1、目錄1、前言2、簡單介紹TOFD3、部分實際操作圖片4、常見一些不合格的掃查圖片TOFD知識普及教程 TOFD 超聲波衍射時差法也叫 “裂紋端點衍射法” 或“尖端反射法”什么是 TOFD?衍射時差法 (TOFD)是一種依靠從待檢試件內部結構（主要是指缺陷）的“端角” 和“端點”處得到的衍射能量來檢測缺陷的方法。超聲TOFD法可用于材料探傷、缺陷定位和定量。與常規的超聲技術不同，TOFD法不用脈沖回波幅度對缺陷大小做定量測定，而是靠脈沖傳播時間來定量。 Source: NDT On-lineTOFD 認可TOFD 已經得到ASTM E2373-04，ASME VIII Code 2235， CE

2、N ENV 583-6 (2000)， BS 7706 (1993)等標準的認可。TOFD 對于判定缺陷的真實性和準確定量上十分有效。同時， TOFD 可以和脈沖反射法相互取長補短。 例如， 檢出焊縫中部的缺陷，判斷缺陷是否向表面延伸等就是它的強項。衍射時差技術TOFD發展簡史衍射現象TOFD原理 實際操作標準TOFD優點和局限性 TOFD應用情況在國內的特種設備行業，2003年，最早將TOFD技術用于工程檢測并申請成為企業標準的是中國第一重型機械集團公司。應用對象是神華煤液化工程中的壁厚達340mm的加氫反應器。此外，在核工業、電力、石油系統，TOFD技術的研究和應用也在蓬勃發展，影響日益擴

3、大。衍射現象裂紋衍射波衍射波入射波折射波衍射現象缺陷衍射波衍射波入射波反射波向各個方向傳播能量低衍射方向不取決于入射角TOFD的基本原理 掃查分類A掃信號發射探頭接收探頭橫向波LW上端點下端點內壁反射波BW相位變化橫向波LW上端點下端點內壁反射波BW+-+-需要不檢波的A掃來顯示相位的變化傳播時間發射探頭接收探頭SSdt0t0缺陷深度發射探頭接收探頭SSdt0t0缺陷自身高度發射探頭接收探頭2Sd1d2由于計算自身高度只需要測量時間, 所以垂直方向定量會很準確。 實際操作中，檢測裂紋 1-mm 的精度是完全可以達到的 (檢測人工缺陷時可以達到0.1 mm )。一些典型缺陷向外表面延伸的缺陷向內

4、表面延伸的缺陷水平方向的平面形缺陷向外表面延伸的裂紋發射探頭接收探頭裂紋尖端內壁反射波BW橫向波被隔開了沒有橫向波向內表面延伸的裂紋發射探頭接收探頭橫向波LW尖端信號內壁反射信號被隔開了沒有內壁反射波數據顯示白色+黑色-波幅時間時間A掃圖用帶黑度的線表示數據顯示D掃上表面內壁A掃LWBW測量工具A掃D掃指針t1t2lPt1,t2 自動計算d1, d2 和 hd1d1h內置的計算器缺陷位置的影響發射探頭接收探頭SSdt0t0 x缺陷位置的不確切性發射探頭接收探頭SSt2t1相等時間的軌跡(t1+t2=ct)dmindmax實際上:絕對深度的最大誤差低于壁厚10 %.內部（小）缺陷的高度估計誤差是

5、可以忽略的 。橫向掃查上表面內壁B掃橫向波這種掃查會產生典型的 反向拋物線當探頭相對于缺陷對稱時時間最短 。校準A掃D掃PCSt0t0TcLWBWPCS（探頭入射點間距離）, 壁厚, 速度, 探頭延時, 橫向波或 內壁反射信號典型的多通道UT儀器用戶界面友好 ，還有軟件向導。TOFD檢測工藝的選擇探頭的選擇（波型、探測分辨力、近場、聲束寬度、頻率、角度、尺寸、數量和位置布置）。中心間距-PCS的選擇靈敏度的選擇槽型校準試塊的選擇電子儀器的要求（數據記錄、脈沖發生器、信噪比、數據采樣、信號顯示內容和方式）TOFD 掃查圖在一幅好的 TOFD圖上可以清晰地看到直通波。 一般用于校準。如果待檢表面比

6、較干凈缺陷信號比較 明顯。內壁反射很強。典型TOFD 成像直通波底面回波TOFD檢測的一般流程儀器設置。（主要設置一些功能參數，如：觸發電壓、探頭頻率、工件厚度、編碼器、濾波器、PCS脈沖重復頻率等）掃查工件（一般采取非平行掃查）校準儀器（校準指針零點，方便測量）缺陷分析（點、線、面的初步判定甚至性質的精確確定、埋藏深度、自身高度、長度）常見缺陷在TOFD中的顯示近表面裂紋裂紋阻擋了直通波，下尖端衍射信號顯示在A-掃描中。21根部未焊透注意上下尖端的兩個信號1234根部未熔合注意直通波和缺陷信號之間的波形相位轉換123側壁未熔合注意上下尖端的兩個信號1234氣孔密集型氣孔12橫向裂紋在直通波上

7、我們可以看到寬波束在缺陷上的反映。1234123根部內凹 底面回波產生變形123層間未熔合TOFD +脈沖回波技術描述數據瀏覽檢測結果優點 多通道系統允許TOFD和脈沖回波同時進行檢測和分析。TOFDPE 45 SWPE 60 SW技術描述TOFD60-SW(右)60 SW (左）45-SW(右)45-SW(左)探頭移動方向TOFD&P/E 數據瀏覽檢測結果TOFD不能發現該處的根部缺陷，但P/E可以發現。檢測結果TOFD相控陣俯視圖側視圖斷面視圖技術描述 (2) 區域劃分技術ADD drawing檢測結果TOFD(D-掃描)相控陣(帶狀圖)橫向波線性化發射探頭接收探頭橫向波耦合劑厚度變化時間

8、改變橫向波線性化發射探頭接收探頭橫向波探頭間距有小的變化 時間改變TOFD可靠性意大利SAIPEM公司經過研究表明 TOFD 檢出率較高將 TOFD 和脈沖反射法相結合時檢出率更高Source: SonomaticTOFD的優點對于焊縫中部缺陷檢出率很高容易檢出方向性不好的缺陷可以識別向表面延伸的缺陷采用TOFD和脈沖回波相結合，可以實現100%焊縫覆蓋。沿焊縫作一維掃查，具有較高的檢測速度。缺陷定量、定位精度高。根據TOFD可進行ECA分析（缺陷壽命評估）。國內外現有TOFD標準和規范歐洲標準（BS7706-1993、ENV583-6：2000、CEN/TS-14751：2004等同德國DIN CEN/TS14751和英國DD CEN/TS14751 、NEN1882：2005）美國標準（ASME code case2235-9、ASTM E2373-2004）日本標準（NDIS E2423-2001