1、焊接質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)價(jià)課程大作業(yè)超聲TOFD法缺陷檢測(cè)技術(shù)原理、應(yīng)用及研究現(xiàn)狀班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 日期 超聲TOFD法缺陷檢測(cè)技術(shù)原理、應(yīng)用及研究現(xiàn)狀摘要：TOFD 衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)作為一種日臻成熟的超聲檢測(cè)新技術(shù)，已越來(lái)越多地應(yīng)用在機(jī)械、船舶、特種設(shè)備的無(wú)損探傷工作中。本文主要介紹了超聲衍射時(shí)差檢測(cè)技術(shù)的基本技術(shù)原理、國(guó)內(nèi)外研究應(yīng)用情況及前景展望。關(guān)鍵詞：超聲TOFD法；缺陷檢測(cè)；應(yīng)用現(xiàn)狀0 前言TOFD 是time of flight diffraction technique的縮寫，即超聲衍射時(shí)差檢測(cè)技術(shù)，它是利用超聲波在缺陷端部發(fā)生衍射所產(chǎn)生的衍射波導(dǎo)致的傳播時(shí)間差來(lái)進(jìn)行缺陷檢測(cè)和定量的方

2、法。20世紀(jì)70年代末，英國(guó)Harwell試驗(yàn)室(UKAEA)的SiLK和Lidington先生率先提出了TOFD技術(shù)，當(dāng)時(shí)只是作為一種用于科學(xué)研究的工具引起科學(xué)界的關(guān)注，而作為一種用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)的開發(fā)則是在80年代以后的事。從20 世紀(jì)90年代，TOFD 檢測(cè)技術(shù)在國(guó)外逐步應(yīng)用于核工業(yè)、石油、化工、電力的承壓設(shè)備和海上采油、鐵路、橋梁等鋼結(jié)構(gòu)的焊接接頭檢測(cè)。本世紀(jì)初，國(guó)內(nèi)開始研究和應(yīng)用該技術(shù)，研究和應(yīng)用結(jié)果表明，在檢測(cè)精度、可靠性、降低成本、提高效率、環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面，TOFD技術(shù)的表現(xiàn)均十分優(yōu)異。與傳統(tǒng)的超聲檢測(cè)方法相比，該方法具有檢出能力強(qiáng)、精度高、檢測(cè)方便、成像直觀等優(yōu)點(diǎn)，有勝過(guò)常

3、規(guī)波幅法檢測(cè)不可多得的長(zhǎng)處：可根據(jù)被檢材料的幾何尺寸，充分利用直通波的相位和缺陷端部的時(shí)間差信息，來(lái)對(duì)缺陷進(jìn)行測(cè)深定高。而與X射線檢測(cè)相比，TOFD的檢測(cè)更為直接，并能檢測(cè)出X射線容易發(fā)生誤判甚至漏檢的一些缺陷?？梢灶A(yù)見，該項(xiàng)技術(shù)將在國(guó)內(nèi)得到快速發(fā)展，并具有良好的應(yīng)用前景。1超聲TOFD法缺陷檢測(cè)技術(shù)原理TOFD 技術(shù)作為一種較新的超聲波檢測(cè)技術(shù)，不同于以往的脈沖反射法和聲波穿透法等技術(shù)，它利用的是在固體中聲速最快的縱波在缺陷端部產(chǎn)生的衍射來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。1.1衍射現(xiàn)象衍射是波在傳輸過(guò)程中與傳播介質(zhì)的交界面發(fā)生作用而產(chǎn)生的一種有別于反射的物理現(xiàn)象。當(dāng)超聲波與有一定長(zhǎng)度的裂紋缺陷發(fā)生作用，在裂紋兩尖

