tofd检测通用工艺规程参考版
TOFD检测工艺参数和实际操作记录
TOFD检测工艺参数和实际操作记录
一、UTTOFD检测工艺参数
1、时域反射技术（Time-Domain Reflection，TDR）：采用TDR技术，在线布置检测时应使用50Ω带宽扫描，采用TDR-201带宽模式，允许范
围为：最低带宽：25MHz，最大带宽：75MHz，扫描脉冲宽度：2ns，允许
范围：最小1.5ns，最大4ns。
2、信号发射器：其模式为宽带发射信号，可以发射1.1MHz～15MHz
的信号，扫描间隔宽度≥3ns，接口为Φ3.5mm。
3、衰减器：扫描衰减器设定范围为：0-8dB，允许范围误差为±2dB，允许范围应在0-10dB之间。
4、接收调理：收信号接收调理设定范围应在-12dB~+18dB之间。
5、信号处理：采用180°相位回转技术，在信号处理中采用180°相
位回转，使信号更容易被捕捉到，提高探头检测灵敏度，扫描深度100mm。
1、首先，根据设置参数，检查各操作参数是否满足要求。
当检查完
毕后，按照图示调整检测系统，确定检测位置，并做好监护；
2、然后，使用探头在检测区域内进行探测，操作时注意保持探头接
点与检测位置的稳定性，采用180°相位回转技术进行处理，并确保扫描
深度100mm。
3、接着，根据有无缺陷信号，对检测结果进行综合分析。
60mm厚工件TOFD检测工艺
******60mm压力容器TOFD检测工艺一、概述：二、编制依据：1、JB/T 4730.10《承压设备无损检测衍射时差法超声检测》；2、《固定式压力容器安全监察规程》。
3、******单位有关检测技术文件。
三、被检工件基本情况四、检测设备器材：1、仪器：*********2、探头规格：3、扫查装置：手动单轴扫查器，带滚轮编码器4、对比试块：46-66mm厚 Q345R对比试块。
（为工件的0.9-1.3倍之间）5、模拟试块：46-66mm厚 Q345R模拟试块。
（为工件的0.9-1.3倍之间）五、检测人员：1、TOFD检测的人员应当具备特种设备无损检测人员超声检测TOFD专项资格。
2、检测人员应熟悉所使用的检测设备；3、检测人员应熟悉有关的标准法规，具有实际检测经验并掌握一定的压力容器结构及制造基础知识；六、检测准备：1、确定检测区域检测区域应包括焊缝熔合线两侧各10mm的区域（根据4730标准“8.1.1.2.1 若焊缝实际热影响区经过测量并记录，检测区域宽度为两侧实际热影响区各加上6mm的范围”。
根据我公司的PQR，该焊缝的实际热影响区小于等于焊缝熔合线外4mm，故检测区域为焊缝熔合线两侧各10mm的区域），见下图：图2 检测区域画线：在焊缝两侧20mm 的位置各画一条线，作为扫查标记线。
2、探头选取和设置： （1）厚度分区：第一区：0-2/5t ，即0-24mm 第二区：24-60mm声束覆盖要求第一区：0-24mm采用我公司现有的7.5M 、ϕ3mm 、70°探头：声束交点深度为2/3*24=16mm ，故PCS=1.33*2.75*24=88mm 。
该探头声束覆盖范围见下图：60mm60mm22mm第二区：24-60mm采用我公司现有的5M、ϕ6mm、60°探头：声束交点深度为2/3*(60-24)+24mm=48mm，故PCS=2*48*tg60=166mm。
TOFD检测步骤及要领
TOFD 检测步骤及要领1 原理介绍TOFD 技术有赖于超声波与缺陷端部的相互作用。
此相互作用的结果：在相当大的角度范围发射衍射波。
检出衍射波就能确定缺陷的存在。
信号的幅值用来发现缺陷，所记录信号的传播时间信息用来对缺陷进行定位定量。
TOFD 采用一对相同型号的探头一发一收，对置放置。
波速覆盖的扫查面中有缺陷时，直通波和底面回波之间还含有缺陷端部产生的衍射波，根据直通波、缺陷回波和底面回波三者的时间关系和两探头之间的位置，就能对缺陷进行定位、定量。
计算示意图见图1。
图1 计算示意图(1.发射探头 2.接收探头 A.侧向波 B.底面回波C.上端点衍射波D.试件厚度 S.探头间距的一半)则缺陷深度可由简单的几何关系得出：d =上(1)St c t c d 下下下∆+∆=4)(212(2)上下d d D -= (3)式中 c ：工件中纵波波速；S：1/2探头间距；d ：缺陷端点高度；t∆：A信号中上端点衍射信号出现的时间；上t∆：A信号中下端点衍射信号出现的时间；下D ：工件自身高度；2 探头角度、频率、尺寸和间距对检查的影响TOFD检测中，探头角度、频率、尺寸和探头间距的选择十分重要，四者起着相互制约的作用。
1探头角度大小的选择关系到声波能量的分布，大角度探头声波能量分布靠上，检测区域也就靠上，小角度探头能量分布靠下，相应的检测区域也就靠下。
2探头频率对检测的分辨力和声波衰减影响较大。
当探头频率较高，波形振动周期短，分辨力提高，但难发生明显衍射现象，且衰减大。
探头频率减小，波形振动周期长，分辨力下降，但易于发生衍射现象，且衰减小。
3 探头晶片尺寸的大小关系到声束扩撒角的大小和与弧面工件耦合效果，小尺寸晶片扩散角较大，声束覆盖面广，对于弧面工件耦合较好，但局部声能相对较低，进场长度相对较长。
大尺寸晶片声束扩散较小，声束覆盖面窄，对弧面耦合效果不好，但局部声能集中，进场长度较短。
4 探头间距大小的调节可以改变近表面和远表面的分辨力，但较远的探头间距对应的声波传输路径也相对较长导致声波衰减较大。
TOFD操作指导书(50mm以下)
工艺验证要求：
1、采用TOFD-C试块进行工艺验证。
2、在合适灵敏度条件下，TOFD图像应能清晰显示对比试块中对应分区内的标准反射体。
辅助检测要求：
对于发现的内部可疑部位按照NB/T47013.3-2015标准进行超声检测复验。
TOFD检测前，应先采用磁粉检测方法对内表面和外表面进行表面检测
找到40, 60， 80侧孔将标准反射体校准为已知深度
初始表面盲区测定
初始扫查面育区高度的确定应采用实测法。
