TOFD检测操作指导书
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。
HS810TOFD探伤仪说明书..
一、 HS810 TOFD检测仪简介1.1 HS810功能特点：●高亮度高分辨力彩色液晶显示屏。
●内置探头位置编码器。
●USB，LAN，VGA输出接口。
●大容量数据存储空间。
●支持纵波、横波、导波和表面波等模式。
●具备A扫、B扫、C扫、CB扫、P扫和TOFD成像。
●单次扫查能记录长达20米。
●回放图像记录中每点位置的A扫波形。
●强化的对活动或冻结的A扫波形信号评估软件。
●缺陷尺寸和模式分析。
●GB/T4730、EN12668、BS 7706、ASTM、ASME、ENV583 、CEN -14751、NEN1822、DNV、API、RBIM等标准及新容规、锅规的技术要求●可根据用户要求增减TOFD配置，最多可配置10个通道8个探头同时扫查和记录200mm厚度工件。
●配置便于使用的手动、自动扫查器。
●配置TOFD探头和PE探头、导波探头。
◆武汉中科创新技术股份有限公司◆１◆武汉中科创新技术有限公司◆２1.2 HS810便携式TOFD 双通道超声波检测仪主要技术性能指标 独立工作通道数 2、4、6、10 最多连接探头 10脉冲类型 负方波脉冲 脉冲前沿 15 ns脉冲宽度 50 ns-1000ns 连续可调。
工作方式 最多10个通道（3对TOFD 探头、4路PE ） 阻抗匹配 25Ω /500Ω扫描范围 零界面入射——1400mm 钢纵波 采样频率/位数 125MHZ/12bits 重复频率： 25-800Hz 。
实时平均 1-8 检波方式： 数字检波 衰减器精度： <+1dB/12dB 工作频率： 0.5~15 MHz 声速范围： 300~20000 m/s 动态范围： ≥30dB 垂直线性误差： ≤4% 水平线性误差： ≦0.3% 分辨力： >36dB(5P14)灵敏度余量： >60dB(深200mm Φ2平底孔)波形显示方式 射频波，检波 (全波、负或正半波),信号频谱(FFT)。
TOFD检测步骤及要领
TOFD 检测步骤及要领1 原理介绍TOFD 技术有赖于超声波与缺陷端部的相互作用。
此相互作用的结果：在相当大的角度范围发射衍射波。
检出衍射波就能确定缺陷的存在。
信号的幅值用来发现缺陷，所记录信号的传播时间信息用来对缺陷进行定位定量。
TOFD 采用一对相同型号的探头一发一收，对置放置。
波速覆盖的扫查面中有缺陷时，直通波和底面回波之间还含有缺陷端部产生的衍射波，根据直通波、缺陷回波和底面回波三者的时间关系和两探头之间的位置，就能对缺陷进行定位、定量。
计算示意图见图1。
图1 计算示意图(1.发射探头 2.接收探头 A.侧向波 B.底面回波C.上端点衍射波D.试件厚度 S.探头间距的一半)则缺陷深度可由简单的几何关系得出：d =上(1)St c t c d 下下下∆+∆=4)(212(2)上下d d D -= (3)式中 c ：工件中纵波波速；S：1/2探头间距；d ：缺陷端点高度；t∆：A信号中上端点衍射信号出现的时间；上t∆：A信号中下端点衍射信号出现的时间；下D ：工件自身高度；2 探头角度、频率、尺寸和间距对检查的影响TOFD检测中，探头角度、频率、尺寸和探头间距的选择十分重要，四者起着相互制约的作用。
1探头角度大小的选择关系到声波能量的分布，大角度探头声波能量分布靠上，检测区域也就靠上，小角度探头能量分布靠下，相应的检测区域也就靠下。
2探头频率对检测的分辨力和声波衰减影响较大。
当探头频率较高，波形振动周期短，分辨力提高，但难发生明显衍射现象，且衰减大。
探头频率减小，波形振动周期长，分辨力下降，但易于发生衍射现象，且衰减小。
3 探头晶片尺寸的大小关系到声束扩撒角的大小和与弧面工件耦合效果，小尺寸晶片扩散角较大，声束覆盖面广，对于弧面工件耦合较好，但局部声能相对较低，进场长度相对较长。
大尺寸晶片声束扩散较小，声束覆盖面窄，对弧面耦合效果不好，但局部声能集中，进场长度较短。
4 探头间距大小的调节可以改变近表面和远表面的分辨力，但较远的探头间距对应的声波传输路径也相对较长导致声波衰减较大。
TOFD操作指导书(50mm以下)
工艺验证要求：
1、采用TOFD-C试块进行工艺验证。
2、在合适灵敏度条件下，TOFD图像应能清晰显示对比试块中对应分区内的标准反射体。
辅助检测要求：
