TOFD检测操作指导书课件
不等厚对接焊接接头的TOFD检测
不等厚对接焊接接头形式在压力容器中广泛应用，在材料厚度满足容器的使用条件(设计温度、设计压力、介质特性和操作特点)、材料的性能(工艺性能、化学性能和物理性能)、容器的制造工艺要求时，一般采用削边处理来减轻设备的重量，以实现一定的经济效益。
尤其是一些高温、高压、厚度较大的化工设备，其锻件封头与筒体之间常采用不等厚的焊接型式。
焊接不等厚对接焊缝时，经常要对厚板进行机加工，将其削成斜面(斜面的端部与薄板的厚度相同)再进行焊接，而斜面会使得声束进入工件后的传播角度与平对接时的传播角度不同，进而对缺陷的定位和检测覆盖造成误差，影响对缺陷的判定和返修，甚至可能造成漏检。
宁波甬安检测技术有限公司和浙江省特种设备检验研究院的检测人员们通过制作对比试块和工艺验证试块，对不等厚对接焊接接头的TOFD检测进行了初步探讨。
1 斜面楔块入射角的计算斜面倾斜角度在GB 150-2011《压力容器》中有规定，如图1所示，削边长度L≥3δ（δ为两侧工件厚度差）, tanФ≤1/3（Ф为削边角度或斜边角度），即Ф≤18.4°，本文中计算设Ф=18°，楔块标称角度为β，声束在工件中的角度为α，可知α=β-18°。
图1 斜面楔块入射角计算示意2 探头中心距的计算当不具备在平面上进行TOFD检测的条件时，只能在非平面的表面进行检测，因此该非平面上的楔块探头的声束角度会发生变化。
TOFD非平行扫查过程中，通常应确保探头出射点连线的中心位于焊缝中心线上，以保证声束能对称地覆盖被检测区域。
在平面工件上，探头主声束的交叉点位于焊缝中心线上；但是在两边不等厚的工件上检测时，探头在焊缝中心线两侧的位置不再对称，因此需要根据交叉点的位置来确定探头的位置。
探头中心间距计算原理示意如图2所示，图中探头中心间距为S′+S，h为聚焦深度，θ和γ分别为平面和非平面侧楔块的角度，a为焊缝宽度的一半。
由图2的几何关系可得：图2 探头中心间距计算原理示意图2中ΔBDG与ΔDEF相似，又tan18°=0.32，代入式(1)可得：S′=tan(γ-18°){h+(0.29+0.095tanγ)×［h tan(γ-18°)-α］} (2)3 工艺验证试块的制作由于要在非平面的表面上进行检测，声束进入工件后的入射角会发生变化，如果采用相同角度的楔块有可能不能满足对被检测区域的全覆盖，因此需要对工艺验证试块进行被检测区域全覆盖的确认。
TOFD检测步骤
ISONIC TOFD设备操作步骤一、检测步骤1校对探头延迟。
Proof the probe delay μs2测探头前沿。
Measure the probe front distance3测试上表面盲区。
Measure the upper side dead zone4根据工件厚度计算PCS，测量通道间距，并根据计算所得的PCS及通道间距将探头安装在扫查架上。
Calculate PCS by the thickness, measure the distance of the channel, install the probe onto the sweep bracket5测试、安装编码器。
Test and set the encoder6在工件上精确地调整各通道的PCS，调节直通波与底波（对于单通道，探头置于焊缝同一侧（母材），使直通波中最高波的波达到满屏的40%-80%。
对于多通道，探头置于焊缝用一侧（母材），出现直通波的通道最高波达到满屏的40％-80％；出现底波的通道最高波达到满屏的80％，再提高20-32dB；未出现直通波和底波的通道，可将材料的晶粒噪声设定为满屏高的5％～10％作为灵敏度。
），并做好扫查准备。
7设置扫查长度2008的扫查长度为实际工件长度+20mm+通道最大间距，2007的扫查长度为实际工件长度+20mm，选择编码器。
8划线、开始扫查注意探头不要偏离焊缝，扫查表面的温度为0℃～50℃同时注意耦合，且各分区的A扫描时间窗口在深度方向至少覆盖相邻检测分区在厚度方向上高度的25%，并保存记录检测数据。
二、参数设置2008基础参数：抑制为0 声速为5930m/s 增益大于40dB激发参数：激发模式为双晶激发等级为8 重复频率3通道为900 Hz，2通道为600 Hz，1通道为300 Hz接收参数：滤波器激活低频为零高频比探头频率略高波形模式射频抑制为0闸门A激活闸门B关闭仪器中输入的声程要比计算值大一些，显示延迟要比计算值小一些2007基础参数：抑制为0 声速为5930m/s 增益大于60dB激发参数：感抗关闭激发模式双晶激发等级为12 激发等级选项在保存选项正上方重复频率300Hz接收参数：抑制为0 波形模式为射频探头频率：范围中间值为探头频率闸门A激活闸门B关闭仪器中输入的声程要比计算值大一些，显示延迟要比计算值小一些。
超声衍射时差(TOFD)技术原理简介(含图表)