应采用扫查面盲区高度试块进行测量。将设置好的扫查装置分别对不同深度侧孔进行扫查，能发现的最小深度横孔上沿所对应的深度即为初始扫查面盲区高度。
底面盲区计算△h
t----工件厚度;
x----偏离焊缝中心线的距离(此处为底面检测区域宽度的一半)
对表面盲区进行脉冲反射法超声检测，并做相关记录。
编制：（Ⅱ级）
日期：
审核：（Ⅱ级）
日期：
检测示意图：
其Байду номын сангаас
他
要
求
工作性能检查要求
1、每次检测前应对位置传感器进行检查，检查方式是使带位置传感器的扫查装置移动500mm.将检测设备所显示的移与实际位移进行比较，其误差应小于5mm.
2、在实际扫查前，应检查检测灵教度及深度显示具体要求，详见NB/T47013.10-2015标准的规定。
检测记录要求:
8mm
/
偏置后底面盲区
0.9mm
/
楔块前沿测定方法
1、测前沿。两探头正向对接放在母材上.增益增加到50db 左右，同上移动BW 线套住第一正向波峰，读出BW 时间值t
倾斜面(不等厚)TOFD检测工艺
倾斜面TOFD检测
检件基本简图
探头放置简图
检测不等厚对接焊缝时，为了节约焊材，对于厚板侧进行了倒角，按设计要求，倾斜面角度=arc tan1/3, 计算出倾斜面角度为18.2°，因为一只探头放在斜面上，声束角度就发生了变化，那么在计算TOFD探头间距时，也应作相应的矫正，重新计算在倾斜面一端探头的间距，这样才能精确的对深度进行定位。
探头在斜面一端间距的计算AD=sin（Φ-θ）/sinΦ×S
S 探头间距的一半Φ探头的扩散角θ探头的倾斜角
检测过程中发现焊缝存在有较大缺陷时，应垂直于焊缝作非平行扫查，这样才能够区分焊缝，热影响区以及母材的问题，具体检测方法以及相关的案例如下：一次检测时探头移动方向如下：
TOFD缺陷呈像图如下：
对缺陷所存在的区域垂直于焊缝作非平行扫查，检测缺陷是在热影响区或是母材
上，第二次扫查TOFD 探头移动方向（要求焊缝余高磨平）：
TOFD
呈像图如下：
从上面TOFD 图里，可以看出不等厚在底波里面有明显的变化，当探头移过焊缝时，缺陷出现在厚度范围以内。
当发现为母材问题时，必须对母材本身进行非平行扫查，要求平行于焊缝，一侧探头接近于熔合线。
TOFD 呈像图如下：
探
头
即使是焊缝缺陷图的显示，也有可能是母材问题。
TOFD检测操作指导书
计算此时18mm处的底面盲区高度为：20-19.5=0.5mm
综合上述，扫查方式为：非平行扫查、两侧各1次偏置非平行扫查（偏置量为9mm）
。
焊缝每侧最小打磨宽度为61mm（1/2PCS(36.5)+偏置9mm+探 头后部区域15mm=61mm），应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他 杂质。检测表面应平整，其表面粗糙度Ra值不低于12.5um，一 般应进行打磨。
b=20
则椭圆方程为：X2/41.62+Z2/202=1
该方程中代入X1=18，计算：
Z1=18.1
X1=18
则底面检测区域边界处的轴偏离盲区高
Z
度值为20-18.1=1.9mm
故：若需检出底面自身高度1mm的缺陷，需增加两侧的偏置非平行扫查，偏移量可设
定为36*1/4=9mm，此时的椭圆方程为(X-9)2/41.62+Z2/202=1，则：
TOFD检测操作指导书
主要内容
一、TOFD操作指导书编制关键参数 二、案例讲解
一、TOFD操作指导书编制关键参数
1、被检工件情况； 2、确定检测技术等级、检测区域、厚度分区及探头设置、扫查方式的选择、
扫查面准备等； 3、表面盲区及其补充检测方法； 4、横向缺陷的补充检测方法（必要时）； 5、检测系统设置和校准；
X（其中PRF为探头激发的脉
冲重复频率，Hz；X为设置的扫查增量，mm；n为设置的信
号平均次数），同时应保证耦合效果和数据采集的要求。
举例： 若某仪器PRF=500次/秒，采用单通道检测，扫查增量设置为 1mm，信号平均次数为4，则最大扫查速度为： 500*1/4=125mm/s
二、案例讲解
设备名称
实例：工件厚度150mm
TOFD标准
JB 中华人民共和国行业标准JB/T ****.10－****承压设备无损检测第10部分：衍射时差法超声检测Nondestructive testing of pressure equipments－Part X: Ultrasonic time of flight diffraction technique2008年×月×日发布 2008年×月×日实施国家发展和改革委员会发布目次前言 (I)1．范围 (1)2．规范性引用文件 (1)3．术语和定义 (1)4．检测人员 (2)5．方法概要和一般要求 (2)6．检测设备 (6)7．对比试块 (6)8．检测准备 (7)9．检测设置和校准 (8)10．检测 (10)11．检测数据的分析和解释 (11)12．其他补充检测 (13)13．缺陷评定与质量分级 (13)14．检测报告 (14)参考文件 (15)附录A、TOFD检测设备的具体性能指标要求 (16)附录B、对比试块 (18)附录C、衍射时差法超声检测报告 (20)前言本部分为JB/T ****.1～6-****之外新增加的第10部分：衍射时差法超声检测。
本部分主要根据国内近年来的研究成果和应用经验，在方法部分主要参考了CEN/TS 14751-2004《焊接－超声波衍射时差法在焊接检验中的使用》、ASTM E2373-2004《采用超声波衍射时差法的标准实施规程》、ENV583-6－2000《无损检测之超声检测第6部分：缺陷探测和定量的超声波衍射时差法》、BS 7706-1993《用于缺陷探测、定位和定量的超声波衍射时差法的校准和设置指南》、ASME code case 2235-9中的有关内容以及NDIS 2423-2001《超声波衍射时差法用于缺陷高度测量的方法》；在缺陷评定部分主要参考了NEN 1822－2005《超声波衍射时差法的检验验收准则》和ASME code case 2235-9中的相关内容。