对于发现的内部可疑部位按照NB/T47013.3-2015标准进行超声检测复验。
TOFD检测前，应先采用磁粉检测方法对内表面和外表面进行表面检测
找到40, 60， 80侧孔将标准反射体校准为已知深度
初始表面盲区测定
初始扫查面育区高度的确定应采用实测法。
应采用扫查面盲区高度试块进行测量。将设置好的扫查装置分别对不同深度侧孔进行扫查，能发现的最小深度横孔上沿所对应的深度即为初始扫查面盲区高度。
底面盲区计算△h
t----工件厚度;
x----偏离焊缝中心线的距离(此处为底面检测区域宽度的一半)
对表面盲区进行脉冲反射法超声检测，并做相关记录。
编制：（Ⅱ级）
日期：
审核：（Ⅱ级）
日期：
检测示意图：
其Байду номын сангаас
他
要
求
工作性能检查要求
1、每次检测前应对位置传感器进行检查，检查方式是使带位置传感器的扫查装置移动500mm.将检测设备所显示的移与实际位移进行比较，其误差应小于5mm.
2、在实际扫查前，应检查检测灵教度及深度显示具体要求，详见NB/T47013.10-2015标准的规定。
检测记录要求:
8mm
/
偏置后底面盲区
0.9mm
/
楔块前沿测定方法
1、测前沿。两探头正向对接放在母材上.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t
TOFD简易操作
HS800便携TOFD检测仪简单操作1．将仪器与扫查架连接，并将探头与探头线连接，但勿需将探头固定在探头架上。
2．长按仪器开关键3秒，仪器上指示灯亮后放开开关键，仪器进入自检状态，自检完毕后，屏幕出现1 TOFD，此时按仪器右侧对应“1“键，仪器进入TOFD 菜单选择界面，如下图：3．探头延迟测量1）首先按1 通道设置对应的[1]键，进入通道设置界面，此时将探头线分别接入扫查器上3号接口2）按探头设置对应的键，进入探头参数设置菜单，按“探头延迟”对应[3]键进入延迟调整状态，并用方向键将其参数改为“0.00”3）按基本参数键对应的键，进入基本参数设置菜单，按“平移”对应[3]键进入平移调整状态，并利用方向键也将其中参数改为“0.0000”4）再将两只探头反向对（按如下图），并使晶片重合，然后按基本参数键对应的键，进入基本参数设置菜单，按“平移”对应[3]键进入平移调整状态，再按将波形移动至屏幕内，此时前后移动直通波找出最强反射，调整到合适灵敏度，按冻结键5）按探头设置栏对应的键再按[5]号键进入LW、Bw定位调节功能栏，按左右方向键将直通波定位线移至直通波的波峰，此时读出屏幕下方TLW 的显示时间，此时间即为两探头的综合延迟。
6）按[3]键进入探头延迟功能栏，按方向键将探头延迟输入功能框。
4．探头入射点校准探头前沿1）将探头的前端对在一起，置于试块或工件表面（如上图所示）2）将灵敏度提高，并适当调整基本参数栏的“平移”值，让直通波的波峰能清晰出现在屏幕中，且应处于LW线与BW线之间。
3）进入“探头设置”，移动LW线将直通波第一个波峰卡住，此时在屏幕下方读取TLW的值T综合探头前沿=（T－2T0）×CT=直通波到达时间 2T0=探头延迟 C=声速5．将探头安装到扫查器上，按“返回“键，返回主菜单，再按[5]对应键，进入“PCS辅助计算”界面，如下图：1）按[1]键选择检测工件基本类型2）分层起点设置：对于单通道不分层的情况，分层起点设置为“0”3）分层终点设置：对于单通道不分层的情况，分层终点输入为实际工件厚度 4）角度：输入实际楔块的角度（63度）5）按计算对应[5]键，仪器下方两探头中心间距栏会显示出实际PCS值6）用上面PCS计算值减去探头前沿值，得到两探头前端的距离，移动扫查架上的探头架，使探头前端距离为所计算的距离，并固定探头架。
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。
08isonic 2005型TOFD检测仪操作规程
智能超声波检测系统操作规程11 适用范围 本规程适用于本公司的ISONIC 2005型智能超声波检测仪的操作与维护。
2 编制依据2.1 ISONIC 2005型智能超声波检测仪《产品使用说明书》2.2 公司《仪器设备管理程序》2.3 国家质量监督检验检疫总局特种设备TOFD Ⅱ级检测人员培训教材3 人员3.1 使用ISONIC 2005型智能超声波检测仪进行TOFD 检测的人员，必须经过专业技术培训、考核和认定，取得Ⅱ级以上（含Ⅱ级）超声波检测资质的人员方可操作。
