端点衍射法在测量和检测螺栓表面开口缺陷的应用研究

通过分析影响端点衍射法的主要因素,选择合适仪器、探头和试块,运用端点衍射法对螺栓表面开口缺陷高度进行测量试验。测量结果表明:端点衍射法能准确测量常用螺距P=4的螺栓螺纹和光杆区深1mm～4mm的表面开口缺陷。根据端点衍射波出现的规律,提出在螺栓横波探伤过程中,需要注意螺纹丝扣回波之间的端点衍射波,运用端点衍射法测量缺陷高度,可辅助探伤人员判断表面开口缺陷大小。     

端点衍射法测量焊接接头内部缺陷高度

为解决单探头测量焊接接头内部缺陷高度的问题,用端点衍射法测量了埋藏在焊接接头内部缺陷的高度,并用TOFD法进行了比较。对比TOFD分析软件的测量数值与端点衍射法计算数值的差异,证实了用端点衍射法测量焊接接头内部缺陷高度的可行性和准确性,同时文中还使用端点衍射法对缺陷方向和探测面之间的倾斜角进行了计算。     

基于频谱分析原理减小TOFD检测近表面盲区的方法

提出了一种利用频谱分析法从超声衍射时差法（TOFD）检测中直通波与缺陷上尖端衍射波混叠波形中提取缺陷位置信息,进而确定缺陷埋深的方法。对厚度为35mm的碳钢试块中埋深5mm的底面开口槽进行了实验测试,效果较好。分析表明,在本文采用的检测参数下,利用该方法理论上可将近表面盲区深度从8.3mm减小至3mm。并进一步讨论了该方法在减小TOFD近表面盲区问题中的适用范围、优点与局限性。     

管道内壁裂纹的相控阵超声检测

针对管道内壁开口裂纹缺陷的检测与定量问题,根据超声检测端角反射和端点衍射理论,使用相控阵超声技术对其进行检测。试验结果表明,管道内壁微小裂纹的高度与反射回波的高度成线性关系,端角反射法能有效测定20 mm厚管道内壁深度不大于4 mm裂纹的高度;端点衍射法能有效测定20 mm厚管道内壁深度不大于2 mm裂纹的高度,对于不同壁厚的管道,端点衍射法和端角反射法所能测定的最小裂纹高度不同,两方法结合可实现管道内壁裂纹缺陷的有效检测。     

基于双波的焊缝根部底面开口裂纹的超声相控阵测量

由于压力和腐蚀等原因,承压设备的大焊缝根部易出现底面开口裂纹。本研究采用超声相控阵扇扫检测技术对底面开口裂纹进行检测。基于底面开口裂纹上下尖端回波,提出采用绝对到达时间技术(Absolute Arrival Time Technique,AATT)测量其高度。制作含有不同高度的人工裂纹试块,通过模拟仿真和实验测量验证AATT法测量底面开口裂纹高度精度。实验结果表明超声相控阵AATT法能从单面单侧对缺陷进行检测测量,当裂纹高度大于3 mm时,能达到与常规TOFD相同的测量精度。同时研究了声束偏转角度对AATT测量结果的影响,结果表明基于裂纹尖端衍射波的AATT具有更高的测量精度。     

反射横波筑底衍射纵波检测焊缝下表面开口缺陷的研究

介绍了利用横波和纵波的声速差,使底面反射横波信号和底面开口缺陷上端点衍射纵波信号产生位置差的方法,将两个实际位置差极小(即底面开口缺陷自身高度)的两个回波信号在显示屏上有效分开、清晰识别,从而实现对下表面开口缺陷的有效检测。试验测试使用普通横波斜探头和纵波斜探头及常规A型脉冲反射式超声检测仪,测试结果证明该方法对下表面表面开口缺陷可有效识别并准确定位。     

基于超声波法的紫铜焊接结构缺陷检测

针对常规的超声反射波法检测结果记录性差、可靠性低等技术缺点,采用超声衍射时差(time of flight diffraction,TOFD)法对厚壁(≥20mm)紫铜焊缝缺陷进行检测研究.通过对紫铜材料声学特性的分析,为超声波换能器的选取提供了依据;通过人工缺陷检测,测试了系统的检测灵敏度及精度,并确定了能更全面地反映焊缝中缺陷分布情况的检测工艺;采用超声TOFD法对紫铜焊缝进行了检测,并通过破坏性试验对无损检测结果进行了验证.结果表明,通过采用合理的检测工艺,超声TOFD法能够有效识别紫铜焊缝中裂纹类危险性缺陷.     