4、端將會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象。衍射信號(hào)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)弱于反射波信號(hào)，而且向四周傳播，沒有明顯的方向性。如圖1所示：圖1.裂紋端部衍射過(guò)程說(shuō)明任何波都可以產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，如光波和水波。衍射現(xiàn)象可以用惠更斯（Huygens）原理解釋,即介質(zhì)中波動(dòng)傳播到的各點(diǎn)都可以看作是新的發(fā)射子波的波源，在其后任意時(shí)刻這些子波的包絡(luò)面就構(gòu)成了新的波陣面，圖2為惠更斯原理示意圖。由圖可以看出，裂紋尖端的子波源發(fā)出了方向不同于反射波的超聲波，即為衍射波。缺陷端點(diǎn)越尖銳，則衍射現(xiàn)象越明顯，反之，端點(diǎn)越圓滑，衍射越不明顯。圖2.衍射現(xiàn)象說(shuō)明1.2 TOFD技術(shù)方法TOFD方法在應(yīng)用時(shí)是在焊縫兩側(cè)，將一對(duì)頻率相同的縱波斜探頭相向?qū)ΨQ放置（入射

5、角的范圍通常是45°70°），一個(gè)作為發(fā)射探頭，另一個(gè)作為接收探頭。發(fā)射探頭發(fā)射的縱波從側(cè)面入射到被檢焊縫斷面，在無(wú)缺陷部位，接收探頭會(huì)接收到沿工件表面?zhèn)鞑サ闹蓖úǎ╨ateralwave）和底面反射波（backwall echo），而在有缺陷存在時(shí)，在上述兩波之間，接收探頭會(huì)接收到缺陷上端部和下端部的衍射波。如下圖：圖3.TOFD技術(shù)方法說(shuō)明圖4.接收到的衍射波接收到上圖這種衍射波是由于高阻抗介質(zhì)中的波在與低阻抗介質(zhì)界面處反射會(huì)產(chǎn)生180度的相位變化(如鋼到水或鋼到空氣)。這意味著如果到達(dá)界面之前波形以正循環(huán)開始，在到達(dá)界面之后它將以負(fù)循環(huán)開始。當(dāng)存在缺陷時(shí)，缺陷頂端的信

6、號(hào)類似底面反射信號(hào)，存在180°相位變化，即相位像底波一樣從負(fù)周期開始。然而，缺陷底部波信號(hào)如同繞過(guò)底部沒有發(fā)生相變，相位如直通波，以正周期開始。理論研究表明，如果兩個(gè)衍射信號(hào)具有相反的相位，他們之間必定存在連續(xù)的裂紋，而且只在少數(shù)情況下上下衍射信號(hào)不存在180度相位變化，大多數(shù)情況下，他們都存在著相位變化。因此，對(duì)于特征信號(hào)和更精確的尺寸測(cè)量，相位變化的識(shí)別是非常重要的。例如試樣中存在兩個(gè)夾渣而不是一個(gè)裂紋時(shí)，可能出現(xiàn)兩個(gè)信號(hào)。在這種情況下信號(hào)沒有相變。夾渣和氣孔通常太小一般不會(huì)產(chǎn)生單獨(dú)的頂部和底部信號(hào)。1.3 掃查方式的選擇TOFD 法掃描方式有A 掃描、B 掃描和D 掃描3 種

7、。如果用獨(dú)立的A 掃描波形圖， 缺陷信息不便觀察， 故通常采用自動(dòng)掃查系統(tǒng)進(jìn)行B 掃描和D 掃描， 進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄， 以灰度或單色等級(jí)的幅度顯示。執(zhí)行TOFD檢查的最常見的方式叫做非平行掃查。這種掃查方式，探頭的移動(dòng)方向是沿著焊縫方向，垂直于聲束的方向。它適用于焊縫的快速檢測(cè)，而且常常在單一通道時(shí)使用(見下圖a)。非平行掃查的結(jié)果稱為D掃描，它顯示的圖像是沿著焊縫中心剖開的截面。由于兩個(gè)探頭置于焊縫的兩側(cè)，焊縫余高不影響掃查，這種掃查方式效率高，速度快，成本低，操作方便，只需一個(gè)人便可以完成。圖5. TOFD非平行掃查及D掃描結(jié)果圖為詳細(xì)分析檢測(cè)結(jié)果，有時(shí)必須進(jìn)行所謂平行掃查。平行掃查時(shí)，將探頭