3.2 熟悉ISONIC 2005型智能超声波检测仪的基本结构，各部分的作用及各控制开关（旋钮）的作用及调节方法。
4 职责该仪器操作人员负责按本规程做好智能超声波检测仪的使用、保养和交接工作，设备管理员负责本仪器的管理，指定专人负责验收和日常维护保养。
保证智能超声波检测仪处于完好状态。
5 开机前5.1 检查电源电压是否正常，电源插头是否安全可靠。
5.2 检查需要进行检测的项目所需的配件是否齐全。
5.3 检查主机后面接线、跳线是否正确，检查主机与编码器、探头之间接线是否连接正确。
5.4 本仪器的放置即要便于观察又要牢靠，防止摔倒和晃动，并置于干燥地点。
5.5 本仪器外形结构见图1所示。
6 开机操作6.1 接通电源， 经充电器（220V 交流电源）接入仪器或直接由专用充电电池供电。
6.2 打开主机后面电源开关（图1中右图左上角的红色开关），仪器运行Windows XP 视窗系统，根据检测项目要求选择相应检测软件，按ISONIC 2005说明书要求运行专用软件。
6.3 仪器屏幕上弹出图2的对话框，按上属第二行设置键进行仪器设置，按上属第一行操作键进行实际操作，按上属第三行返回键返回Windows XP 视窗，按下属第一行关闭键对仪器进行关机。
特别注意：关机后，至少等30秒后才可以重新开机。
图1 ISONIC 2005型智能超声波检测仪外形结构图7 操作7.1 TOFD 检测基本步骤7.1.1资料审查准备网线接口外接显示器端口 电池电量低指示灯电源开关指示灯面板防水鼠标防光触摸显示器 前置防水键盘 电源开关 屏幕亮度调节 电池连接器 编码器接口电池固定孔 直流电压输入11V-16V 发射波输出接口接收波输入接口 USB 接口 PS 2接口a. 检测前充分了解受检件、欲检出缺陷情况等信息，以设计最好的检测方案。
TOFD检测操作指导书
计算此时18mm处的底面盲区高度为：20-19.5=0.5mm
综合上述，扫查方式为：非平行扫查、两侧各1次偏置非平行扫查（偏置量为9mm）
。
焊缝每侧最小打磨宽度为61mm（1/2PCS(36.5)+偏置9mm+探 头后部区域15mm=61mm），应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他 杂质。检测表面应平整，其表面粗糙度Ra值不低于12.5um，一 般应进行打磨。
b=20
则椭圆方程为：X2/41.62+Z2/202=1
该方程中代入X1=18，计算：
Z1=18.1
X1=18
则底面检测区域边界处的轴偏离盲区高
Z
度值为20-18.1=1.9mm
故：若需检出底面自身高度1mm的缺陷，需增加两侧的偏置非平行扫查，偏移量可设
定为36*1/4=9mm，此时的椭圆方程为(X-9)2/41.62+Z2/202=1，则：
TOFD检测操作指导书
主要内容
一、TOFD操作指导书编制关键参数 二、案例讲解
一、TOFD操作指导书编制关键参数
1、被检工件情况； 2、确定检测技术等级、检测区域、厚度分区及探头设置、扫查方式的选择、
扫查面准备等； 3、表面盲区及其补充检测方法； 4、横向缺陷的补充检测方法（必要时）； 5、检测系统设置和校准；
X（其中PRF为探头激发的脉
冲重复频率，Hz；X为设置的扫查增量，mm；n为设置的信
号平均次数），同时应保证耦合效果和数据采集的要求。
举例： 若某仪器PRF=500次/秒，采用单通道检测，扫查增量设置为 1mm，信号平均次数为4，则最大扫查速度为： 500*1/4=125mm/s
二、案例讲解
设备名称
实例：工件厚度150mm
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。
多通道TOFD操作说明
ISONIC 2008八通道便携式多功能超声成像检测系统TOFD部分操作说明一、仪器简介：ISONIC 2008八通道便携式多功能超声成像检测系统，拥有多达八组同步激发/接收通道，包括各类常规A超脉冲信号、深度两维图象、彩色当量B扫描、CB导波扫描、TOFD衍射成像等模式，八组通道数据可分别按不同模式同时工作并基于同一检测定位坐标同屏实时扫查成像，每组通道数据独立采集数据、显示成像及分析处理。
ISONIC 2008为全中文Windows XP操作界面，配备USB/LAN /VGA/COM等数据交换接口，数据备份和软件升级更为简便。
二、TOFD检测操作步骤：1、打开ISONIC 2008主机电源开关，系统将自动进入检测软件。
