TOFT检测技术简介

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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

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。

TOFD技术要点简介

TOFD技术要点简介

底面波
第二部分 TOFD检测系统
1.TOFD基本系统包括:
扫查器&编码器
Tx
Rx
试样
脉冲控制单元
接收放大器
位置控制单元
A/D 转化器
计算机 监视器 数据
存储
1.TOFD基本系统包括:
2.TOFD探头 1)宽带,窄脉冲 有利于提高分辨力。最终目的是降低信号在时间轴方向所占的宽度。
2)具有足够的发散特性 TOFD技术使用的是发散的波束,探头应使波束的辐射场对焊缝待见区域
详细介绍4730.10
第六部分 TOFD技术的应用
• 1 AUT技术应用
• 2 船舶检测应用 对接焊缝:TP-view系统
缺陷长度:576mm 缺陷深度:14.8mm 缺陷类型:未熔合
射线检测长度:300mm
某新建入级甲板运输船大合拢 焊缝(甲板横向对接焊缝)
3.TOFD+PE的图像
• 共包含5组图像
顾名思义, a. TOFD技术利用衍射波进行检测 b. TOFD技术通过计算特殊波之间的时间差进行定位及定量
TOFD技术的优点 1.定量定位精度高,可达1mm,当跟踪缺陷时可达0.3mm。 2.检测速度快,检测灵敏度高。 3.缺陷检测不受走向性影响,检出率高。 4.数据可记录。
• 由UKEA (英国原子能
管理局)主持的缺陷检
出实验DDT, 1983
All Methods
• 试验由:
• 荷兰焊接协会 (NIL)
• 美国电力研究院(EPRI)
• 美国焊接工程师协会
TOFD
(ASME)
• 共同完成
荷兰焊接协会 (NIL) KINT
•TOFD技术具有出色的定量能力. •TOFD检测高效,可靠.

TOFT

TOFT

TOFD检测的主要步骤步骤1:资料审查准备在实施检测之前,应更多地了解工件情况、焊缝情况、以及欲检出缺陷情况等信息,这将有利于设计更好的检测方案。

这些信息包括:1、对在制工件,应了解设计制造规范,检验检测项目方法、制造工艺、装备、环境条件;对在用设备,还应了解运行条件、故障情况和上次检验发现的问题等。

2、应了解材料的焊接性、焊缝结构形式、焊接方法、焊接时的现场条件以及需要检出的缺陷类型等。

步骤2:被检测工件准备1、检查焊缝外观,余高宽度与高度,两边的母材的厚度是否一致等。

扫查面一侧余高过宽可能影响PCS设置;底部焊缝过宽导致下表面检测盲区增大;不等厚连接焊缝可能引起多个底面波。

2、检查扫查面情况是否平整,宽度是否满足扫查器放置。

清除表面的焊接飞溅、铁屑、油垢及其他杂质。

检查粗糙度是否影响耦合,一般要求机加工表面Ra不超过6.3μm,喷丸表面Ra不超过12.5μm。

3、确定和标记检测区域,画出焊缝中心线和检测区域宽度。

4、要求去除余高的焊缝,应将余高打磨到与邻近母材平齐;保留余高的焊缝,如果焊缝表面有咬边、较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨,并作圆滑过渡以免影响检测结果的评定。

5、如有必要,可以对焊缝两边的母材进行是否有分层和撕裂的检查,这有助于解释D/B扫描中带状信号(也有人认为,应用TOFD技术检测焊缝前可不进行超声波直探头对母材的分层检测,因为如果母材有分层缺陷,在焊缝TOFD检测记录中能够察觉和发现)。

步骤3:选择超声探头正确选择探头种类和频率。

所选择的探头应是短脉冲的,直通波与底面反射波的脉冲长度不超过两个周期。

保证时间分辨力的频率选择要求是:直通波和底波信号的时间窗口至少达到20个信号周期;为保证信噪比,对衰减大的粗晶材料可适当降低频率;频率的选择还应与晶片直径和波束扩散综合考虑。