8、放置在檢測(cè)的指定位置，在探頭聲束的平面內(nèi)移動(dòng)探頭。這通常是指垂直于焊縫中心線移動(dòng)探頭，如下圖b所示。平行掃查的結(jié)果稱為B掃描，它顯示的圖像是跨越焊縫的橫截面。在這種掃查方式中，焊縫的余高會(huì)明顯阻礙探頭的移動(dòng)，從而降低掃查效率。因此大多數(shù)情況下都將焊縫的余高打磨平之后再進(jìn)行掃查。這種掃查方式會(huì)在非平行掃查無(wú)法得出滿意的結(jié)果時(shí)給一個(gè)補(bǔ)充。圖6. TOFD平行掃查及B掃描結(jié)果圖無(wú)論是在平行還是在非平行掃查的圖形中，缺陷的兩端都顯示出弧形形狀。其原因是缺陷在焊縫中線或兩探頭連接線中點(diǎn)時(shí)聲程路徑最短，而離開中線時(shí)聲程路徑又變長(zhǎng)。因此我們需要特殊的測(cè)量工具弧形光標(biāo)來(lái)擬合缺陷端點(diǎn)的弧形，以便得出比較精確的缺

9、陷相關(guān)數(shù)據(jù)。1.4信號(hào)的位置測(cè)量當(dāng)接收到如下的衍射波形時(shí)候，根據(jù)幾何關(guān)系易知以下關(guān)系式：圖7.TOFD技術(shù)中的幾何參量圖8 C 超聲波的聲速 PCS = 探頭入射點(diǎn)間距 t = 兩探頭間通過(guò)測(cè)量點(diǎn)總聲程時(shí)間T 工件厚度 S = 入射點(diǎn)距測(cè)量點(diǎn)水平距離 t0 = 探頭沿遲時(shí)間 d = 測(cè)量點(diǎn)深度 以上關(guān)系式是超聲TOFD法對(duì)缺陷位置進(jìn)行計(jì)算的基礎(chǔ)，衍射波信號(hào)的振幅雖然不顯示，但是接收到信號(hào)的時(shí)間間隔卻能測(cè)量出來(lái)。因此，可精確的測(cè)量出缺陷的位置、缺陷的長(zhǎng)度、和缺陷的高度。這樣，對(duì)于檢測(cè)面狀或球面型的缺陷的能力（POD）與傳統(tǒng)的超聲波探傷方法相比大大地提高了（可達(dá)90%）。在數(shù)字化技術(shù)的幫助下，可以

10、快速的計(jì)算評(píng)估檢測(cè)到的信號(hào)。計(jì)算機(jī)技術(shù)可保證掃查速度在每秒幾百毫米的情況下的數(shù)據(jù)處理，實(shí)際使用的掃查速度僅僅受到機(jī)械系統(tǒng)的限制。1.5 超聲TOFD技術(shù)特點(diǎn)TOFD檢測(cè)技術(shù)具有以下典型優(yōu)點(diǎn)：（1） 可靠性好。由于其主要是利用衍射波進(jìn)行檢測(cè)， 而衍射信號(hào)不受聲束的影響， 任何方向的缺陷都能發(fā)現(xiàn)， 該技術(shù)有很高的缺陷檢出率。（2） 定量精度高。通過(guò)衍射時(shí)差計(jì)算方法，缺陷的高度可被精確地計(jì)算出來(lái)。（3） 檢測(cè)效率高， 更靈活。單組探頭檢測(cè)時(shí)對(duì)焊縫覆蓋率大， 只需做線性掃查， 不需要做鋸齒形移動(dòng)即可完成對(duì)焊縫的掃查， 且探測(cè)裝置可采用手動(dòng)或自動(dòng)（爬行器）方式， 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)更方便靈活。（4） 能全過(guò)程記錄

11、信號(hào)， 長(zhǎng)久保存數(shù)據(jù)， 且能高速進(jìn)行大批量信號(hào)處理。（5） TOFD 技術(shù)除了用于檢測(cè)外， 還可以用于缺陷的監(jiān)控， 是有效測(cè)量出裂紋增長(zhǎng)的方法之一。但同時(shí)也存在以下局限性：（1） TOFD 法要用兩個(gè)探頭同時(shí)進(jìn)行掃查，所以要有較復(fù)雜的探頭夾持裝置。（2） 若缺陷靠近表面或底面， 在缺陷端部產(chǎn)生的衍射波或散射波有可能與側(cè)向波或底面回波相重疊， 以致產(chǎn)生探傷盲區(qū)。（3） 目前超聲TOFD 技術(shù)在缺陷定位方面還存在一定的誤差， 且受人為因素影響較大， 必要時(shí)應(yīng)綜合運(yùn)用其他無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。信號(hào)處理和成像性能有待進(jìn)一步改進(jìn)， 以提高缺陷定性的準(zhǔn)確性。2超聲TOFD法缺陷檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用超聲TOFD法的發(fā)展史