2、设置激发模式：在开机界面点击设置。
点击设置参数——激发模式。
选择分时激发模式（不受通道间距影响），点击保存完成设置。
3、校正编码器返回上一界面，点击编码器进入编码器校正界面。
点击编码器步进，选择自动，点击保存。
点击编码器设置——新增（确认编码器已与ISONIC 2008相连接）。
在工件上用尺子量好300mm，起始点标记为0，结束点标记为300，在扫查器上找好一个基准点对准0，点击步骤1，然后向前推动扫查器，当基准点对准300时，停止推动扫查器，按下步骤2按钮编码器校正完成。
编码器校正完成后，将自动进入编码器测试界面，推动编码器行走一段距离，若屏幕中显示的数值与实际行走距离误差小于1%，表明编码器校正成功，若不一致则需从新校正。
校正完成后点击确认，输入编码器名称后再点击保存，编码器校正完成。
4、TOFD参数设置在仪器开机界面点击检测进入参数设置界面。
（1）基础参数①增益：调节灵敏度（波幅高低）②声程：A超窗口显示范围，计算后输入③声速：5930m/s④显示延时：A超窗口左端距始脉冲的时间间隔，计算后输入⑤抑制：0%（2）激发参数①增益：/②激发模式：双晶③脉冲宽度：1/2f(f为探头中心频率）。
TOFD仪器操作规程
TOFD仪器操作规程TOFD（超声射线差）是一种非破坏性检测方法，常用于检测焊缝、裂纹等缺陷。
以下是TOFD仪器的操作规程，详细介绍了TOFD仪器的准备、标定、操作和数据分析等步骤。
一、仪器准备1.检查TOFD仪器是否处于正常工作状态，包括电源是否接通、设备是否完好等。
2.安装和连接传感器，确保传感器与仪器连接牢固且信号传输正常。
3.打开TOFD软件，并进行系统自检，确保软件正常启动并能够正常操作。
二、传感器标定1.确认传感器的工作频率和有效测量范围，并根据需要选择合适的传感器。
2.使用标准试块对传感器进行标定，调整纵向和横向增益，使信号峰值在合适的范围内。
3.确保标定结果准确无误，并记录下标定参数，以备后续使用。
三、操作流程1.对待检测物体进行清洁，清除表面杂质和涂层，使待检测区域清晰可见。
2.选取合适的耦合介质（如水、油等），使传感器与被检测物体充分接触。
3.将传感器平行于待检测表面放置，并根据需要调整传感器的位置和角度，使得整个待检测区域能够被完整覆盖。
4.进行TOFD扫描，启动仪器软件，设置扫描参数（如扫描速度、采样率等），并开始扫描。
5.在扫描过程中，观察显示屏上的数据，并根据需要进行调整，以得到清晰准确的检测结果。
6.确保扫描范围覆盖了所有感兴趣的区域，并完整记录扫描结果。
四、数据分析1.导出TOFD数据，并使用数据分析软件进行处理。
2.对数据进行窗函数处理，以减小背景噪声的干扰。
3.标定块的位置信息和几何参数进行校正，并分析扫描结果，找出可能的缺陷区域。
4.根据需要，使用TOFD图像重建算法对数据进行三维重建，以获取更直观的检测结果。
5.根据分析结果，判断是否存在缺陷，并记录缺陷的位置、尺寸及其严重程度。
五、其他注意事项1.在操作过程中，应检查传感器和耦合介质的状态，保证其正常工作。
2.遇到问题时，应及时排除故障，确保设备和数据的可靠性。
3.操作结束后，及时清理设备和工作区域，保持设备的整洁和安全。
TOFD超声波衍射时差法教程(共90张PPT)
➢ 4. 利用TOFD技术探伤沿焊缝进行扫查基本能发现焊缝所有缺陷， 收集扫查数据组成B扫或D扫图像比单纯看A扫更容易判断缺陷的 尺寸和性质。
缺陷位置的不确切性
S
发射探头
S
接收探头
t1
t2
相等时间的轨迹
(t1+t2=ct)
实际上:
绝对深度的最大误差低于壁厚10 %. 内部（小）缺陷的高度估计误差是可以忽略的 。
dmin dmax
TOFD扫查模式
➢ 平行扫查:又称横向扫查,是指扫查方向与超声波束方向是平行的,扫 查结果称为B-scan,所得结果主要是Ｙ轴和Ｚ轴方向值．该扫查方 法能为我们提供很准确的深度结果，但因扫查时探头须越过焊缝， 操作起来相对烦琐．
➢ 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检测出来的缺陷，X射线未能发现的情况，这给质量 控制带来了极大的隐患。
探头频率，晶片尺寸，探头角度，探头对数，扫查次数等． ➢ 设置探头间距：
根据工件及探头的选择情况计算并设置探头中心间距． ➢ Ａ扫描采集参数选择：
激发脉冲宽度设置，时间窗口的设置，阻尼设置等．
