容器检验师考试辅导PPT课件_TOFD方法简介 超声波衍射时差法

X形坡口中部未焊透
1 2
3 4
1
2
3
4
上下尖端都有明显的信号
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33
根部未焊透
1
2 3
1
2 3
直通波的相位与缺陷相位相同
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34
侧壁未熔合
1 2 3
4
1 2 3
4
能够清晰的看到上下尖端信号
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35
气孔
1
2
1
2
3
气孔信号或单个出现，或成串的出现
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36
横向裂纹
1 1
22
内壁
20
t0 T
校准工具
PCS t0
c LW
PCS（探头入射点间 距离）, 壁厚, 速度, 探头延时, 横向波或 内壁反射信号
不需要知道所有的参数
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A扫 BW
D-scan
21
测量工具
h
d1
d1
t1
t2
指针
内置的计算器 l
t1,t2 自动计算d1, d2 和 h
P
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A扫
D扫
22
发射探头
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40
二、TOFD在压力容器制造过程中现场应用
3、现场缺陷数据分析 ➢ 裂纹2（08R063 R713 A10 0.3 H=29 L=40 III级 UT H=28 L=35 SL+13dB III级
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二、TOFD在压力容器制造过程中现场应用 3、现场缺陷数据分析
➢ 裂纹2（08R063 R713 A10 0.3 H=29 L=40 III级
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TOFD 的局限性
在外表面附近有约3mm的盲区 内表面附近也可能存在盲区 对“噪声”敏感 夸大了一些良性的缺陷, 如气孔, 未熔合。
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30
应用 TOFD 技术检测到的缺陷信号
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31
1 2
近表面裂纹
1
2
裂纹上尖端信号将直通波信号打断
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t0
缺陷位置的影响
S
S
d x
接收探头
t0
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23
发射探头
缺陷位置的不确切性
S
S
接收探头
t1
t2
相等时间的轨迹
(t1+t2=ct)
dmin dmax
实际上: 绝对深度的最大误差低于10 %.
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24
当探头相对于 缺陷对称时时 间最短 。
横向扫查
直通波
上表面
内壁
B扫 这种扫查会产生典型的 反向抛物线
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14
一些典型缺陷
向外表面延伸的缺陷 向内表面延伸的缺陷 水平方向的平面形缺陷
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发射探头
向外表面延伸的裂纹
直通波被隔开了
接收探头
没有直通波
内壁反射波 BW
裂纹尖端
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16
发射探头
向内表面延伸的裂纹
如果待检表面比较干 净，则缺陷信号比较 明显。
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27
校准
PCS
t0
t0
T
PCS（探头入射点间 距离）, 壁厚, 速度, 探头延时, 横向波或 内壁反射信号
c LW
典型的多通道UT仪器用户界 面友好 ，还有软件向导。
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A扫 BW
D扫
28
TOFD的优点
对于焊缝中部缺陷检出率很高 容易检出方向性不好的缺陷 可以识别向表面延伸的缺陷 通过时间检测缺陷的信号 和脉冲反射法相结合时效果更好
1
3
2
3
4
3
能够看到裂纹的宽波束信号
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37
根部内凹
1
2 3
1 2
3
内壁反射信号发生扭曲
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38
层间未熔合
1 2
3
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二、TOFD在压力容器制造过程中现场应用
3、现场缺陷数据分析
裂纹1 （08R018 TK101A F6 7.14m） TOFD数据分析结果：H=28.1mm ⊿H=9.8mm 位置= 174.1mm L = 323.2mm（焊缝位置偏心）
TOFD 方法简介
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1
什么是 TOFD?
衍射时差法 (TOFD)是一种依靠从待检试 件内部结构（主要是指缺陷）的“端角 ” 和“端点”处得到的衍射能量来检测 缺陷的方法。
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2
衍射时差技术
衍射现象 TOFD原理 实际操作 校准 TOFD优点和局限性
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3
衍射现象
入射波
衍射波
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25
TOFD 扫查图
TOFD 图显
示出直通波
和内壁回波
加上 波型转 Lack of Fusion
换信号以及 缺陷反射信 Porosity
号
Lack of Fusion
Incomplete Penetration
Slag
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26
TOFD 扫查图
在一幅好的 TOFD图 上可以清晰地看到直 通波。 一般用于校 准。
t0
始脉冲
LW
t
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BW
11
发射探头
t0
传播时间
S
S
d
接收探头
t0
2• S2d2
t
c
2•t0
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12
发射探头
t0
缺陷深度
S
S
d
接收探头
t0
d
c2•t
2
2t02
S2
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13
发射探头
缺陷自身高度
2S
d1 d2
接收探头
hd2d1
由于计算自身高度只需要测量时间, 所以高度估计会很准确。 实际操作中，检 测裂纹 1-mm 的精度是完全可以达到的 (检测人工缺陷时可以达到0.1 mm )。
TOFD: 典型的设置
发射探头
直通波
接收探头
上端点 下端点
内壁反射信号
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8Fra Baidu bibliotek
发射探头
A扫信号
直通波
接收探头
内壁反射波
LW
BW
上端点 下端点
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9
相位变化
直通波
内壁反射波
+ LW
+
BW
-
-
上端点 下端点
需要不检波的A扫来显示相位的变化
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10
发射探头
t0
传播时间
S
S
d
接收探头
折射波
裂纹
衍射波
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4
衍射现象
惠更斯原理:
入射波使缺陷产生振动。
缺陷上的每一个点都 产生出一个球面子波 。
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5
衍射现象
入射波
衍射波
折射波
裂纹
衍射波
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向各个方向传播 能量低
取决于入射角
6
TOFD的基本原理
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直通波
接收探头
内壁反射信号被隔开了 LW
尖端信号
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没有内壁 反射波
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发射探头
水平方向的平面形缺陷
(层间未熔, 冷夹层)
直通波
接收探头
反射信号
内壁反射波
LW
BW
反射回波
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波幅 +
数据显示
白色
-
黑色
A扫图用带黑度的线表示
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时间
时间
19
数据显示
LW
A扫
D扫
BW
上表面
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UT H=28 L=35 SL+13dB III级
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二、TOFD在压力容器制造过程中现场应用
3、现场缺陷数据分析 裂纹3（08R018 D203 F2 11.350
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