12、并不長(zhǎng), 從20世紀(jì)70年代才開始起步, 但其發(fā)展速度卻非常驚人。20世紀(jì)90年代, TOFD 技術(shù)在西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于核工業(yè)、鐵路和石油化學(xué)工業(yè)的鍋爐、承壓設(shè)備等工程中的金屬檢測(cè) , 21世紀(jì)初, 該技術(shù)在國(guó)內(nèi)也逐步開始得到了應(yīng)用。21 壓力容器超聲TOFD法的應(yīng)用壓力容器在工作中所處理的介質(zhì)多為高溫或易燃易爆, 一旦發(fā)生事故, 將會(huì)對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成不可估量的損失。所以提高壓力容器缺陷的檢出率及缺陷定量精度, 對(duì)壓力容器的安全運(yùn)行具有重要的意義。關(guān)于缺陷檢出率的試驗(yàn)評(píng)價(jià): 手工超聲檢測(cè): 50% 70% ; 超聲TOFD 法70% 90%, 所以就焊縫缺陷的檢出率和定量精度而

13、言,超聲TOFD 法有著其他傳統(tǒng)方法無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。由此可見, 超聲TOFD法比常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法更適用于壓力容器的檢測(cè)。超聲TOFD 法對(duì)于大厚度壓力容器的檢測(cè)在國(guó)外的應(yīng)用很早。Kobe Stee l于1997 年首次應(yīng)用ASME規(guī)范實(shí)例2235 在重型厚壁壓力容器上采用UT 代替RT。隨后, 日本的M ITI、KHK 和Japan EnergyCorp1 提出了將超聲TOFD 法應(yīng)用于厚壁壓力容器。1997 2000 年, 美國(guó)一檢測(cè)公司, 按照美國(guó)ASME規(guī)范實(shí)例2235及2235- 1的要求, 用超聲TOFD法共檢查了40臺(tái)制造中的高溫高壓厚壁反應(yīng)容器, 并得到了很好的檢測(cè)結(jié)果。在我國(guó)目

14、前已有21個(gè)鍋爐壓力容器制造單位及特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)開展了TOFD 檢測(cè)技術(shù)的研究與應(yīng)用工作。中國(guó)第一重型機(jī)械集團(tuán)有限責(zé)任公司于2001年初與中國(guó)特檢院合作成立了課題組,對(duì)加氫反應(yīng)器環(huán)焊縫進(jìn)行了超聲TOFD 法的應(yīng)用研究, 隨后公司對(duì)神華煤液化工程中壁厚為340mm的容器進(jìn)行了檢測(cè)。山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院也采用超聲TOFD法對(duì)華能日照發(fā)電廠機(jī)組鍋爐的主要承壓部件進(jìn)行檢驗(yàn), 都取得了良好效果。22 工業(yè)管道焊縫超聲TOFD 法的應(yīng)用工業(yè)管道廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金和環(huán)保等行業(yè), 擔(dān)負(fù)著高溫、高壓、易燃、易爆和有毒等介質(zhì)的輸送任務(wù), 一旦發(fā)生泄漏或爆炸, 有可能導(dǎo)致災(zāi)難性的事故。工業(yè)管道的施

15、工及驗(yàn)收規(guī)范除國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50236- 1998 5現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范外, 許多行業(yè)都制訂了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn), 如SH 3501 5石油化工劇毒、可燃介質(zhì)管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范、DL 5007 5電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范火力發(fā)電廠焊接篇 及HG20225 5化工金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范等 。2008年, 韓相勇等采用加拿大R /D Tech公司的超聲TOFD檢測(cè)儀器對(duì)管道環(huán)焊縫進(jìn)行檢測(cè)研究。在檢測(cè)過(guò)程中分析了探頭參數(shù)的選擇以及靈敏度的校準(zhǔn)等問題, 為超聲TOFD法應(yīng)用于工業(yè)管道檢測(cè)提供了一定參考。同年, 郭學(xué)研究了超聲TOFD 法對(duì)管道彎頭部分實(shí)施檢測(cè)的可行性, 并制定了彎

