欧盟TOFD技术新标准

介绍欧盟新标准CEN/TS14751：2004《焊缝超声TOFD法检测》的有关新要求。该欧标规定了A、B、C、D四种检测等级,不同壁厚（6mm～300mm）对接焊缝的TOFD设置,时间窗和灵敏度的调节方法,切槽试块和横孔试块的形状尺寸,焊缝分区扫查、中心扫查和偏心扫查的要领;列出了18张TOFD自身质量和典型缺陷的识别图谱。特别推出了克服TOFD固有局限性的一些新方法。期望对国内正在积极推广应用的TOFD技术提供新借鉴。     

TOFD技术在瀑布沟电站蜗壳焊缝质量检测中的应用

介绍了瀑布沟水电站运用TOFD技术检测蜗壳焊接质量的特点、方法和与其他检测方法的对比分析。实证结果表明：TOFD检测技术相对于常规无损检测方法具有质量控制水平更高、经济性更好、环保性更优等特点,在大型水电站金属结构焊接检测中具有重要的推广价值。     

基于图像线性化处理的超声TOFD检测缺陷定位方法

超声TOFD检测方法在厚大焊缝的检测中具有较强的优势,特别是对裂纹类的缺陷,其检出效率高。为满足工程现场检测的需要,开发了基于USB接口的便携式超声TOFD检测系统,利用该系统对含有不同尺寸的人工底面开口窄槽的铝合金试块进行了D扫描检测。同时利用提出的自动算法提取了焊缝区域并将该区域的图像进行了转换,解决了D扫描图像在纵向方向上的显示与焊件厚度之间非线性的关系。结果表明,处理后的图像便于缺陷深度测量,检测人员可根据线性关系直接估算出缺陷的深度和高度,提高了检测效率。     

TOFD检测中扫查方式与检测盲区的关系

非平行扫查、偏置非平行扫查及平行扫查是TOFD检测中常见的三种扫查方式,该三种扫查方式各有其优缺点及用处。通过理论分析及结合实际TOFD检测图像,深入讨论了三种扫查方式与TOFD检测盲区的关系。     

厚壁压力容器近表面TOFD检测研究

从厚壁压力容器近表面缺陷的检出率和缺陷尺寸定位定量的精准性角度出发,开展205 mm厚壁试块超声波衍射时差法(TOFD)上分区检测实验,结合上分区的整体成像结果,验证理论计算得出的通过改变探头间距和入射角来减小上表面盲区的方法是否可靠。实验结果表明,TOFD具有很强的独立发现上表面盲区内缺陷的能力,但无法获得缺陷自身深度和高度的精确定量,结合相控阵技术则可以有效提高近表面检测效果。     

基于超声衍射反射回波渡越时间的缺陷识别技术

针对超声衍射回波渡越时间(TOFD)法对近表面缺陷不敏感、被测表面以下8 mm之内为盲区的现状,提出一种改进的基于衍射和反射回波的渡越时间(TOFDR)的缺陷识别技术.该法不再直接检测缺陷上下端部衍射的信号.通过检测经过底面反射一次的衍射信号,避免了侧向波和衍射波的叠加,将盲区缩减到被测表面以下2 mm,且可以实现在线检测.阐述了该法的原理,给出了缺陷参数的计算方法,分析了探头间距和频率的影响.实验表明,该法可以检测到表面下2～35 mm内94%的垂直裂缝,实际位置和尺寸同计算结果吻合,精度可达±0.3 mm.     

Pattern Recognition of Weld Defects in Preprocessed TOFD Signals Using Linear Classifiers

The TOFD (Time of Flight Diffraction) technique is being widely used for automatic weld inspection, especially in the petrochemical industry, where welding quality is essential to avoid productivity losses. Although it provides high speed inspection, high sizing reliability and low rate of false defect indications, the classification of defects using ultrasound signals generated by the TOFD technique is still frequently questioned, because it depends heavily on the knowledge and experience of the operator. However, the use of computational tools for signal preprocessing and pattern recognition, such as the artificial neural networks, improves the classification reliability of defects detected by this technique. In this present work, three kinds of defects: lack of fusion (LF), lack of penetration (LP) and porosity (PO) were inserted into the specimens durin the welding process, generating pattern defects. The position, type and dimension of each inserted defect were recorded using conventional ultrasonic and radiographic techniques. The Fourier Transform and Wavelet Transform were used for preprocessing A-scan signals acquired during weld inspection by TOFD technique. This study was able to show the versatility of Wavelet Transform to preprocess these kinds of signals, since the correct scale in Continuous Wavelet Transform had been selected to supply a neural network. Hierarchical linear classifiers were implemented into the neural network in order to distinguish the main defects in welded joints detected by the TOFD technique. The results show the good success rate of welding defect recognition in preprocessed TOFD signals, mainly using Wavelet Transform. On the whole, the results obtained were very promising and could give relevant contributions to the development of an automatic system of detection and classification of welding defects inspected by the TOFD technique.     

采用TOFD对薄壁堆焊层裂纹类缺陷的检测

针对薄壁堆焊结构中为裂纹类缺陷定位定量检测的需要，作者采用TOFD（Time Of Flight Diffraction）缺陷检测系统进行了检测。研究了其超声衍射时间差法的检测特征，对获得的A扫描信号和B、D扫描图像的特征进行了分析和解释。结果表明，该方法可以检测到表面下2～10mm内的垂直裂缝，结合A扫描信号和B、D扫描图像的特征，能够有效地对裂纹状缺陷进行识别、定位和定量。该技术能为堆焊质量评价提供比较可靠准确的信息;具有实用价值。     

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.     

TOFD偏置非平行扫查缺陷检出的有效性

为研究TOFD偏置非平行扫查对缺陷检出的有效性,制作了圆锥孔深分别为5 mm,8 mm,13 mm,20 mm和25 mm的人工缺陷对比试块,并在试块上进行了TOFD偏置非平行扫查检测。检测图谱分析结果表明,移除底波后,TOFD偏置非平行扫查可以对所有圆锥孔有效检出,但缺陷深度超过8 mm时,深度测量误差迅速增大。针对现场的TOFD偏置非平行扫查检测,当测量缺陷深度超过8 mm时,应辅以常规超声检测对缺陷进行定位。