➢ 增益设置： 根据工件实际情况选择合适检测灵敏度．
TOFD检测中探头的选择
➢ 探头角度 ➢ 探头频率 ➢ 探头晶片尺寸 ➢ 探头对数选择
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。
TOFD四通道步骤(教材)
四通道检测步骤
通道选择四通道TOFD1-2右侧连接器及编码器A，具体操作如下：第一层：
1、计算pcs：tofd1，分层起点0，分层终点2/5T，角度63，计算、应用并记录pcs。
2、时间窗：在扫查器上安装好探头，调整好探头间距。
将扫查装置放在母材上，平移找到直通波，放于第二格，同步移动LW和BW 线，使LW线套住直通波，记录LW时间值。
3、扫查灵敏度：对比试块上较弱侧孔回波满屏刻度40%--80%。
4、自动检测，命名，保存。
第二层：
1、换通道tofd2。
探头线改插tofd2孔,换相应探头，测延迟，前沿，并记录，同时测量该探头声场扩散角，操作方法同上一对探头。
2 、pcs计算：tofd2，起点2\5t,终点-板厚，角度--55.记录pcs
3 、探头安装在扫查器上，调整探头间距。
4 、进入通道设置，调节覆盖数值，将时间起点25改为18（板厚62的试板）
5 、平移将底波移到第九格，同步移动LW和BW线，使BW线套住底波，记录BW时间值。
6 灵敏度调整，对比试块上较弱侧孔回波满屏刻度40%--80%。
7 扫查，改名，保存。
注意事项：
1、计算pcs时记得对应相应通道，不用考虑覆盖；调节时间窗口时范围不能变。
2、第二层操作时记得改插探头线到tofd2。
3、调时间窗口时注意用“平移”找准直通波或者底波。
4、调整覆盖需要在调节时间窗之前进行。
油化工管道焊接接头无损检测操作指导书、TOFD和PA检测报告格式
附录A（资料性附录）管道对接焊接接头检测操作指导书A.1管道对接焊接接头X射线检测操作指导书见表A.1。
表A.1管道对接焊接接头X射线检测操作指导书工程名称委托单位操作指导书编号检件名称检件材质检测时机检测比例检测标准合格级别设备型号设备编号管电流mA 焦点尺寸m铅箔增感屏mm胶片型号显影配方显影温度℃显影时间min 定影时间min水洗时间流动水洗min散射线防护背衬mm铅板底片黑度像质计摆放透照方式示意：检件规格mm透照方式识别像质计丝号焦距mm透照次数次管电压kV曝光时间min平移距离mm工艺验证备注：编制：资格：级年月日审核：资格：级年月日A.2管道对接焊接接头γ射线检测操作指导书见表A.2。
A.2管道对接焊接接头γ射线检测操作指导书工程名称委托单位操作指导书编号检件名称检件材质检测时机检验标准检测比例合格级别设备型号设备编号同位素种类焦点尺寸mm铅增感屏mm显影配方显影温度℃显影时间min定影时间min 水洗时间胶片型号底片黑度散射线防护像质计摆放透照方式示意：检件规格mm 透照方式识别像质计丝号焦距mm透照次数次曝光量Ci·min平移距离mm工艺验证备注：编制：资格：级年月日审核：资格：级年月日A.3管道对接焊接接头超声检测操作指导书见表A.3。
A.3管道对接焊接接头超声检测操作指导书工程名称委托单位操作指导书编号检件名称检件材质检件规格检测标准检测比例合格级别焊接方法坡口型式表面状态探头移动区检测面检测时机设备型号设备编号试块型号探头型号耦合剂检测灵敏度表面补偿dB扫描比例检测示意图：工艺要求：工艺验证：编制：资格：级年月日审核：资格：级年月日A.4磁轭式磁粉检测操作指导书见表A.4。
A.4磁轭式磁粉检测操作指导书工程名称委托单位操作指导书编号检件名称检件材质检件规格检测部位检测时机表面状态检测标准检测比例可见光照度设备型号设备编号提升力磁粉类型磁悬液浓度磁化时间灵敏度试片反差增强剂牌号检测面黑光强度工艺程序及要求：表面准备磁化操作磁悬液的施加观察显示后处理备注工艺验证：编制：资格：级年月日审核：资格：级年月日A.5轴向通电法/中心导体法/线圈法磁粉检测操作指导书见表A.5。
TOFD仪器操作规程
设备名称： HS810 TOFD检测仪规格型号：HS810制造厂家：武汉中科创新技术股份有限公司编号：一、选通道：菜单栏--通道--选双通道TOFD1右侧连接器二、测探头延迟和前沿：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。
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t0，并输入到“延迟”里,并将单个探头零偏t0/2记录在报告中。
