TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座

TOFD培訓教程

TOFD–超聲波衍射時差法也叫“裂紋端點衍射法”或“尖端反射法”TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第1頁TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第2頁TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第3頁TOFD技術(shù)概念TOFD技術(shù),即Timeofflightdiffractiontechnique,超聲波衍射時差檢測技術(shù)．概念：一個依靠超聲波與缺點端部相互作用發(fā)出衍射波來檢出缺點并對缺點進行定量檢測技術(shù)．發(fā)展條件：因其原理與傳統(tǒng)檢測方式有很多不一樣，填補了傳統(tǒng)方法不足之處．

TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第4頁TOFD技術(shù)發(fā)展歷史背景1.TOFD即衍射時差法是由上個世紀七十年代由國際原子能中心哈韋爾（英國原子能權(quán)威人士－UKKAEA）提議下發(fā)展而來。2.TOFD最初發(fā)展僅僅是作為定量工具，最初想法是：使用常規(guī)技術(shù)探測到缺點后使用TOFD進行準確定量和監(jiān)測在線設(shè)備裂紋擴展（比如檢測壓力容器）。3.很多年以來TOFD一直在試驗室里，各國做過大量試驗直到八十年代才為業(yè)界所認同；在這些試驗中，用事實證實了TOFD在可靠性和精度方面都是非常好技術(shù)。4.利用TOFD技術(shù)探傷沿焊縫進行掃查基本能發(fā)覺焊縫全部缺點，搜集掃查數(shù)據(jù)組成B掃或D掃圖像比單純看A掃更輕易判斷缺點尺寸和性質(zhì)。TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第5頁TOFD技術(shù)優(yōu)勢1)TOFD技術(shù)可靠性好。因為其主要是利用衍射波進行檢測，而衍射信號不受聲束影響，任何方向缺點都能有效發(fā)覺，使該技術(shù)含有很高缺點檢出率。國外研究機構(gòu)缺點檢出率試驗得出評價是：手工UT，50-70%；TOFD，70-90%；機械掃查UT+TOFD，80-95%。由此可見，TOFD檢測技術(shù)比常規(guī)手工UT檢測可靠性要高得多。

2）TOFD技術(shù)定量精度高。采取衍射時差技術(shù)對缺點定量，精度遠遠高于常規(guī)手工超聲波檢測。普通認為，對線性缺點或面積型缺點，TOFD定量誤差小于1mm。對裂紋和未熔合缺點高度測量誤差通常只有零點幾毫米。TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第6頁TOFD技術(shù)優(yōu)勢3）TOFD檢測簡單快捷，最慣用非平行掃查只需一人即能夠操作，探頭只需沿焊縫兩側(cè)移動即可，不需做鋸齒掃查，檢測效率高，操作成本低4）TOFD檢測系統(tǒng)配有自動或半自動掃查裝置，能夠確定缺點與探頭相對位置，信號經(jīng)過處理能夠轉(zhuǎn)換為TOFD圖像。圖像信息量顯示比A掃描顯示大得多，在A型顯示中，屏幕只能顯示一條A掃信號，而TOFD圖像顯示是一條焊縫檢測大量A掃信號集合。與A型信號波形顯示相比，包含豐富信息TOFD圖像更有利于缺點識別和分析。TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第7頁TOFD技術(shù)優(yōu)勢5）當今使用TOFD檢測系統(tǒng)都是高性能數(shù)字化儀器，完全客服了模擬超聲探傷儀和簡單數(shù)字超聲波探傷儀統(tǒng)計信號能力差特點，不但能全過程統(tǒng)計信號，長久保留數(shù)據(jù)，而且能夠高速進行大批量信號處理。6）TOFD技術(shù)除了用于檢測外，還可用于缺點擴展監(jiān)控，是有效且能準確測量出裂紋增加方法之一。７）TOFD能對缺點深度位置進行準確定位，對缺點本身高度進行定量．８）因為缺點衍射信號與角度無關(guān)，檢測可靠性和精度不受角度影響。９）依據(jù)衍射信號傳輸時差確定衍射點位置，缺點定量定位不依靠信號振幅。TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第8頁TOFD技術(shù)優(yōu)勢