超声衍射时差（TOFD）技术原理简介（含图表）1.超声衍射时差(TOFD)技术介绍“TOFD”即Timeofflightdiffraction，译成中文是“超声波衍射时差法检测”，TOFD检测技术原理是利用超声波遇到诸如裂纹等的缺陷时，将在缺陷尖端发生迭加到正常反射波上的衍射波，探头探测到衍射波，从而判定缺陷的大小和深度。
极大地提高了缺陷检出率。
TOFD检验技术具有缺陷检出能力强、缺陷定位精度高、节省设备的制造时间等特点，在检测资料上保证安全，并且可以用数字型式永久保存，恰好弥补了常规超声波检测技术的不足。
此技术首先是应用于核工业设备检验，如今在电力、石化、管道、压力容器、钢结构等方面多有应用。
上个世纪七十年代早期，英国原子能管理局(UnitedKingdomAtomicEnergyAuthority，即UKAEA)的国家无损检测研究中心的Harwell实验室提出了了超声波衍射在UT中应用的原理。
UKAEA为了开发比常规超声波检测更精确的缺陷定量技术，最早由史可·毛瑞斯(SILKMG)博士开发出了超声衍射时差技术- 1 -(TimeofFlightDiffraction，简称TOFD)。
后来欧美国家的有关机构进行了大量的试验，到80年代早期证实，对于核反应堆的压力容器和主要部件，TOFD技术作为超声检测是可行的，其可靠性和精度要高于常规超声检测(即脉冲回波)技术；相比常规的脉冲回波技术，当时的TOFD 技术有几个最明显的不同，一是很高的定量精度，绝对误差<±1mm，而裂纹监测的误差<±0.3mm；二是对缺陷的方向和角度不敏感，不向脉冲回波技术那样对某些方向的缺陷有“盲区”；三是对缺陷的定量不是基于信号的波幅，而是基于缺陷尖端衍射信号的声程和时间。
后来开发了便携的设备系统(即国际无损检测中心的ZIPSCAN)，TOFD技术被国际工业界广泛公认。
90年代，该项技术开始应用与石油化工管线的检测。
厚壁焊缝多通道TOFD分区检测
厚壁焊缝TOFD 检测工艺讨论一、关于声束角度的计算对于检测工艺，有以下内容需要计算：•根据焊缝厚度，如何划分检测区域•各区TOFD探头的中心矩•根据探头角度和折射定律，计算声束在楔块中的角度•使用-12dB公式，计算楔块中声束的上下边界角•计算被检材料中-12dB的声束范围•计算时间窗口的设置•计算上表面盲区深度•计算下表面盲区深度•根据给定的盲区深度和偏离值，计算偏置扫查次数•计算最大扫查速度•计算检测宽度范围和打磨宽度探头的声场特性一、 TOFD关于声束角度的计算例：当使用直径6mm频率5MHz的60°斜探头检测钢工件时，求有机玻璃楔块中波的入射角度？求楔块中的半扩散角和钢中的半扩散角？求在聚焦深度100mm、200mm、300mm时，焊缝高度方向上的有效检测范围？（C玻璃=2400m/S，C钢=5930m/s）一、关于声束角度的计算•由以上计算可知，在楔块中探头的入射角为20.52°，两侧半扩散角为3.21 °，则在楔块中的有效声束角度为17.31~23.73 °。
•根据折射定律，入射角为17.31 °时，在钢中的折射角为47.32 °；当入射角为23.73 °时，在钢中的折射角为81.61 °。
•通过计算可知：声束在楔块中的半扩散角为3.21 °，则钢中的实际声束宽度为34.29 °。
一、关于声束角度的计算•探头角度为60°，聚焦深度在100mm时，探头入射点距离焊缝中心为173.2mm。
•根据－12dB声束，声束下端在钢中的折射角为47.32 °声束上端在钢中的折射角为81.61 °。
•在焊缝的中心线上，－12dB声束检测深度范围是25.55~159.71mm•同理可推出聚焦深度200mm、300mm时，－12dB声束的检测范围二、TOFD检测宽度区域的规定2.1检测区域检测区域由其长度、高度和宽度表征。
南通友联TOFD培训讲义2012V4.1.1
南通友联 TOFD 培训教材（第四版）
实际操作培训讲义 ................................................................................................................... - 21 第一节 仪器安装与介绍.................................................................................................. - 22 理论准备............................................................................................................................ - 22 PXUT-900 型便携式 TOFD 检测仪系统概述 ........................................................ - 22 主机基本特点....................................................................... - 22 TOFD 超声检测仪系统的主机一般包括以下几大部分 ........................................ - 22 按键功能说明............................................................................................................ - 23 主机接口说明............................................................................................................ - 24 探头组成.................................................................................................................... - 25 练习内容............................................................................................................................ - 29 1.1 仪器安装。........................................................................................................ - 29 1.2 仪器基本操作练习............................................................................................ - 30 1.3 探头前沿校准与编码器校准。........................................................................ - 32 第二节 扫查基本操作和信号采集.................................................................................. - 35 练习准备............................................................................................................................ - 35 信号采集、存储、调用、复制的操作.................................................................... - 35 练习内容............................................................................................................................ - 36 2.1 在训练试块上进行非平行扫查和信号采集.................................................... - 36 2.2 在训练试块上进行偏置非平行扫查和信号采集............................................ - 39 2.3 在训练试块上进行平行扫查和信号采集........................................................ - 40 2.4 在训练试块上进行横向缺陷扫查试验............................................................ - 40 2.5 多通道 TOFD 扫查步骤...................................................................................... - 41 第三节 信号测量.............................................................................................................. - 43 3.1 在线信号测量.................................................................................................... - 43 3.2 离线信号测量.................................................................................................... - 45 附录一：TOFD 仪器实操考试记录........................................................................................... - 50 附录二：焊缝试块扫查参考流程............................................................................................ - 51 附录三： -12dB 扩散角测量方法........................................................................................... - 52 附录四：60mm 厚模拟试块 TOFD 检测工艺 ............................................................................. - 54 附录五：80mm 厚模拟试块 TOFD 检测工艺 ............................................................................. - 56 -
超声TOFD检测方法
超声TOFD检测方法超声时间飞行差异（TOFD）是一种基于超声波技术的非破坏性检测方法，主要用于检测材料中的缺陷和裂纹。
本文将详细介绍TOFD检测方法及其应用。
1.TOFD检测原理TOFD检测利用超声波在材料中传播的时间差来检测缺陷和裂纹。
它采用两个相互垂直的传感器，其中一个作为发射器发射超声波，另一个作为接收器接收反射回来的信号。
在材料内部存在缺陷或裂纹时，超声波在缺陷处发生散射，一部分超声波会从缺陷内部反射回来，形成一条称为反射声束的图像。
另一部分超声波则会绕过缺陷，称为绕射声束。
TOFD检测利用这两个声束之间的时间差来确定缺陷的位置和尺寸。
2.TOFD检测系统TOFD检测系统由发射器、接收器和数据采集与处理系统组成。
发射器通过超声波探头发送短脉冲信号，接收器接收返回的超声信号，并将信号传输给数据采集与处理系统进行分析和显示。
数据采集与处理系统通常采用计算机或专用设备，通过算法计算声束之间的时间差，生成缺陷的声束图像。
3.TOFD检测优势TOFD检测方法具有以下优势：(1)高精度：TOFD能够实现对缺陷的准确定位和尺寸测量，能够检测到微小的裂纹。
(2)宽范围：TOFD检测方法适用于各种材料，包括金属、塑料、陶瓷等，并且对材料的厚度也没有限制。
(3)高效率：TOFD检测快速、自动化程度高，可以实现迅速检测大面积的材料。
(4)高重复性：TOFD检测方法的结果具有较高的重复性和可靠性，可以进行重复的检测。
4.TOFD检测应用TOFD检测方法广泛应用于不同领域：(1)航空航天领域：TOFD检测可以检测飞机发动机叶片等零部件中的裂纹，保证安全飞行。
(2)石油化工领域：TOFD检测可以检测石油管道、储罐等设备中的缺陷和腐蚀，避免泄漏和事故发生。
(3)交通运输领域：TOFD检测可以检测铁路轨道、桥梁等结构中的裂纹和缺陷，确保交通运输的安全。
(4)核电领域：TOFD检测可以检测核电设备中的裂纹和缺陷，预防核泄漏和事故。
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。
TOFD操作说明
TOFD操作说明TOFD（Time of Flight Diffraction）是一种无损检测技术，主要用于检测材料内部缺陷和裂纹的位置和尺寸。
下面是TOFD操作说明的详细介绍，包括设备准备、操作步骤、数据分析和报告编写等。
一、设备准备1.确保使用的TOFD设备得到了校准和合适的保养，确保设备的正常工作。
2.选择合适的探头，探头的频率和直径应根据要检测的材料和缺陷特点进行选择。
3.确保设备与显示和记录系统的连接稳定，确保数据的准确性并进行记录。
二、操作步骤1.确定检测区域，并进行必要的准备工作，包括清除污垢和涂抹耦合剂等。
2.安装探头并校准，确保探头的位置和角度正确。
校准过程中需要使用标准试块进行比对，根据比对结果进行调整。
3.对待检材料进行扫描，保持探头与材料表面的接触并保持直线移动，保持适当的扫描速度。
4.持续记录扫描过程中的数据，包括入射波和反射波的时间差。
确保数据的准确性和完整性。
