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。     

基于改进型正交匹配追踪的TOFD重叠信号分离研究

针对在使用超声衍射时差技术检测焊缝时,对于薄壁试件、近表面或尺寸较小的缺陷,各回波波形之间容易发生重叠和给波达时间的测量带来困难的问题,基于Gabor函数,对传统的正交匹配追踪算法的优化进行了研究,建立了超声TOFD检测信号特征信号库。利用波形的相似性从特征信号库中选择了与检测信号相匹配的最优原子,实现了重叠信号分离以及检测信号稀疏化,设计了超声TOFD实验系统,并对带有人工缺陷的试块进行了相关实验验证。研究结果表明,该技术能够有效分离重叠信号并精确测量超声波波达时间,缺陷测量误差小于0.28 mm。     

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.     

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。     

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.     

不锈钢焊缝中超声传播特性及TOFD检测方法研究

为提高对不锈钢焊缝内部缺陷的超声检测能力,开展了关于焊缝超声波传播特性及其超声衍射时差法(TOFD)的研究工作。通过调整探头间距(PCS)改变检测声束方向,分析检测声束与柱状晶夹角对检测信号信噪比的影响,提出基于超声TOFD技术的焊缝一次波、二次波检测方法;鉴于二次波检测中特征波结构的复杂性,建立了特征波传播模型以识别二次波特征信号。研究结果表明,焊缝中传播的超声波声束呈现明显的各向异性特征,柱状晶与检测声束的夹角是检测信噪比的关键影响因素;与探头置于焊缝根部侧和余高侧相对应,需分别采用一次波和二次波检测方法进行TOFD检测;当检测声束与柱状晶夹角在35°~48°且检测区域具有较高声压时,可有效提高对焊缝缺陷的检测能力。基于声波传播的各向异性特征提出的超声TOFD一次波和二次波检测方法对于提高奥氏体不锈钢焊缝的超声检测能力具有重要作用。     

一起超级奥氏体不锈钢管道未熔合案例分析及缺陷处理

超级奥氏体不锈钢压力管道经射线检测发现未熔合缺陷,由于缺陷自身高度难以定量,检验人员应用TOFD检测对未熔合缺陷自身高度进行测定,根据检测结果对压力管道安全等级进行评定并提出相应处理措施,管道缺陷部位解剖后证实检测数据的准确性。     

多用途智能爬行器的研制

针对大合拢焊缝检测,开发了用于长直焊缝超声检测的多用途智能爬行器。介绍了大合拢焊缝的TOFD检测工艺,根据工艺设计了爬行器的总体结构,从模块化机械设计、电气设计和软件设计三个方面进行了研究。利用试板架测试了爬行器性能,在板对接焊缝上进行了现场试验,从试验结果可以看出,多用途智能爬行器无须搭设脚手架即可实现对长直焊缝的TOFD检测,具有使用方便,检测效率高,检测结果质量稳定等特点。     

TOFD检测中变形波信号和非相关信号的识别

TOFD检测技术的难点之一是图谱识别和判读。针对TOFD检测图谱中的变形波信号进行了时差计算,并结合检测实例进行了展示和分析,以排除变形波和其它非相关信号的影响,从而正确识别和测定缺陷,避免误判。     

一种基于WMM的超声信号噪声抑制新方法

超声衍射时差（time of flight diffraction,TOFD）法存在接收的缺陷衍射信号能量低、易于被噪声干扰的问题.为了解决这一问题,根据TOFD法检测过程中两相邻测点回波中缺陷信号具强相关性、噪声信号具随机性的特点,在传统小波模极大值（waveletmodular maximum,WMM）方法的基础上...