1）TOFD檢測結(jié)果與射線檢測結(jié)果都是以二維圖像顯示，不一樣是TOFD能對缺點深度和本身高度進行準確測量，而射線只能得到缺點俯視圖信息，對于判斷缺點危害性程度主要指標，厚度方向長度，射線是很困難2）TOFD技術(shù)可探測厚度大，對厚板探傷效果比較顯著，但射線對厚板穿透能力非常有限

3）TOFD技術(shù)檢測缺點能力非常強，特殊探傷方式使其含有相當高檢出率，約90%左右，而相比之下，射線檢測檢出率稍低，大約75%，在實際工作中，我們也發(fā)覺有TOFD檢測出來缺點，X射線未能發(fā)覺情況，這給質(zhì)量控制帶來了極大隱患。TOFD技術(shù)與射線技術(shù)比較優(yōu)勢TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第9頁TOFD技術(shù)優(yōu)勢

4）TOFD技術(shù)所采集是數(shù)據(jù)信息，能夠進行多方位分析，甚至能夠?qū)θ秉c進行立體復(fù)原。這是因為TOFD技術(shù)是將掃查中全部原始信號都進行了保留，在脫機分析中我們能夠利用計算機對這些原始信號進行各種各樣分析，以得出愈加準確缺點判斷結(jié)果；而射線檢測只能將射線底片置于觀片燈前進行分析，不能夠再深入利用軟件對缺點進行愈加全方面分析。

５）TOFD檢測操作簡單，掃查速度快，檢測效率高；而射線檢測過程繁瑣，耗時長，效率低下。TOFD技術(shù)與射線技術(shù)比較優(yōu)勢TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第10頁TOFD技術(shù)優(yōu)勢