正确选择探头角度和晶片尺寸,通过人工计算或者使用相关软件绘出波束的扩展和合成的检验覆盖区域。

对于非平行扫查一般需要选用小尺寸的探头以便获得大的覆盖区域,大尺寸的探头虽然可以提供更高的能量但是波束覆盖范围小。

TOFD技术的优缺点

TOFD技术的优缺点

TOFD技术的优缺点TOFD(Time-of-Flight Diffraction)技术是一种常用于无损检测的超声波检测方法,其原理是利用超声波在物体中的传播时间和反射信号的强度来检测缺陷。

以下是TOFD技术的优缺点:优点:1.高准确性:TOFD技术采用幅射超声波技术,可以实时对材料进行扫描,能够高精度地测量缺陷的尺寸和位置,并且能够区分大小不一的缺陷。

2.高灵敏度:TOFD技术可以探测到微小的缺陷,能够检测到微米级别的缺陷,对于一些重要的安全关键部件的无损检测非常有效。

3.高效性:TOFD技术可以在快速扫描的同时采集大量的数据,可以快速地获取大范围内的缺陷信息,节省了检测时间和人力成本。

4.全面性:TOFD技术不受限于对缺陷的预期,可以探测到多种不同类型的缺陷,如裂纹、孔洞、气泡等,对于多种材料的检测都具有一定的适用性。

5.无需缺陷的先验知识:相对于传统的A扫和B扫技术,TOFD技术无需事先了解缺陷的位置和形状,可以全面地检测材料中的所有缺陷。

缺点:1.受到耦合介质的限制:TOFD技术需要使用耦合介质将超声波传递到被测材料上,而不同材料需要选择适合的耦合介质,这会对TOFD技术的应用造成局限。

2.对操作人员的要求高:TOFD技术需要经验丰富的操作人员进行正确的操作和解读数据,对操作人员的技能要求较高,需要进行专门的培训和资质认证。

3.对材料的要求高:TOFD技术对被检测材料有一定的要求,例如材料应具有良好的声波传导性和一定的尺寸范围。

一些复杂材料(如复合材料)的检测可能比较困难。

4.软件处理的复杂性:TOFD技术的数据处理复杂,需要运用专门的软件进行数据分析和图像处理,这对于使用者来说有一定的技术要求。

总结:TOFD技术在无损检测领域有着广泛的应用,具有高准确性、高灵敏度、高效性、全面性等优点,能够提供可靠的缺陷检测和评估结果。

然而,TOFD技术也存在一些缺点,例如对耦合介质和材料的要求高,操作人员水平要求较高等。

TOFD检测技术基本原理及其应用探讨

TOFD检测技术基本原理及其应用探讨

TOFD检测技术基本原理及其应用探讨【摘要】TOFD技术作为一种较新的超声检测技术, 不同于以往的常规超声技术, 它利用的是在固体中声速最快的纵波在缺陷端部产生的衍射能量来进行检测。

本文具体分析了TOFD检测技术基本原理及其应用。

【关键词】TOFD检测技术基本原理应用【abstract 】TOFD technology as a relatively new ultrasonic testing technology, different from past conventional ultrasonic technology, it is in the use of solid sound velocity the fastest longitudinal wave in at the end of the defects of the diffraction energy to produce testing. This paper analyses the TOFD detection technology basic theory and application.【key words 】TOFD detection technology basic principle is applied中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:TOFD技术作为一种较新的超声检测技术, 不同于以往的常规超声技术, 它利用的是在固体中声速最快的纵波在缺陷端部产生的衍射能量来进行检测。