TOFD检测仪操作、维护、期间核查规程
TOFD检测仪操作、维护、期间核查规程1 适用范围本规程适用于HS810型TOFD便携式超声检测仪操作、维护、期间核查。
2 主题内容TOFD便携式超声检测仪是现场TOFD超声检测的必要设备。
在使用过程中，必须保证TOFD便携式超声检测仪的各项技术参数都能满足相关标准的要求，以保证检测结果的可靠性。
而正确的操作是保证TOFD便携式超声检测仪达到各项技术参数和性能的先决条件。
定期或不定期的经常性进行检查和维护是保证TOFD便携式超声检测仪常新的关键。
当TOFD 便携式超声检测仪出现故障或损坏时，应立即由设备维修人员收回并进行维修。
检测人员必须严格按此规程进行操作。
3 TOFD便携式超声检测仪的操作3.1 TOFD便携式超声检测仪属精密电子仪器，检测人员应按仪器使用说明书正确地操作仪器，避免或减少偶然故障，延长使用寿命。
使仪器经常处于良好的工作状态。
3.2 根据委托和被检工件的状况（如材质、厚度和缺陷可能的方向）及标准要求选择好探头的频率和尺寸以及楔块角度，按照工艺进行参数设置，开机前应严格按照使用说明书进行操作。
3.3 测探头延迟和前沿根据工件厚度不同，按照标准选择相应的探头和相应角度的楔块，按照标准选择扫查次数及检测通道数。
3.4双通道操作步骤3.4.1选通道：菜单栏--通道--选双通道TOFD1右侧连接器3.4.2测探头延迟和前沿3.4.2.1进“通道设置”，平移清零--探头设置里的延迟清零--增益降到16db 左右。
3.4.2.2两铜圈反向对接--探头设置--移动BW线移动套住第一个正向波峰。
读出时间值2t0并输入到“延迟”里,记录单个探头零偏t03.4.2.3测前沿.两探头大头对接放在母材上，增益增加到50db左右，同上移动BW线套住第一正向波峰，读出BW时间值t13.4.2.4用公式（t1-2t0）×5.90 ÷ 2算出单个前沿(大约12mm）。
并记录。
3.4.3编码器校准仪器里输入200，选好扫查架基准点并量好200mm 的距离，“开始”--推行扫查架200mm--结束，校准。
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衍射时差法超声检测 通用工艺规程
文件编号： 2013 编制： ___________________ 审核： 批准： __________________
受控口 非受控口 分发号： 一
上海鹰扬智能科技工程有限公司 版本：** 修改号：** 无损检测通用工艺规程 第1页共33页
主题：衍射时差法超声检测 NDE/YY KJ-
1编制的目的和适用范围 .................................................................................. 1 2引用标准、规范 ......................................................................................... 1 3术语定义 ............................................................................................... 2 4检测人员要求 ........................................................................................... 2 5检测设备、器材和材料 .................................................................................. 3 6检测表面要求 .......................................................................................... 6 7检测时机 ............................................................................................... 6 8T0FD检测技术工艺 ...................................................................................... 6 8.1 TOFD检测基本程序 ................................................................................ 6 8.2检测前准备 ......................................................................................... 7 8.3表面盲区确定 ....................................................................................... 8 8.4横向缺陷 ........................................................................................... 8 8.5探头-12dB声场测试 ............................................................................... 8 8.6与其他无损检测方法的综合应用 ...................................................................... 