3、测前沿.两探头正向对接放在母材上，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t14、用公式（t1-t0）5.90/2算出单个探头入射点(大约12），并记录。
三、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。
四、计算pcs：TOFD1；起点-0；终点-板厚；角度-63；计算-- 应用--确认。
记录pcs值。
五、调整时间窗口：1、调整好探头间距（pcs减去24）2、放置于母材上--“平移”找到直通波放于一格之后--按“范围”调整变形波位置到屏幕最后空一格--“探头设置”--移动LW线套住直通波第一正向波峰--BW线套住底波第一负向波峰3、记录TLW和TBW时间值。
六、调整扫查灵敏度：直通波40%--80%波高；七、扫查：自动检测-数据记录-反向-开始2次-拖行-结束-切换保存。
八、日常维护仪器使用完毕后应清理干净，存放在干燥清洁的地方，仪器应避免油或水等进入仪器内部。
九、定期维护定期送计量所检定。
十、安全事项仪器在野外检测应避免进水、碰撞。
编制：审核：批准：。
TOFD操作指导书通用模板2024
级别： 年 月 日
审核人：
级别： 年 月 日
TOFD衍射时差法超声检测操作指导书续页
操作指导书编号： 第 页 共 页
扫查步进
扫查速度
扫查方式
二、偏置非平行扫查
偏置检测通道
偏置量
偏置扫查次数
底面盲区
打磨宽度
三、盲区检测
扫查面盲区
底面盲区
盲区检测
首次工艺验证
四、数据有效性分析
五、操作指导书首次使用前应进行验证说明
TOFD衍射时差法超声检测操作指导书
操作指导书编号： 第 页 共 页
被检设备
产品名称
产品编号
承压设备
类别
材质/规格
工作介质
设备状态
坡口型式
焊接方法
焊缝宽度mm
热处理状态
检测时机
检测部位
检测设备
设备型号
设备编号
位置传
感器型号
耦合剂
试块
扫查装置
工
艺
参
数
检测标准
检测技术
等级
合格级别
检测比例
扫查面
脉冲重复频率
信号平均
检测区域
检测温度
表面状态
表面耦合
补偿
委托单编号
工艺规程编号
一、非平行扫查
探头及设置
通道
厚度
分区mm
频率
MHz
晶片
尺寸
mm
探头编号
楔块角度
楔块编号
探头中心间距
mm
楔块
延迟
μs
μs
探头
前沿
mm
-12dB声束
扩散角
覆盖范围
时间窗口设置
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1、仪器：********* 2、探头规格：10M3mm 7.5M3mm 5M6mm 3.5M12.5mm 3、楔块角度：70度、60度、45度 4、扫查装置：手动单轴扫查器，带滚轮编码器
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检测区域
2016/6/12 21
探头选取和设置： （1）假定采用7.5M、3mm探头60度楔块：
作为灵敏度。
若在厚度方向分区检测时，应采用4.2.3.2规定的对比试块设置各通道检测灵敏度。将各
通道A扫描时间窗口内各反射体产生的最弱的衍射信号波幅设置为满屏高的40%～80%作为 灵敏度（最上分区也可将直通波的波幅设定到满屏高的40%～80%）。
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18
⑧ 关于最大扫查速度的规定
PRF v X（其中PRF为探头激发的脉 u 最大扫查速度不得超过 n
u u
121 tg 84 h1
0
h1 13 mm
121 tg 47.22 h2
0
h 2 112 mm
u u
经计算，满足厚度方向上深度覆盖的要求。 实际工作中，应在对比试块上通过对各深度缺陷的检测效果进行验证。
u
宽度方向的覆盖性（略）
9
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③扫查面盲区
盲区是TOFD技术的固有局限性
A
B
8mm
C
实测法测试
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底面盲区 主要是轴偏离盲区
4mm
3mm
2mm
1mm
y x
F1
0
F2
x y 1 2 2 a b