在焊缝两侧, 将一对频率、尺寸和角度相同的纵波斜探头相向对称放置, 一个作为发射探头,另一个作为接受探头。

发射探头发射的纵波从侧面入射被检焊缝断面。

在无缺陷部位,接收探头会接收到沿试件表面传播的直通波和底面反射波。

当有缺陷存在时,在上述两波之间, 接收探头会接收到缺陷上端部和下端部的衍射波信号(如图1)。

A扫射频信号用在TOFD上面可以观察各个波形的相位关系,假设直通波相位为正-负-正, 那么底面反射波的相位则正好相反为负-正-负, 在缺陷上端点处形成的相位与直通波相位相反, 为负-正-负, 下端点处的相位与直通波相位相同, 为正-负-正。

TOFD技术介绍及应用分解

TOFD技术介绍及应用分解

ASME : 12.7mm以上时可替代射线
我国
: 12mm
对接焊接接头(主要)
各种缺陷:裂纹、未熔合、未焊透、气孔、夹渣
错边、腐蚀减薄、未焊满等
材料:
低碳钢和低合金钢(主要)
对其他粗晶和各向异性材料应有特殊方法,如不锈钢
三、 国外TOFD标准
1、欧洲TOFD标准
BS 7706-1993 英国
ENV 583-6:2000
无损检测(法国标准化协会)
CEN/TS-14751:2004
焊接(德国标准化协会) 共识 EN标准
NEN 1822:2005
荷兰 验收标准 铁素体钢
接受准则
2、美国、日本的标准
美国
ASME code case 2235 -1,1996年;
自动超声检测,规范性质(含验收标准)
ASTM E2373-2004采用超声波衍射时差法的标准实施规程
缺陷下尖端
5、检测原理——底面开口缺陷
发射探头
直通波
接收探头
直通波
底面反射波中断
缺陷上尖端
无底面反 射波
发射探头
5、检测原理——层间缺陷
直通波
接收探头
反射信号
直通波 反射波
底面发射波 底面发射波
6、TOFD检测图像的形成(灰度图)
幅度 +

时间
-

将每一个A扫描信号转化为灰度线, 沿探头的运动方向拼接成二维灰度图
展望
TOFD专项
能源工业发展,安全环保的强调,对检测质量、成本和效率的不断重 视——越来越广泛的应用
4、TOFD检测标准
TOFD标准
1、JB/T 4730.10《承压设备 衍射时差法超声检测》草案

TOFD焊缝检测原理与实务

TOFD焊缝检测原理与实务
(2)UT探头的定位和扫查装置按标记(焊缝附近 的油漆或低应力印记)得到控制,以确保实际热影 响区再加上1/4英寸(6.4 mm)的材料范围得到检 测。
4 TOFD工艺规程要求
• ASME第Ⅴ卷第四章《焊缝超声检测方法》规定了20 项变量.其中15个主变量:受检焊缝形状、外径、壁厚、 产品形式(管、板等),探测面,探测方法(直射波、 斜射波、接触法或液濅法),超声波形和声束角度, 探头型式、频率和晶片尺寸、形状,特殊探头、碶块、 忖垫或鞍座(使用时),超声仪,校验(校准试块和 校准方法),扫查方向和扫查范围,扫查方式(手工 或自动),几何形状信号与缺陷信号识别方法,信号 大小测定方法,计算机数据采集(使用时),扫查覆 盖性(仅指减少时)和人员操作要求。
TOFT设备系统要求
• 扫查机构 • 扫查机构应保证两探头间距固定不变,
并保证扫查轴线在检测区段始终一致。 探头移动可用机动或手动方式,探头支 架应配置与A扫描取样同步的编码器。
6 TOFD校准事项
• 灵敏度校准方法 • 将探头对置于试块或受检测件表面上,调节增益旋钮,使侧向波
波幅为满屏高40—90%,而噪声低于5-10%,作基准灵敏度。分区 检测侧向波不出现时,只需根据噪声水平来调节。 • 灵敏度的验证 • 使试块中长横孔位于两探头连线的中分面上,孔的最弱信号至少 应为满屏高的80%。 • 厚度分层检测 • 重复以上操作。还应检出相邻层区中距离最近的长横孔。 • 覆盖宽度的验证 • 若对校准试块中要求检出的长横孔不能全部检出,就要增加两次 偏心附加检查。 • 编码器的校准 • 按制造商推荐方法进行,误差±1%。
特殊晶粒结构,才可用其他频率。
TOFD设备系统要求
• 探头角度的选择和布置 • 表1为不同壁厚范围可达到足够分辨率和评定

