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.     

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.     

表面开口缺陷高度的测量方法对比

表面开口类缺陷的检测和高度的测量对核电设备寿命的评估意义重大。分别利用常规超声端点衍射法与TOFD(衍射时差法)方法对表面开口缺陷的高度进行了测量并对结果进行了比较,得出结论:检测高度小于4 mm的开口缺陷时,常规超声端点衍射法分辨力下降严重;TOFD方法利用A扫信号可以区分1mm高度的开口缺陷;随着表面开口缺陷高度的增加,两种方法测量结果基本一致。     

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。     

基于深度重采样叠加的不锈钢焊缝TOFD检测信号降噪技术

奥氏体不锈钢焊缝粗大的柱状晶组织会导致常规TOFD(超声波衍射时差法)检测信号的信噪比较低,检测信号中的缺陷衍射波较难判定.为提高检测信号信噪比,基于缺陷衍射波信号与焊缝组织结构噪声的差异,提出了深度重采样叠加算法并进行检测试验.研究结果表明,与缺陷衍射波信号基本一致的相位分布相比,结构噪声的相位分布具有随机性;深度重...     

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。     

基于频率—相位编码信号激励的焊缝超声检测分析

焊接结构在工业领域的应用十分广泛,常应用于复杂结构中,对焊接质量要求较高,需要高时间分辨率的超声检测方法检测焊缝内部缺陷.为了提高检测结果的时间分辨率,将雷达领域的编码激励与脉冲压缩技术引入焊缝检测中,提出一种基于幅度加权频率调制的相位编码激励检测方法,该方法的激励信号为幅度加权的线性调频信号与巴克码信号的复合.结果表明,相同带宽下,与线性调频信号和巴克码激励的检测结果相比,所提出的激励方法检测结果的时间分辨率较高,同时,有效降低了调频带宽对检测结果的影响.     

基于合成孔径聚焦的不锈钢焊缝超声TOFD检测技术

奥氏体不锈钢焊缝受粗大柱状晶组织的影响,其焊缝的超声TOFD检测信号信噪比低、扫描图像模糊,缺陷检测容易误判或漏检。为提高检测信号信噪比及扫描图像分辨力,引入合成孔径聚焦算法对超声TOFD-D扫描采集的A信号进行处理,并分析了变迹窗对处理后检测信号信噪比的影响。研究表明,通过优化选择变迹窗可提高检测信号的信噪比和缺陷的D扫描图像分辨力,有效地增强了超声TOFD检测技术对奥氏体不锈钢焊缝的检测能力。     

基于合成孔径聚焦成像的超声衍射时差法图像优化处理

为了改善超声衍射时差法(TOFD)检测图像品质,提高缺陷图像的横向分辨率,从基本原理出发,建立了D扫和B扫TOFD图像的合成孔径聚焦成像模型,对提高合成孔径聚焦成像品质的方法进行了研究,实现了TOFD图像的合成孔径聚焦技术与匹配滤波、维纳滤波、旁瓣抑制等算法的综合集成。试验结果表明,提出的合成孔径聚焦成像算法能有效改善TOFD图像质量,增强对缺陷尺寸的横向定量识别,有利于高分辨TOFD技术的实现。     

焊缝超声TOFD检测信号及图像降噪技术研究

超声TOFD检测信号中混入的无关噪声常导致从检测图像中难以分辨缺陷特征。本研究通过小波包分解技术分析缺陷衍射波特征信号的时、频域分布特征,采用小波包统一阈值对超声TOFD检测信号进行降噪处理,对比软、硬阈值函数对检测信号的降噪结果。研究结果表明:采用软、硬阈值对长度10 mm、深度5 mm的裂纹缺陷信号降噪,其信噪比由原始的22.88 dB分别提高至186.66、176.65 dB,对长度28 mm、深度8 mm的夹杂缺陷信号降噪,其信噪比由原始的16.62 dB分别提高至33.74、28.16 dB;基于小波包软、硬阈值去噪后信号进行图像重构可有效抑制干扰条纹并提高缺陷特征图像的分辨力,而采用软阈值法几乎完全去除了原始超声TOFD检测图像中的噪声条纹。     

