TOFD衍射时差法超声检测技术张平.ppt

TOFD衍射时差法
超声检测技术
天津诚信达金属检测技术有限公司
张平
UT-Ⅲ复试
2010年4月21日于济南
什么是 TOFD?
TOFD是Time of Flight Diffraction 的第一个英文字母的缩写,中文简称衍射时差法。是上世纪七十年代由英国哈威尔无损检测中心根据超声波衍射现象首先提出来的,检测时使用一对或多对宽声束探头,每对探头相对焊缝对称布置(一发一收),声束覆盖检测区域,遇到缺陷时产生反射波和衍射波。探头同时接收反射波和衍射波,通过测量衍射波传播时间,利用三角方程来确定出缺陷的尺寸和位置。
TOFD中文名称
Time of Flight Diffraction Technique的中文翻译为——衍射时差法超声检测技术
GB/T —2005(等同ISO 5577:2000)翻译为——衍射声时
物理学术语翻译为——衍射渡越时间
TOFD发展历程
TOFD技术发现(20世纪70年代)——摸索、完善、装备研发
开始应用(20世纪90年代)
大规模应用(21世纪初)
TOFD技术得以推广应用的先决条件
TOFD技术得以推广应用的关键主要是:
数字技术:是计算机技术、多媒体技术、智能技术和信息技术的基础。
计算机技术:快速处理大量数据
压电复合材料:可用于相控阵探头、TOFD探头和高性能常规脉冲超声探头
采用数字化记录超声波检测数据的优点
1、能够实现海量数据的长期保存;
2、便于采取各种信号处理操作,例如多样的可视化显示、信号增强、平均、叠加等;
3、取用、再分析、通讯传输方便;
4、精度高,抗干扰性强。
模拟信号的局限性,容易失真,精度低,抗干扰能力差,远距离传输和大规模存储困难,无法进行复杂的分析处理等
压电复合材料制作的探头有以下优点
(1)横向振动很弱,串扰声压小;
(2)机械品质因数Q值低;
(3)带宽大(80%~100%);
(4)机电耦合系数值大;
(5)灵敏度高,信噪比优于普通PZT探头;
(6)在较大温度范围内特性稳定;
(7)可加工形状复杂的探头,仅需简易的切块和充填技术;
(8)声速、声阻抗、相对绝缘常数及机电系数易于改变(因这些参数相关于陶瓷材料的体积率);
(9)易与声阻抗不同的材料匹配(从水到钢);
(10)可通过陶瓷体积率的变化,调节超声波灵敏度。
合格的TOFD成像
缺陷检出率
手工UT:50~70%;
RT:70~80%;
TOFD:70~90%;
机械扫查UT+TOFD:80~95%。
衍射现象
裂纹
衍射波
衍射波
入射波
反射波