TOFD技术介绍

TOFD技术介绍

TOFD技术介绍TOFD技术是一种应用于可视检测及无损检测领域的超声波技术,全称为时序差超声测深技术(Time of Flight Diffraction)。

它可以高精度、高速度地检测和定位各种缺陷类型,如裂纹、孔洞、疤痕等。

TOFD技术的原理是利用短脉冲超声波向材料中发射,并在材料中缺陷处产生扩散波。

其中扩散波的传播时间与缺陷的深度有关,通过测量这些传播时间的差异,可以确定缺陷的存在和位置。

TOFD技术的测量精度高于常规超声波技术,可以实时监控缺陷的变化和生长。

TOFD技术的主要特点之一是其高速度。

通过准确测量扩散波到达不同传感器的时间差,可以快速地确定缺陷的位置和大小,无需扫描探头。

这种实时定位的能力使得TOFD技术在工业生产线上广泛应用,可以大大提高生产效率。

TOFD技术可以用于各种材料的无损检测,包括金属、复合材料、陶瓷等。

它可以应用于许多行业,如航空航天、石油化工、电力等。

在航空领域,TOFD技术广泛用于飞机的结构检测和维护。

在石油化工领域,TOFD技术可用于检测管道和容器的腐蚀和裂纹。

在电力领域,TOFD技术可以用于检测火电站锅炉管道的腐蚀和裂纹。

与传统的超声波技术相比,TOFD技术具有一些独特的优势。

TOFD技术可以提供定量的深度信息,并提供缺陷的长度和高度测量。

通过使用多通道的接收机,TOFD技术还可以提供更高的解析度。

此外,TOFD技术不受材料的吸收和散射的影响,适用于各种复杂的工况。

尽管TOFD技术在无损检测领域具有很大的潜力,但它也存在一些局限性。

首先,TOFD技术对探测头的位置和方向要求非常高,需要准确地调整和定位。

其次,TOFD技术对材料的起伏和表面不平整度较为敏感,可能会导致误差。

此外,TOFD技术在探测大型结构和离探测头较远的区域时可能存在问题。

总之,TOFD技术是一种高灵敏度和高精度的超声波技术,广泛应用于可视检测及无损检测领域。

它可以实时定位和监测各种缺陷类型,并在多个行业中发挥着重要的作用。

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一、TOFD技术特点
TOFD(Time of Flight Diffraction )衍射时差法超声检测或
超声波衍射时差法,是利用缺陷端点的衍射波信号探测和测定缺陷尺寸的一种自动超声检测方法。

