信号发生扭曲,1,2,3,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,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,2,（,08R063 R713 A10 0.3,H=29 L=40 III,级,UT H=28 L=35 SL+13dB III,级,、,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,