６）TOFD技術(shù)是利用超聲波進行探傷，對檢測時工作環(huán)境沒有特殊要求。超聲波檢測是一個環(huán)境保護檢測方式，對使用人員沒有任何傷害，所以在工作場所不需要特殊安全保護辦法；而射線檢測因其放射危害性受到國家政策嚴格控制，現(xiàn)場只能單工種工作，降低了檢測工作效率，妨礙了整個工程進度。7）TOFD檢測成本低，重復(fù)成本少；而射線檢測，建造暗室需要較高投入，平時工作中耗材成本重復(fù)發(fā)生，綜合成本相對較高TOFD技術(shù)與射線技術(shù)比較優(yōu)勢TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第11頁TOFD不足在上、下表面附近盲區(qū)對“噪聲”敏感夸大了一些良性缺點,如氣孔,冷夾層,內(nèi)部未熔合。解釋比較困難注意標準問題(有待處理)TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第12頁TOFD技術(shù)國內(nèi)發(fā)展情況１．２０世紀９０年代，我國開始引進ＴＯＦＤ檢測技術(shù)，最早應(yīng)用單位有核動力研究所和中國一重．２．２０００年左右在西氣東輸中進行了大量應(yīng)用．３．２００４年一重與中國特檢院合作編訂國內(nèi)第一個ＴＯＦＤ企業(yè)標準，并對神華煤液化工程中世界上最大加氫反應(yīng)器（壁厚３４０mm）進行ＴＯＦＤ檢測．４．２００５年，武漢中科創(chuàng)新技術(shù)有限企業(yè)研發(fā)出國內(nèi)第一臺ＴＯＦＤ專用檢測設(shè)備．５．２００７年經(jīng)過全國特種設(shè)備無損考委會培訓和考評共６０人．６．２００８年ＪＢ／Ｔ４７３０－２００５中ＴＯＦＤ檢測標準出臺，武漢中科創(chuàng)新技術(shù)有限企業(yè)是國內(nèi)唯一一家參加標準制訂超聲儀器生產(chǎn)廠家.TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第13頁TOFD原理1.波形衍射當超聲波作用于一條長裂紋缺點時，在裂紋縫隙產(chǎn)生衍射，另外在裂紋表面還會產(chǎn)生反射。TOFD就是利用聲束在裂紋兩個端點或端角產(chǎn)生衍射波來對缺點進行定位定量。探頭入射波折射波衍射波探頭被測工件TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第14頁衍射現(xiàn)象惠更斯原理:缺點上每一個點都產(chǎn)生出一個球面子波。入射波使缺點產(chǎn)生振動。衍射波特點：1，向各個方向傳輸2，能量低3，衍射方向不取決于入射角TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第15頁發(fā)射探頭接收探頭被測工件TOFD掃查焊縫形成A掃脈沖圖像直通波上端點下端點底波TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第16頁－+－+3.波形相位關(guān)系當超聲波束由一個高阻抗介質(zhì)傳輸?shù)揭粋€低阻抗介質(zhì)中時，在界面經(jīng)過反射后波束相位發(fā)生改變，假如波束在碰到界面前是負向周期則在界面反射后轉(zhuǎn)變?yōu)檎蛑芷凇０l(fā)射探頭接收探頭以下列圖，波束經(jīng)過上端點和底面時，在異質(zhì)界面反射和相位發(fā)生轉(zhuǎn)變，所以波形相位相同。而波束經(jīng)過下端點時相當于波束在底缺點底部圍繞，相位不發(fā)生轉(zhuǎn)變與直通波相位相同。依據(jù)理論和試驗證實，假如兩個衍射信號相位相反，則在兩個信號間一定存在一個連續(xù)不間斷缺點。所以識別相位改變對于評定缺點尺寸非常主要。利用上、下端點時間差來計算缺點深度和本身高度是TOFD探傷最主要部分*注在一些特殊情況下，比如氣孔，小夾渣之類缺點因為幾何尺寸太小不會產(chǎn)生兩個分離端點信號TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第17頁ss4.深度計算公式ht如上圖所表示，兩探頭信號是對稱，則在兩探頭之間信號時間t能夠用下式計算s＝兩探頭中心距二分之一h=反射信號深度c=聲速因為時間能夠由儀器自行測出，所以由左式可計算出缺點深度TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第18頁SSh1h2h5.缺點本身高度計算依據(jù)剛才公式，計算出缺點上端點深度和下端點深度二者之差即為缺點本身高度，以下式h=h1-h2h1=上端點深度h2=下端點深度TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第19頁TOFD掃描成像－+－+發(fā)射探頭接收探頭TOFD成像并非是缺點實際圖像顯示，而是經(jīng)過掃查時探頭所接收到A掃圖形轉(zhuǎn)換為黑白兩色灰度圖，為了能有更清楚圖像因些要求最少256級灰度分辨率＋100%0%－100%利用灰階度來表示振幅，當回波處于0位時用中間灰色表示，當波形向正半周改變時向100%灰度（白色）漸變，當波形向負正半周改變時向-100%灰度（黑色）漸變A掃圖像D掃圖像直通波上端點下端點底波TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第20頁連續(xù)掃查時得到掃描圖像A掃波形D掃圖像直通波底波TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第21頁有缺點時掃描圖像A掃圖像D掃圖像上端點下端點TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第22頁特殊缺點特征直通波被阻斷下端點底波沒有直通波和上端點信號1.上表面開口裂紋TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第23頁當缺點沿掃查方向有一定長度時，連續(xù)掃查得下以下D掃圖像直通波被阻斷下端點底波直通波斷開只有下端點信號TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第24頁當表面開口深度非常小時，直通波并沒有斷開，但顯著滯后直通波被阻斷底波直通波滯后TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第25頁底波被阻斷上端點底波2.下表面開口裂紋沒有下端點和底波底波斷開上端點TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第26頁底波被阻斷上端點底波2.下表面開口裂紋因為開口深度較小，無法完全阻當直通波，所以底波并未消失，但顯著滯后沒有下端點和底波上端點底波滯后TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第27頁底波3.短小缺點在焊縫中出現(xiàn)短小缺點，上下端點距離很小，所以沒有顯著區(qū)分上下端點衍射，所以會出現(xiàn)一個非常顯著不規(guī)則屢次振蕩信號TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第28頁底波4.近表面缺點在近表面發(fā)覺缺點，因為與直通波距離近，所以上端點與直通波疊加在一起難以區(qū)分。TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第29頁5.單個氣孔因為幾何尺寸小，所以沒有顯著分離上下端點回波，形成一個獨立小月牙狀，相位無法分辨TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第30頁6.水平方向平面形缺點