2
2
y
x
u u
椭圆曲线方程为： x2/a2+y2/b2 = x2/[(0.5PCS)2+t2]+y2/t2 =1 试算：若采用5M、 ϕ6mm、60度探头对检测壁厚t=40mm工件，X型坡口， 底面焊缝宽度20mm，则熔合线处的底面轴偏离盲区高度？ PCS=4Kt/3=4*1.732*40/3=92，则a=(462+402) 1/2=61,b=t=40, 椭圆方程为： x2/612+y2/402 =1。 将x=10代入得：y=39.5 故熔合线处的底面轴偏离盲区高度为40-39.5=0.5mm
编号 *** 标称频率 (MHz) 7.5 晶片直径 (mm) 3 前沿 10 60°楔块扩散角 33-85°
声束交点深度为2/3*20=13.3mm，故PCS=46mm。 直通波与底波的时间间隔包含的信号周期数：
2(232+202)1/2-46=14.96mm，
△t=14.96/5.9=2.54*10-6s T7.5M=0.133*10-6s
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（2）假定采用10M、ϕ3mm探头，楔块角度70：
编号 *** 标称频率 晶片直径 (MHz) (mm) 10 3 前沿 10 70°楔块扩散角 40-90°
声束交点深度为2/3*20=13.3mm，故PCS=73mm。 直通波与底波的时间间隔包含的信号周期数： 2(36.52+202)1/2-73=10.2mm， △t=10.2/5.9=1.73*10-6s
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3
①检测区域的确定
检测区域由其高度和宽度表征。 检测区域高度为工件焊接接头的厚度。 检测区域宽度为焊缝本身及熔合线两侧各10mm。
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4
②厚度分区及PCS的计算（NB/T 47013.10-2015)
工件厚度 mm 检测分区 数 深度范围 mm 标称频率 MHz 声束角度 （°） 晶片直径 mm
6
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探头声场的计算及厚度方向覆盖验证
声束覆盖范围计算公式：
折射角公式
声束半扩散角公式
实例（以第二分区为例）： 5MHz6mm探头，60度楔块，工件中纵波声速5.95mm/us 楔块中纵波声速2.4mm/us
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7
u
u
计算步骤：
（1）由折射角公式计算出楔块中纵波入射角：
（4）计算钢中纵波的声束上下边界角：
v1下＝20.44 3.21 17.230
sin v2上 sin 23.65 5.95/ 2.4
sin v2下＝sin17.23 5.95/ 2.4
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v2上＝ 84.00
v2下＝47.220
厚度方向覆盖验证：
u
根据以上－12dB声束扩散角的计算，采用 5MHz6mm探头，60度楔块时， 声束下半扩散角为47.22 °，上半扩散角为84.0°。 第二分区覆盖厚度为：22.5mm～90mm，PCS=242mm 在焊缝的中心线上， －12dB声束覆盖深度范围为：
X
X2/a2+Z2/b2=1 此处：a2=36.52+202 ——a=41.6 b=20 则椭圆方程为：X2/41.62+Z2/202=1 该方程中代入X1=18，计算： X1=18 Z1=18.1 Z 则底面检测区域边界处的轴偏离盲区高 度值为20-18.1=1.9mm 故：若需检出底面自身高度1mm的缺陷，需增加两侧的偏置非平行扫查，偏移量可设 定为36*1/4=9mm，此时的椭圆方程为(X-9)2/41.62+Z2/202=1，则： 计算此时18mm处的底面盲区高度为：20-19.5=0.5mm 综合上述，扫查方式为：非平行扫查、两侧各1次偏置非平行扫查（偏置量为9mm） 。
T10M=0.1*10-6s
信号周期数=17
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该探头声束覆盖范围见下图：
非平行扫查的底面有效检测宽度为39.4mm 可满足覆盖检测区域的要求。