16、頭超聲TOFD檢測(cè)的工藝方法, 分析和解釋了不同類型缺陷TOFD檢測(cè)圖像特征, 確定缺陷性質(zhì), 實(shí)現(xiàn)了缺陷的定量檢測(cè)。23 水電行業(yè)超聲TOFD法的應(yīng)用超聲TOFD法作為一種新興的焊接無(wú)損檢測(cè)技術(shù), 在國(guó)內(nèi)外眾多行業(yè)的壓力容器及管道等焊縫的質(zhì)量檢測(cè)中已得到廣泛而有效的應(yīng)用, 但在水電行業(yè), 該技術(shù)尚處于探索引入階段。在我國(guó)三峽電站超大型機(jī)組金屬蝸殼焊縫的檢測(cè)中, 為了減少常規(guī)射線檢測(cè)的輻射對(duì)施工人員和周圍環(huán)境的影響, 縮短焊縫的檢測(cè)工期, 三峽總公司進(jìn)行了超聲TOFD 法替代射線檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比,并于2006年將超聲TOFD 法應(yīng)用到實(shí)際的檢測(cè)中,從而替代部分射線檢測(cè)。在瀑布溝水電站蝸殼焊縫的檢

17、測(cè)中, 檢測(cè)人員按照瀑布溝水電站焊縫質(zhì)量檢測(cè)方案采用磁粉探傷、超聲波探傷以及超聲TOFD 法檢測(cè)相結(jié)合的方式對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明: 超聲TOFD法相對(duì)于其他常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法的質(zhì)量控制水平更高、經(jīng)濟(jì)性更好、環(huán)保性更優(yōu), 在大型水電站金屬結(jié)構(gòu)焊接檢測(cè)中具有重要的推廣價(jià)值。在實(shí)踐運(yùn)用的基礎(chǔ)上, 參考國(guó)內(nèi)外的一些行業(yè)應(yīng)用成果及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn), 國(guó)電大渡河流域水電開發(fā)有限公司制訂了編號(hào)為Q /DDR001- 2008的水力發(fā)電設(shè)備焊接接頭超聲波衍射時(shí)差法檢測(cè) 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn), 并獲得國(guó)家有關(guān)部門備案許可, 為水電行業(yè)應(yīng)用超聲TOFD 法提供了規(guī)范。三峽電站和瀑布溝水電站金屬焊接質(zhì)量檢測(cè)的成功運(yùn)用和實(shí)踐證明,

18、 超聲TOFD法不僅具有良好的安全性、準(zhǔn)確性和可追溯性, 而且改善了電站施工的工作環(huán)境, 解決了傳統(tǒng)射線檢測(cè)方法的輻射問題, 保障了施工人員的安全, 提高了檢測(cè)效率, 縮短了工期。因此, 超聲TOFD法在水電站大型金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備的焊縫質(zhì)量檢測(cè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。3.超聲TOFD法缺陷檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展展望由于超聲TOFD法缺陷檢測(cè)技術(shù)相較于傳統(tǒng)檢測(cè)方法有很多優(yōu)勢(shì)，目前國(guó)內(nèi)外都在對(duì)它都進(jìn)行相應(yīng)的研究并取得了一些重要成果。31超聲TOFD法缺陷檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀最近, M ihara T 以及Messer B 等學(xué)者發(fā)現(xiàn)并在試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)用了激光超聲的TOFD檢測(cè)技術(shù), 它既可利用縱波衍射