超声TOFD技术在管道环焊缝检测中的应用

超声衍射时差法(TOFD)是一种依靠从缺陷的端角和端点处得到的衍射能量来检测缺陷的方法,也叫裂纹端点衍射法或尖端反射法。主要根据缺陷端部产生的衍射信号之间的时间差对缺陷进行定位和定量。由于其具有检测速度快、定量精度高、定位准确(精度可达1mm)和可确定缺陷尺寸等优点,除可显示射频A型波形图外,还可以得到B扫描图像,检测结果更直观。由于其对于判定缺陷的真实性和准确定量上十分有效,可广泛应用于焊缝检测。该技术在西气东输管道及海底输油管道中得到了很好的应用。与X射线检测技术相比,超声TOFD法更为直接,无需更多的安全防护措施,并能检测出X射线无法检测到的缺陷。与传统超声检测方法相比较,超声TOFD法检测更快捷、准确度更高、可重复性更好等特点;但TOFD也有值得注意的局限性。1系统和设置1.1设备和软件仪器采用加拿大R/D Tech公司的128通道全自动相控阵超声波检测系统Pipe WIZARD以及Tomoview软件。系统由数据采集单元、马达驱动单元、扫查器、相控阵探头和工业计算机等组成,系统采用32个脉冲发射器、128个通道,最多可同时激发32个通道。软件经过优化配置,可以自动记录扫查结果,可实时检测存储,进行缺...     

LFM激励信号在超声TOFD检测中的应用

对于大厚度焊接试件的超声衍射时差法检测(time of flight diffraction, TOFD),常规超声激励难以同时满足信噪比、检测距离以及检测分辨率的要求.文中将线性调频脉冲压缩技术应用在超声TOFD检测中,线性调频(linear frequency modulated, LFM)激励可综合改善检测信噪比(signal to noise ratio, SNR)与分辨率.首先对试验用10 MHz超声换能器进行了LFM信号参数测试,选择了合适的时宽和带宽.对埋藏3 mm高的横槽缺陷的钢板分别进行了超声LFM激励的TOFD检测及常规超声TOFD检测,对比发现超声LFM激励的TOFD检测精度高达0.01μs,可准确区分缺陷上下端衍射波.在较低的激励电压和系统增益下,实现了较高的检测信噪比及分辨率.     

长输管道内壁腐蚀缺陷的超声波衍射时差法检测

对某公司长输管道内壁腐蚀缺陷进行超声波衍射时差法(TOFD)检测仿真分析,采用能源部标准推荐的焊缝检测工艺参数进行声场及缺陷响应仿真分析,得到初步检测工艺,在实际工程中应用该检测工艺进行检测,并与常规超声检测结果进行比对分析。结果表明,TOFD检测结果与常规超声检测结果基本一致,且检测结果直观,给长输管道内壁腐蚀缺陷的检测提供了一种有效的检测方法。     

基于超声TOFD法的焊接缺陷横向定位检测技术

针对焊缝余高存在时，超声衍射时差法（time of flight diffraction, TOFD）B扫描可达性受限这一问题，提出了双椭圆法及纵横波复合法两种缺陷横向位置无损检测方法。根据探头和缺陷位置的几何关系，建立了缺陷定位测量的数学模型，利用确定的缺陷定位算法，分别对人工缺陷和焊接缺陷进行了定位检测。结果表明，双椭圆法在缺陷定位测量精度和操作实施过程上要优于纵横波复合法；采用双椭圆法，人工缺陷的埋藏深度及横向位置的平均测量误差分别为0.5和0.3 mm；焊接缺陷的埋藏深度及横向位置的平均测量误差分别为0.6和0.4 mm。所提方法克服了由于焊缝余高的存在，传统超声TOFD法B扫描不可达的问题，并为缺陷在焊缝中的横向位置检测提供解决办法。     

超声衍射时差法用于核电站常规岛管道焊缝检测的可行性

根据核电站常规岛管道焊缝施工特点,设计制作了带有人工缺陷的试块,对试块进行了超声衍射时差法(TOFD)、射线及超声检测,并对检测结果从检出率、缺陷定位、缺陷定量及缺陷评级等方面进行了对比分析。结果表明,TOFD方法在管道检测方面具有较高的可靠性。通过在工程现场进行TOFD和射线检测试验,表明TOFD方法在核电站常规岛中的应用是可行的。     