(層間未熔,冷夾層)發(fā)射探頭接收探頭橫向波LW內(nèi)壁反射波BW反射回波反射信號TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第31頁缺點位置不確切性發(fā)射探頭接收探頭SSt2t1相等時間軌跡(t1+t2=ct)dmindmax實際上:絕對深度最大誤差低于壁厚10%.內(nèi)部（小）缺點高度預(yù)計誤差是能夠忽略。TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第32頁TOFD掃查模式平行掃查:又稱橫向掃查,是指掃查方向與超聲波束方向是平行,掃查結(jié)果稱為B-scan,所得結(jié)果主要是Ｙ軸和Ｚ軸方向值．該掃查方法能為我們提供很準確深度結(jié)果，但因掃查時探頭須越過焊縫，操作起來相對煩瑣．非平行掃查:又稱縱向掃查，是指掃查方向與超聲波束方向不平行，掃查結(jié)果稱為Ｄ－scan，所得結(jié)果主要是Ｘ軸和Ｚ軸方向值，掃查方便，適用大范圍焊逢檢測，普通采取探頭對稱布置于焊縫中心線兩側(cè)沿焊縫長度方向掃查．⒈左偏置非平行掃查⒉右偏置非平行掃查TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第33頁TOFD掃查模式TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第34頁不一樣類型缺點在TOFD中顯示TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第35頁近表面裂紋裂紋阻擋了直通波，下尖端衍射信號顯示在A-掃描中。21TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第36頁根部未焊透注意上下尖端兩個信號1234TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第37頁根部未熔合注意直通波和缺點信號之間波形相位轉(zhuǎn)換123TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第38頁側(cè)壁未熔合注意上下尖端兩個信號1234TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第39頁氣孔密集型氣孔12TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第40頁層間未熔合TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第41頁ＴＯＦＤ檢測前要重點控制指標分辨率

分辨率是指識別２個信號所能代表最小距離，分辨率在ＴＯＦＤ檢測中決定了所能分辨缺點高度尺寸極限，普通一個信號能夠包含２－３個周期，相當于２－３波長，對于５Ｍ探頭相當于２－３mm，對于小夾渣和氣孔，通常不能分辨其上下端點，但有時經(jīng)過采取高頻探頭能夠提升分辨率，不過會帶來噪聲并限制了檢測厚度．

聲束擴散

在ＴＯＦＤ檢測中，普通情況下要盡可能少掃查次數(shù)來檢測大范圍金屬材料，所以聲束擴散角足夠大是非常主要，制訂工藝時需要經(jīng)過計算來確定聲束覆蓋范圍．

TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第42頁ＴＯＦＤ參數(shù)設(shè)置設(shè)置與選擇熟悉工件：焊縫類型，運行條件，需要檢出缺點類型及位置，檢驗?zāi)覆姆謱雍秃穸龋牧纤p特征等．選擇超聲探頭：探頭頻率，晶片尺寸，探頭角度，探頭對數(shù)，掃查次數(shù)等．設(shè)置探頭間距：依據(jù)工件及探頭選擇情況計算并設(shè)置探頭中心間距．Ａ掃描采集參數(shù)選擇：激發(fā)脈沖寬度設(shè)置，時間窗口設(shè)置，阻尼設(shè)置等．增益設(shè)置：依據(jù)工件實際情況選擇適當檢測靈敏度．

TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第43頁TOFD檢測中探頭選擇探頭角度探頭頻率探頭晶片尺寸探頭對數(shù)選擇TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第44頁1.探頭角度TOFD檢測中探頭選擇角度在鋼中５ＭＨＺ探頭波束擴散角D=6mmD=10mmD=15mm45°34.0-5738.8-51.840.8-49.960°47.3-8451.9-70.654.5-66.570°54.0-9059.6-90.062.6-82.1TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第45頁TOFD檢測中探頭選擇

由上表我們能夠分析出，４５°擴散角最小，但同一厚度時時間差最大，即分辨率最好；７０°時擴散范圍最大，但時間差太小，分辨率太低，能夠看出角度與探頭覆蓋率成正比；與分辨率成反比．注：在直通波與底波之間容納周期數(shù)越多，分辨率越好．1.探頭角度40mm厚度工件折射角度456070PCS,mm4883.2132LW,us8.11322.2BW,us15.719.425.9時間差，us7.65.423.8TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第46頁TOFD檢測中探頭選擇探頭頻率越高，波長越短，半擴散角越?。╯inB=Fr/D）,覆蓋率越低，增加了直通波與底波間周期數(shù)，提升了分辨率．例：６０度測４０mm工件為例，直通波和底波間隔為５．４２us，對于１ＭＨＺ探頭，一個振動周期為１us，則直通波和底面回波時間間隔只有５個超聲周期，這對顯然是不夠，普通到達３０個周期能到達相當好分辨率，假如是５ＭＨＺ探頭，一個振動周期為０．２us，則直通波與底面回波時間間隔有２７個周期，效果還比很好．２．探頭頻率TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第47頁TOFD檢測中探頭選擇