9 8.7现场条件要求 ...................................................................................... 10 8.8检测准备 .......................................................................................... 10 8.9检测系统设置和校准 ............................................................................... 15 8.10 检测 ............................................................................................ 17 8.11数据文件的命名规则 ............................................................................. 18 无损检测通用工艺规程 版本：** 修改号：** 第II页共33页 主题：衍射时差法超声检测 NDE/YY KJ-
8.12焊缝检测记录 .................................................................................. 18 9检测数据分析和解释 ................................................................................... 19 9.1检测数据的有效性评价 ............................................................................ 19 9.2相关显示和非相关显示 ............................................................................. 19 9.3缺陷位置的测定 .................................................................................... 20 9.4缺陷尺寸测定 ...................................................................................... 22 9.5检测结果的评定和质量等级分类 ..................................................................... 22 10编制专用检测工艺卡 .................................................................................. 26 11检测流程 ............................................................................................. 21 12检测记录、报告和资料存档 ........................................................................... 21 附件1衍射时差法超声检测工艺卡 ......................................................................... 29 附件2衍射时差法超声检测报告 ........................................................................... 32 附件3T0FD检测返修通知单 .............................................................................. 37 附件4衍射时差法超声检测记录 ........................................................................... 39无损检测通用工艺规程 版本：1 修改号：0 第1页共33页 主题：衍射时差法超声检测 NDE/YY KJ-G YGC05
1编制的目的和适用范围 为了保证本公司检测工作质量，提供准确可靠的检测数据，特制定本通用规程， 本规程对衍射时差法超声检测（TOFD）中各环节质量控制要求作出了规定。本通用 规程适用于以下焊接接头的TOFD检测。 1.1材料为碳素钢或低合金钢； 1.2全焊透结构型式的对接接头； 1.3工件厚度t: 12mm< t < 100mm不包括焊缝余高，焊缝两侧母材厚度不同时，取薄 侧厚度值）。 1.4与承压设备有关的支撑件和结构件的衍射时差法超声检测， 可参照本规程使用；对 于其他细晶各向同性和低声衰减材料，也可参照本规程使用，但要考虑声速衰减。
1.5对于非特种设备的TOFD检测，参照本作业指导书执行。 2引用标准、规范、文件 2.1《承压设备无损检测》JB/T 4730.1〜5 -2005 2.2《承压设备无损检测》第10部分：衍射时差法超声检测NB/T47013.10 2.3《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSGR0004-2010 2.4《钢制球形储罐》 GB12337-2010 2.5无损检测术语超声检测（£05577:2000） GB/T12604.1 2.6上海鹰扬智能科技工程有限公司质量管理体系文件
无损检测通用工艺规程 版本：1 修改号：0 第2页共33页 主题：衍射时差法超声检测 NDE/YY KJ-G YGC05