19、也可利用橫波衍射進(jìn)行檢測(cè), 并能在衍射波聲速或兩探頭間距未知的情況下, 計(jì)算出缺陷的深度。同時(shí)Baskaran G 等研究了橫波超聲TOFD檢測(cè)技術(shù)?，F(xiàn)在也有很多學(xué)者針對(duì)超聲TOFD法檢測(cè)缺陷的信號(hào)特征做了許多工作, 例如Law sonW 利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)做了缺陷的分類識(shí)別研究。Moura P、Chen T、Baskaran G等學(xué)者研究用不同的信號(hào)處理方法來(lái)處理TOFD 檢測(cè)的圖像進(jìn)而提高檢測(cè)缺陷的能力。國(guó)內(nèi)對(duì)超聲TOFD法的研究也越來(lái)越廣泛。早在2003年, 李衍就國(guó)外的一家超聲探頭公司對(duì)人工裂紋試塊進(jìn)行超聲TOFD法檢測(cè)的基礎(chǔ)試驗(yàn)進(jìn)行了概述。在缺陷圖像的處理方面, 遲大釗等針對(duì)面狀

20、缺陷, 利用線性化處理技術(shù)提高圖像的時(shí)間分辨率, 使缺陷的信號(hào)和圖像特征更加明顯, 從而對(duì)缺陷精確定位。2006 年, 剛鐵等引入合成孔徑聚焦技術(shù)( SAFT, synthetic aperture focusingtechnique) 提高檢測(cè)圖像的橫向分辨率, 從而對(duì)缺陷的端部位置進(jìn)行精確定位。同時(shí), 為了提高圖像的縱向分辨率, 還提出了一種新的B 掃描圖像處理技術(shù)L- SAFT。2007年, 龔銘等將圖像處理中的邊緣檢測(cè)算子引入到圖像處理中, 提高了圖像中缺陷信號(hào)的可識(shí)別性, 進(jìn)而提高檢測(cè)的精確性。吳軍芳等充分研究了TOFD 探頭性能對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。為了能夠直接得到被測(cè)件及其缺陷的三維

21、實(shí)體模型, 直觀地觀看工件缺陷, 曹明等提出將反求工程方法應(yīng)用到超聲TOFD法的三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)( CAD) 建模中。超聲TOFD法在檢測(cè)中存在上下表面盲區(qū), 為了克服這一局限性, 使超聲TOFD法能夠很好的應(yīng)用到薄板檢測(cè)中去, 李衍介紹了采用隱藏信號(hào)識(shí)別法( ESIT) 對(duì)板厚10 mm以下的薄板試件進(jìn)行了檢測(cè), 并得到了較好的效果。強(qiáng)天鵬等也針對(duì)這一問題, 對(duì)盲區(qū)計(jì)算公式中的直通波脈沖時(shí)間寬度的取值進(jìn)行了討論, 歸納了頻率和探頭特性等對(duì)其取值的影響32超聲TOFD法缺陷檢測(cè)技術(shù)的展望通過(guò)學(xué)習(xí)研究，結(jié)合國(guó)內(nèi)外無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，認(rèn)為TOFD技術(shù)將在以下兩個(gè)方面獲得比較大的發(fā)展

22、。(1)理論推演截止目前，超聲波衍射時(shí)差法技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)開始由實(shí)驗(yàn)研究向現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過(guò)渡，關(guān)于這種技術(shù)在理論上的可行性論證已經(jīng)完成。但國(guó)內(nèi)對(duì)該技術(shù)的研究尚處于起步階段，理論研究并不成熟，特別是一些有關(guān)實(shí)際情況的計(jì)算，比如入射超聲波在缺陷尖端發(fā)生衍射時(shí)，衍射波的強(qiáng)弱與入射波的關(guān)系、與缺陷尖端尺寸的關(guān)系；又比如在給定探頭參數(shù)的情況下，檢測(cè)盲區(qū)究竟有多大；各種檢測(cè)參數(shù)、探頭性能、耦合效果等因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響的理論計(jì)算。這些理論問題不解決，必然會(huì)對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)障礙，而這些問題的研究、討論以及不斷的提出與解決，必然會(huì)推動(dòng)該技術(shù)的發(fā)展。(2)應(yīng)用研究這里講的應(yīng)用研究是指為了順利、快捷、準(zhǔn)確地完成現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)而