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扫查方式的选择： （1）计算非平行扫查底面有效宽度：39.4mm，覆盖检测区域。 （2）计算底面检测区域边界处的轴偏离盲区高度值：
4
40~2t/5
2t/5~3t/4 3t/4~t
5~3
5~2 3~1
60~45
60~45 50~40
6~12
6~20 10~20
2016/6/12
5
实例：工件厚度150mm
u u u u u u u u u u u
按照NB/T47013.10标准，分为3个区检测：
1、0mm～30mm
2、30mm～90mm（22.5mm～90mm） 3、90mm～150mm（75mm～150mm） 探头中心间距——PCS计算 第一分区：7.5MHz3mm探头，70度楔块 聚焦点：30*(2/3)=20mm，故PCS=2*tg70*20=110mm 第二分区：5MHz6mm探头，60度楔块 聚焦点：(90－30)*(2/3)+30=70mm,故PCS=2*tg60*70＝242mm 第三分区：3.5MHz9.5mm探头，55度楔块 聚焦点：(150－90)*(2/3)+90=130mm,故PCS=2*tg55*130＝371mm
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焊缝每侧最小打磨宽度为61mm（1/2PCS(36.5)+偏置9mm+探
头后部区域15mm=61mm），应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他 杂质。检测表面应平整，其表面粗糙度Ra值不低于12.5um，一 般应进行打磨。
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27
谢 谢！
2016/6/12
17
⑦检测灵敏度设置
若被检工件厚度不大于50mm且采用单检测通道时，可直接在被检工件上或采用对比试块
设置灵敏度。若直接在被检工件上设置灵敏度时，一般将直通波的波幅设定到满屏高的 40%～80%；若直通波不可用，可将底面反射波波幅调整为满屏高的80%，再提高20dB～
32dB；若直通波和底面反射波均不可用，可将材料的晶粒噪声设定为满屏高的5％～10％
冲重复频率，Hz；X为设置的扫查增量，mm；n为设置的信 号平均次数），同时应保证耦合效果和数据采集的要求。
举例： 若某仪器PRF=500次/秒，采用单通道检测，扫查增量设置为 1mm，信号平均次数为4，则最大扫查速度为： 500*1/4=125mm/s
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二、案例讲解
设备名称 主体材质 坡口型式 焊后热处理 / Q345R X 无 设备类别 工作介质 焊接方法 技术等级 / / SAW B 级 设备规格 设备状态 焊缝宽度 检测比例 20mm 在制 16mm 100%
信号周期数=19
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该探头声束覆盖范围见下图：
由上图可见，此探头配置的底面有效检测宽度为12.4mm，而需检测范 围为36mm，故单次非平行扫查不能检测覆盖，需考虑偏置非平行扫查。
为覆盖检测区域，最少需沿Y轴偏置±11.8mm。考虑到探头前沿为
10mm，故探头对中间的空间间隔为26mm，而焊缝宽16mm，最多可偏置5mm ，不满足偏置扫查对移动区域的需求，故不可行。
50~100
2
0~2t/5 2t/5~t 0~t/5 t/5~3t/5 3t/5~t 0~40
7.5~5 5~3 7.5~5 5~3 5~2 7.5~5
70~60 60~45 70~60 60~45 60~45 70~60
3~6 6~12 3~6 6~12 6~20 3~6100~200来自3200~300
TOFD操作指导书编制
中国特种设备检测研究院 无损检测技术中心 杨 齐
主要内容
一、TOFD操作指导书编制关键参数
二、案例讲解
2
一、TOFD操作指导书编制关键参数
1、被检工件情况； 2、确定检测技术等级、检测区域、厚度分区及探头设置、扫查方式的选择、 扫查面准备等； 3、表面盲区及其补充检测方法； 4、横向缺陷的补充检测方法（必要时）； 5、检测系统设置和校准；