超临界机组高温高压管道焊缝检测方法对比

超临界机组高温高压管道焊缝内存在大量微小裂纹类缺陷,常规超声检测难以对该类缺陷进行准确测量和监控跟踪,故应采用多种方法进行检测。通过分析常规脉冲反射法、衍射时差法和超声相控阵法的工作原理,对比了三种方法的优缺点,并通过实际应用对比了三种方法的检测效果。经验证实,结合电厂实际生产需求,对特殊缺陷区域应增加TOFD和相控阵方法的检测。     

基于自回归谱外推的小尺寸裂纹TOFD定量检测

利用超声衍射时差法(Time of Flight Diffraction,TOFD)对合金钢焊缝中的小尺寸裂纹实施检测时,受脉冲宽度等因素制约,裂纹上、下端点的衍射波会发生混叠,而导致裂纹高度定量困难。采用自回归谱外推(Autoregressive Spectral Extrapolation,ARSE)技术对混叠信号进行处理,扩展有效频带范围,达到压缩时域信号脉宽和提高时间分辨率的目的。结果表明,结合ARSE技术可有效分离混叠信号,实现厚度100.0mm合金钢中深度50.0mm处高度1.0mm裂纹的TOFD定量检测,且相对定量误差不超过5.3%。     

线聚焦超声波法焊接缺陷识别

针对常规超声TOFD(time of flight diffraction,衍射时差)法存在超声衍射声场能量低、检测回波信号弱的问题,提出一种线聚焦超声TOFD焊接缺陷识别方法. 基于几何声学理论,根据所需主轴声线折射角度及聚焦深度,设计线聚焦超声TOFD法所用的声楔块. 通过铝合金板人工缺陷试件的检测,研究线聚焦法的检测灵敏度;通过铝合金板搅拌摩擦焊试件的检测,验证线聚焦法的有效性. 结果表明,和常规方法相比较,相同测试条件下线聚焦超声TOFD法的检测灵敏度更高,采集的图像具有更好的对比度,同时能较好地保持图像边缘. 所提新方法在改善缺陷分辨力、提高缺陷检出率及降低漏检等方面具有很好的使用价值.     

用超声衍射时差法对焊缝缺陷定性表征

采用超声衍射时差法（TOFD）检测焊缝中大量的缺陷，分析各类典型缺陷的响应特征，总结用TOFD技术对缺陷定性的方法，并与普通超声波检测结果进行对比。较之普通超声波检测，TOFD法直观，信息量大，对人员的依赖性低且定性准确。     

基于超声TOFD法直通波幅度分布的近表面缺陷检测

针对超声衍射时差法（TOFD）的近表面检测盲区问题,提出一种基于直通波幅度分布分析的近表面缺陷检测方法。在近表面缺陷检测信号的直通波部分选取多个关键点,揭示了各关键点幅度分布与近表面缺陷深度的关系,获得了用于近表面缺陷检测的幅度分布特征值。试验结果表明,该方法能准确检测出埋深1．0mm的人工缺陷,有效地提高了对近表面缺陷的识别能力。     

相控阵和超声衍射时差法在球罐裂纹检测中的应用

在某球罐内表面环焊缝中发现裂纹,采用TOFD(超声衍射时差法)和相控阵超声检测技术对缺陷进行定量检测,为缺陷返修提供了较为准确的数据,同时验证了两种检测技术相结合的方法对缺陷定量检测是最有效的辅助手段。     

电站厚壁部件焊缝内壁缺陷TOFD检测

为了优化厚壁部件内壁缺陷的超声波检测条件,对衍射时差法超声波(TOFD)的声波传播特性进行了理论分析;试验研究了TOFD探头的楔块角度、频率对检测结果的影响;提出了合理的检测条件:对于厚度为160 mm碳钢试块,小角度及低频率有利于厚壁部件内壁缺陷的检测。研究结果表明:5 MHz频率,20°楔块,声束聚焦深度为内壁处,可以检测到厚度160 mm部件的内壁缺陷最小临界尺寸为2 mm高度。     

超声衍射传播时间法与射线照相法对缺陷检出能力的比较

介绍国外焊缝用超声衍射传播时间法(TOFD)与射线照相法在缺陷检出能力和定量精度方面的比较,最后得出,锅炉、压力容器焊缝(板厚>12.7mm)可用超声TOFD法取代RT检测的结论。