從半擴散角公式，我們可了解到，晶片直徑與擴散角成反比，即覆蓋范圍成反比．．３．探頭晶片尺寸４．探頭間距（PCS）

探頭間距與覆蓋率成正比，比較直觀．．TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第48頁TOFD檢測中探頭中心間距選擇探頭中心間距：

即我們常說ＰＣＳ（probecenterdistance）,是兩ＴＯＦＤ探頭中心間距離，在探頭選擇完成后，我們能夠依據(jù)公式確定探頭中心間距．普通要求聲束聚焦在工件２／３厚度處，但在進行分層時候也能夠依據(jù)需要聚焦在其它厚度上．

TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第49頁工件厚度(mm）檢測通道數(shù)或掃查次數(shù)深度范圍標稱頻率(MHz)聲束角度(°)晶片直徑(mm)聲束交點6～1010～t15～1070～602～32/3t10～1510～t15～770～602～42/3t15～3510～t10～570～602～62/3t35～5010～t5～370～603～62/3t50～10020～t/25～370～603～61/3t5/6t或若t/2～t5～360～456～12≦45°,tTOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第50頁8/9t或若11/12t或若100～20030～t/35～370～603～62/9tt/3～2t/35～360～456～125/9t2t/3～t5～260～456～20≦45°,t200～30040～t/45～370～603～62/12tt/4～t/25～360～456～125/12tt/2～3t/45～260～456～208/12t3t/4～t3～150～4010～20≦45°,tTOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第51頁TOFD技術(shù)中靈敏度調(diào)試方法用開槽衍射波來設(shè)置增益用晶粒噪聲來設(shè)置增益用直通波來設(shè)置增益用底波來設(shè)置增益在超聲檢測中,我們普通都需要對檢測靈敏度進行調(diào)整,因為適當靈敏度能防止漏檢缺點,但靈敏度高同時會帶來較大噪聲影響缺點判讀,所以必須要有適當檢測靈敏度.TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第52頁TOFD技術(shù)中靈敏度調(diào)試方法

在英國BS7706標準中就要求到,用一系列上表面開口窄槽下短點信號來設(shè)置增益.這種上表面開口槽下端點幅值非常類似于疲勞裂紋衍射信號.校準試塊厚度應(yīng)與工件厚度相近,材質(zhì)相同,槽開在1/3和2/3厚度處,在增益調(diào)整時應(yīng)在滿足信噪比要求情況下,把最遠處端點衍射信號波調(diào)到滿屏60%.1.用開槽衍射波來設(shè)置增益TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第53頁TOFD技術(shù)中靈敏度調(diào)試方法

在英國BS7706標準中也描述到,用被檢工件中經(jīng)典噪聲水平來設(shè)置增益.這種方法能確保全部缺點信號都能夠檢測到,但增益設(shè)置過高會造成B掃和D掃圖中信號很亮,給信號分析帶來困難,普通可將晶粒噪聲調(diào)至滿屏5%.2.用晶粒噪聲來設(shè)置增益TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第54頁TOFD技術(shù)中靈敏度調(diào)試方法在直通波可見情況下,用被檢工件中直通波波幅來設(shè)置增益.這種方法調(diào)整靈敏度比較適當,在噪聲滿足情況下將直通波波幅調(diào)整至滿屏40%-80%.3.用直通波來設(shè)置增益

在底波可見情況下用被檢工件中底波波幅來設(shè)置增益.在噪聲滿足情況下將底波波幅調(diào)整至滿屏80%,然后在增加20-32dB作為檢測靈敏度.這種方法使用較少，普通能夠用在多通道ＴＯＦＤ檢測中．４.用底波來設(shè)置增益TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第55頁ＴＯＦＤ技術(shù)誤差及處理方案時間誤差近表面誤差軸偏移深度誤差底面盲區(qū)入射點偏移誤差耦合劑深度改變誤差聲速改變誤差．．．．．．TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第56頁ＴＯＦＤ技術(shù)誤差及處理方案數(shù)字儀器都是將經(jīng)過對模擬信號進行采樣而將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，但因為不可能對全部信號進行全采集，會產(chǎn)生采到點并不是最端點位置信號，從而產(chǎn)生時間誤差，造成深度計算誤差．１．時間誤差