23、進(jìn)行的研究，主要內(nèi)容應(yīng)包括操作中的各種實(shí)際問題，如對(duì)檢測(cè)結(jié)果的評(píng)判，對(duì)缺陷的定性、定量以及準(zhǔn)確的評(píng)級(jí)，檢測(cè)中容易發(fā)生的問題以及應(yīng)對(duì)措施。TOFD技術(shù)代表著無(wú)損檢測(cè)更快、更直觀、更可靠的發(fā)展方向，在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用正方興未艾，有著廣闊的應(yīng)用前景。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，我國(guó)在引進(jìn)、消化和吸收這一技術(shù)的同時(shí)，還應(yīng)大力開展對(duì)TOFD技術(shù)的基礎(chǔ)性研究，如研究影響TOFD檢測(cè)結(jié)果的各個(gè)因素間的定量關(guān)系、缺陷的定性問題及開發(fā)適合國(guó)內(nèi)應(yīng)用的數(shù)據(jù)分析評(píng)判軟件等。這就要求研究人員做大量的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作，但此時(shí)所做的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)不是為了對(duì)該檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定，而是以實(shí)驗(yàn)室研究的態(tài)度和方法分析在檢測(cè)中遇到的各種問題，通過(guò)與其它檢測(cè)方法的

24、對(duì)比和檢測(cè)結(jié)果的相互印證，不斷發(fā)現(xiàn)并努力解決該技術(shù)在應(yīng)用中可能出現(xiàn)的各種問題。4 對(duì)無(wú)損檢測(cè)的認(rèn)識(shí)隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全，使用可靠性提出了越來(lái)越高的要求，由于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不破壞試件、檢測(cè)靈敏度高等特點(diǎn)，所以其應(yīng)用日益廣泛，目前，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不僅應(yīng)用于鍋爐壓力容器的制造檢驗(yàn)和在用檢驗(yàn)，而且在國(guó)內(nèi)許多行業(yè)和部門都得到的了廣泛的應(yīng)用。例如機(jī)械、石油化工、航空航天、船舶、鐵道、電力、核工業(yè)、兵器、建筑等等，都得到了廣泛的應(yīng)用，從以上例舉的行業(yè)中，都是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生，國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民生命和財(cái)產(chǎn)安全的行業(yè)。 無(wú)損檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量控制、設(shè)備安全運(yùn)行的重要保證，在生產(chǎn)制造過(guò)程中采

25、用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，及時(shí)檢出原始的和加工過(guò)程中出現(xiàn)的各種缺陷并據(jù)此加以控制，防止不符合質(zhì)量要求的原材料、半成品流入下道工序，可避免徒勞無(wú)功所導(dǎo)致的工時(shí)、人力、原材料以及能源的浪費(fèi)，同時(shí)檢測(cè)到的缺陷類型、特點(diǎn)也反過(guò)來(lái)可促進(jìn)設(shè)計(jì)和工藝方面的改進(jìn)，有助于降低缺陷產(chǎn)生的概率，甚至避免缺陷的產(chǎn)生。因此，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在降低生產(chǎn)制造費(fèi)用、提高材料利用率、提高生產(chǎn)效率，使產(chǎn)品同時(shí)滿足使用性能要求（質(zhì)量水平）和經(jīng)濟(jì)效益的需求兩方面都起著重要的作用。 目前實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)的方法有很多，涉及到聲、光、電、磁等物理現(xiàn)象，每種方法均有其特定的適用范圍和檢測(cè)精度，同時(shí)檢測(cè)設(shè)備也是保證檢測(cè)精度的一個(gè)重要方面，因此檢測(cè)設(shè)備的研制、檢測(cè)方案的改進(jìn)均是可以努力的方面，由于對(duì)檢測(cè)方法基本原理以及相關(guān)的物理現(xiàn)象的理解直接影響到以上兩方面，因此我們應(yīng)加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)機(jī)理的理解，提高自身的專業(yè)素質(zhì)，才有可能實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，完善檢測(cè)方案，擴(kuò)大檢測(cè)方法的適用范圍，提高檢測(cè)的精度。同時(shí)由于一些檢測(cè)技術(shù)手段的不成熟，有些無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可能還需要制定或完善。主要的參考文獻(xiàn)：1 李生田, 劉志遠(yuǎn). 焊接結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)M . 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2000.2 張燕宏. 焊縫自動(dòng)超聲檢測(cè)技術(shù)與設(shè)備的試驗(yàn)研究 D . 合肥: 合肥工業(yè)大學(xué), 2005.3 馬 崇, 吳振勇, 宋力宏. TOFD檢測(cè)技術(shù)及測(cè)管裝置 A