它是国内外无损检测行业公认的新的检测技术,其主要优势是检测图像比较直观、检测能力强、精度高。

在国外工程上应用广泛,而且有逐渐取代X 射线检测方式的趋势。

TOFD技术的特点:
1) TOFD技术的可靠性好。

由于其主要是利用衍射波进行检测,而衍射信号不受声束影响,任何方向的缺陷都能有效的发现,使该技术具有很高的缺陷检出率。

国外研究机构的缺陷检出率的试验得出的评价是:手工UT,50-70%;TOFD,70-90%;机械扫查UT+TOF,D 80-95%。

由此可见,TOFD检测技术比常规手工UT的检测可靠性要高得多。

2) TOFD技术的定量精度高。

采用衍射时差技术对缺陷定量,精度远远高于常规手工超声波检测。

一般认为,对线性缺陷或面积型缺陷,TOFD定量误差小于1mm对裂纹和未熔合缺陷高度测量误差通常只有零点几毫米。

3) TOFD佥测简单快捷,最常用的非平行扫查只需一人即可以操作,探头只需沿焊缝两侧移动即可,不需做锯齿扫查,检测效率高,操作成本低。

4 ) TOFD检测系统配有自动或半自动扫查装置,能够确定缺
陷与探头的相对位置,信号通过处理可以转换为TOFD图像。

图像
的信息量显示比A扫描显示大得多,在A型显示中,屏幕只能显示一条A扫信号,而TOFD图像显示的是一条焊缝检测的大量A扫信号的集合。

与A型信号的波形显示相比,包含丰富信息的TOFD图像更有利于缺陷的识别和分析。

5 )当今使用的TOFD检测系统都是高性能数字化仪器,完全克服了模拟超声探伤仪和简单数字超声波探伤仪记录信号能力差的特点,不仅能全过程记录信号,长久保存数据,而且能够高速进行大批量信号处理。

6 ) TOFD技术除了用于检测外,还可用于缺陷扩展的监控,是有效且能精确测量出裂纹增长的方法之一。

TOFD技术与常规脉冲回波超声检测技术相比,重要的不同点:
1 ) 由于缺陷衍射信号与角度无关,检测可靠性和精度不受角度影
响。

2) 根据衍射信号传播时差确定衍射点位置,缺陷定量定位不依靠
信号振幅。

TOFD技术与常规X射线检测技术相比,重要的不同点:
1 ) TOFD检测结果与射线检测结果都是以二维图像显示,不同的
是TOFD能对缺陷的深度和自身高度进行精确测量,而射线只能得到缺陷的俯视图信息,对于判断缺陷危害性程度的重要指标,厚度方向的长度,射线是很困难的。

2) TOFD技术可探测的厚度大,对厚板探伤的效果比较明显,但射线对厚板的穿透能力非常有限。

3) TOFD技术检测缺陷的能力非常强,特殊的探伤方式使其具有相当高的检出率,约90%左右,而相比之下,射线检测的检出率稍低,大约75%在实际工作中,我们也发现有TOFD佥测出来的缺陷,X射线未能发现的情况,这给质量控制带来了极大的隐患。

4 ) TOFD技术所采集的是数据信息,能够进行多方位分析,甚至可以对缺陷进行立体复原。

这是因为TOFD技术是将扫查中所有的原始信号都进行了保存,在脱机分析中我们可以利用计算机对这些原始信号进行各种各样的分析,以得出更加精确的缺陷判断结果;而射线检测只能将射线底片置于观片灯前进行分析,不可以再进一步利用软件对缺陷进行更加全面的分析。

5 ) TOFD技术是利用超声波进行探伤,对检测时的工作环境没有特殊的要求。

超声波检测是一种环保的检测方式,对使用人员没有任何伤害,所以在工作场合不需要特殊的安全保护措施;而射线检测因其放射的危害性受到国家政策的严格控制,现场只能单工种工作,降低了检测工作效率,阻碍了整个工程进度。

6 ) TOFD检测操作简单,扫查速度快,检测效率高;而射线检测过程繁琐,耗时长,效率低下。

7 ) TOFD检测成本低,重复成本少;而射线检测,建造暗室需要较高的投入,平时工作中的耗材成本重复发生,综合成本相对较高。

二、关于标准及使用范围
1. ASME标准2005.10.27 实施;T> 13mm
2. 欧盟标准最早期1997年被CEN批准;T>6mm
3. 中华人民共和国行业标准JB/T 4730《承压设备无损检测》第
10部分:衍射时差法超声检测即将颁布执行。

12mm< T< 400mm(不
包括焊缝余高,焊缝两侧母材厚度不同时,取薄侧厚度值) 。

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