三、数据分析1.对记录的数据进行分析，包括识别并标记关键特征点。
根据波两次通过目标的时间差，可以确定缺陷的位置。
2.分析波的振幅和幅度分布情况，以确定缺陷的大小和形状。
3.可以使用专业软件进行进一步的数据分析，以进一步确定和识别缺陷特征。
四、报告编写1.根据数据分析结果，编写检测报告。
报告应包括检测范围、检测目的、设备信息、数据分析方法和结果等内容。
2.报告应准确、完整，并且符合相关的检测标准和要求。
3.报告中应包括示意图、表格、图表等数据展示形式，以便于读者理解和参考。
TOFD技术作为一种高精度的无损检测技术，广泛应用于航空、石化、造船、钢铁等行业中。
操作人员应熟悉TOFD设备的使用和操作步骤，并保持高度的专业性和注意事项。
在操作过程中，应时刻关注安全和设备维护，确保无损检测工作的准确性和有效性。
球形储罐定期检验中的TOFD检测
球形储罐定期检验中的TOFD检测1. 引言1.1 TOFD技术介绍TOFD全称为Time-of-Flight Diffraction，是一种非接触式超声检测技术，通过测定声波在被测物体内传播的时间来检测缺陷。
TOFD 技术具有高精度、高灵敏度和高速度的特点，被广泛应用于工业领域的各种结构检测中。
TOFD技术最早由英国的TWI研究机构提出，在球形储罐定期检验中也得到了广泛应用。
TOFD技术可以在不移动传感器的情况下对球形储罐内部进行全面扫描，探测管道、焊缝等部位可能存在的缺陷，如裂纹、腐蚀等。
通过TOFD技术的应用，可以及时发现潜在的安全隐患，确保球形储罐的安全运行。
TOFD技术在球形储罐定期检验中扮演着重要的角色，为检测工作提供了可靠的技术支持。
随着技术的不断发展和完善，TOFD技术在球形储罐定期检验中的应用前景将更加广阔。
1.2 球形储罐定期检验意义球形储罐是工业生产中常见的一种储存设备，其安全运行对生产过程至关重要。
定期检验球形储罐是保障其安全运行的必要措施之一。
球形储罐定期检验的意义在于及时发现和修复储罐内部可能存在的裂纹、损伤、腐蚀等问题，避免因为安全隐患导致的生产事故。
定期检验可以确保球形储罐在使用过程中安全可靠，延长其使用寿命，降低维修成本，减少事故发生的可能性。
通过定期检验可以做到事前预防，保障生产安全，提高生产效率。
2. 正文2.1 TOFD检测流程TOFD检测流程是一种非接触式的超声波检测技术，主要包括以下几个步骤：1. 准备工作：确定检测目标和区域，清洁检测表面，安装传感器等仪器设备。
2. 信号发射：通过控制器发送超声波信号至被测物体表面。
3. 信号接收：传感器接收被测物体表面反射的超声波信号。
4. 数据处理：将接收到的信号转换成图像或数据，通过计算机进行分析和处理。
5. 结果评估：根据处理后的数据，判断被测物体是否存在缺陷或损伤。
6. 报告生成：根据评估结果生成检测报告，包括检测位置、缺陷类型、大小等信息。
衍射时差法TOFD和相控阵超声检测PAUT技术应用指南CCS
衍射时差法TOFD和相控阵超声检测PAUT技术应用指南CCS衍射时差法TOFD（Time-of-Flight Diffraction）和相控阵超声检测PAUT（Phased Array Ultrasonic Testing）技术是目前非破坏检测中常用的超声波检测技术。
本文将介绍这两种技术的基本原理、应用领域和操作指南。
一、TOFD技术TOFD技术是一种全声程全记录的方法，通过检测超声波从缺陷的前端和后端边界发生的绕射波，通过分析绕射波到达的时差来确定缺陷的位置和大小。
TOFD技术具有以下特点：1.高灵敏度：TOFD技术能够检测到非常小的缺陷。
2.高精度：通过分析超声波的传播时差可以得到精确的缺陷位置和大小。
3.全声程扫描：TOFD技术能够扫描整个检测区域，不会遗漏任何可能的缺陷。
TOFD技术主要应用于以下领域：1.裂纹检测：TOFD技术能够准确地检测到各种裂纹，特别适用于高温、高压管道等环境下的裂纹检测。
2.焊缺陷检测：TOFD技术能够检测到焊缺陷的位置、大小和形态，对焊接质量的评估非常有帮助。
3.壳程检测：TOFD技术能够检测到壳程中的腐蚀、磨损等缺陷，有助于判断设备的安全性和可靠性。
TOFD技术的操作指南如下：1.设定扫描参数：包括扫描范围、扫描步长、发射和接收的超声波参数等。
2.放置探头：将探头与被检测物表面接触，并按照指定位置进行扫描。
3.开始扫描：根据设定参数开始扫描，同时记录采集到的数据。
4.数据分析：根据采集到的数据，分析缺陷的位置、大小和形态。
5.缺陷评定：根据分析结果进行缺陷的评定和分类。
二、PAUT技术PAUT技术是一种利用超声波的相位控制技术，通过控制多个发射和接收元件的相位差，达到改变超声波束的方向和焦点位置的目的，从而实现对被检测物的全面检测。
PAUT技术具有以下特点：1.快速扫描：PAUT技术能够快速地扫描整个检测区域。
2.高分辨率：通过控制超声波的发射和接收，可以实现高分辨率的检测。