结合TOFD与脉冲反射法的复合超声检测系统的研制

为了对运行后设备进行安全性和剩余寿命的评估,必须对结构中的焊缝进行无损检测。在超声衍射时差法（TOFD）技术的基础上,研制了结合超声TOFD技术与脉冲反射技术的超声复合检测系统。介绍了用TOFD技术对焊缝检测时存在上下表面不可检测的盲区,实现对整个焊缝全方位的检测,提高了焊缝检测的可靠性。     

超声TOFD法检测信号相位识别技术

超声TOFD（time of flight diffraction,衍射时差）法检测信号中的相位信息是缺陷定性识别及定量测量的重要参量,但受检测系统影响,原始信号的相位特征不明显.针对传统维纳逆滤波解卷积技术在提高超声检测信号时间分辨力上的不足,采用一种基于谱外推的改进维纳逆滤波方法对超声TOFD法检测信号进行处理.分别采用传统及改进的维纳逆滤波技术对计算机仿真及缺陷实测信号进行处理,并将结果进行分析比较.结果表明,基于谱外推的改进方法能有效提高信号的时间分辨力,提取与缺陷形态相关的相位信息,从而为缺陷的定性识别及定量测量提供依据.     

基于合成孔径聚焦的超声TOFD检测技术及图像增强

为了精确定位开口裂纹的端部在铝合金厚板对接焊缝中的位置,对其超声衍射时差法(TOFD,time off flight diffraction)的 B 扫描图像进行了处理.为了提高图像的横向分辨率,引入了合成孔径聚焦技术(SAFT, synthetic aperture focusing technique).根据缺陷端部和换能器之间的几何关系,建立了图像SAFT处理的数学模型,实现了B扫描图像的SAFT重建.为了提高图像的纵向分辨率,先将原始图像进行了线性化处理,从而提出了一种新的超声TOFD法B扫描图像处理技术L-SAFT(linearization-SAFT).结果表明,该技术有效地提高了图像的分辨率.利用该技术能快速、准确地捕捉裂纹端部在试件中的横向和深度位置,实现缺陷的精确定位与定量.     

TOFD技术在特殊结构焊缝检测中的应用

叙述了TOFD技术的工作原理。在蜗壳焊缝试板及焊缝检测中将超声波和射线检测技术进行了对比。焊缝的缺陷解剖试验表明,TOFD技术能检出常规超声和射线检测方法难以检出的平面状缺陷,对气孔、夹杂等体积状缺陷的检测结果与实际解剖结果有出入。鉴于TOFD技术缺陷检出率高,对面状缺陷灵敏、不受方向性限制、检测速度快、扫描图显示直观并且无辐射等优点,因此在石化装置等在役特种设备的安全评定中具有很好的推广价值。     

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。     

Reliability assessment of manual ultrasonic time of flight diffraction (TOFD) inspection for complex geometry components

Experimental probability of detection (POD) and probability of sizing (POS) curves are developed for the detection and sizing of surface-breaking cracks in components having complex geometry. A manual ultrasonic time of flight diffraction (TOFD) inspection system has been used to develop these POD and POS curves. Initially, it was assumed and subsequently verified that signal responses have a normal distribution. The effects of probe angle and probe center-to-center spacing on both POD and POS were observed. Unlike the PODs previously reported for conventional ultrasonic amplitude based flaw sizing techniques, the PODs associated with TOFD in the range of defect sizes considered here, exhibit a decreasing trend for a fixed set of experimental parameters. It is important to emphasize that the curves obtained in this work are specific to the geometry, specimen dimensions, set of notches and the specific probes used in the experiment. However, when using a manual TOFD inspection system, these curves can be useful for planning the risk-based inspection of components having complex geometry (such as a steam turbine rotor shaft).     

铝合金焊缝超声TOFD检测的信号特征

针对厚板铝合金焊接接头的检测，研究了超声衍射时间差法（TOFD）检测时的信号特征及衍射规律，并探讨了最佳检测工艺参数和缺陷测量精度。研究结果表明，缺陷尺寸的测量结果与真实值基本吻合。其研究为实际焊接接头的检测奠定了基础。