以４０mm厚試塊為例，聲速為5.95mm/us，ＰＣＳ為１００mm探頭頻率為５ＭＨＺ，數(shù)字化頻率為２５ＭＨＺd,mm135102040△d,mm3.00.990.60.30.160.09TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第57頁ＴＯＦＤ技術(shù)誤差及處理方案

由上表能夠看出，近表面深度誤差快速增加，這是因為這個區(qū)域內(nèi)超聲波幾乎是水平，時間上一個小誤差會給深度帶來很大誤差，能夠減小探頭間距，或使用更高數(shù)字轉(zhuǎn)化率和增加探頭頻率來降低時間差．但將降低檢驗覆蓋范圍．時間誤差處理方案TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第58頁ＴＯＦＤ技術(shù)誤差及處理方案

近表面誤差除了有上面所述時間不準而產(chǎn)生深度誤差，還有直通波存在而造成誤差．２．近表面誤差試塊厚度mm探頭間距mm頻率MHZ兩個周期us總時間us等效深度mm1023150.1334.03.1255850.410.1488.395011550.419.7311.8直通波等效深度TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第59頁ＴＯＦＤ技術(shù)誤差及處理方案

直通波存在輕易造成缺點埋沒在直通波中不易分辨，能夠降低ＰＣＳ，增加數(shù)字化頻率，使用高頻探頭或高阻尼寬帶探頭來處理．近表面誤差處理方案TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第60頁ＴＯＦＤ技術(shù)誤差及處理方案３．軸偏移深度誤差在ＴＯＦＤ掃查中缺點可能被中心聲束發(fā)覺也可能被邊緣聲束發(fā)覺，但在恒定橢圓軌跡中是無法分辨，這就產(chǎn)生了了不一樣深度，即主聲束所得結(jié)果是最大，但偏聲束會偏小，普通認為對于Ｖ型剖口內(nèi)缺點誤差小于３％，對于Ｘ型剖口缺點小于１％，但全部情況都不會大于８％．TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第61頁ＴＯＦＤ技術(shù)誤差及處理方案

在上面提到過時間恒定橢圓曲線，那么最大深度和最小深度之間距離就是底面盲區(qū)了，普通小于工件厚度８％，及工件厚度８％以上缺點都是絕對能夠發(fā)覺．對這種底面盲區(qū)能夠采取橫波方法來進行處理．４．底面盲區(qū)TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第62頁TOFD技術(shù)和PE方法組合檢測焊縫處理方案多通道一次非平行掃查方式,完成發(fā)覺缺點和對缺點初步評價

非平行掃查方式轉(zhuǎn)換為平行掃查方式，檢測缺點詳細信息

TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第63頁五通道一次非平行掃查方式當焊縫厚度大于6mm小于等于70mm時，采取一對TOFD探頭覆蓋整個焊縫厚度范圍，另外采取兩對PE探頭從兩邊對焊縫根部和蓋帽區(qū)域補充檢測。五通道處理方案

TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第64頁七通道處理方案

當焊縫厚度大于100mm小于等于200mm時，采取三對TOFD探頭覆蓋整個焊縫厚度范圍，另外采取兩對PE探頭從兩邊對焊縫根部和蓋帽區(qū)域補充檢測。七通道處理方案TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第65頁ＴＯＦＤ總誤差深度mm時間誤差△t=0.01usＰＣＳ誤差△s=1mm表面不平誤差△h=1mm耦合劑深度誤差△h=0.5mm總誤差mm20.670.020.50.000.8450.270.060.50.000.57100.140.110.50.010.53200.070.220.560.030.61400.040.440.750.040.87D=40mm,PCS=90mm,探頭角度＝60°,數(shù)字化頻率50ＭＨＺTOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第66頁TOFD技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第67頁TOFD技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第68頁TOFD技術(shù)圖像處理工具

差分法經(jīng)過移除直通波或側(cè)向波，增強近表面分辨力

數(shù)據(jù)分析模塊功效TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第69頁TOFD技術(shù)圖像處理工具直通波與底波拉直TOFD圖像

數(shù)據(jù)分析模塊功效TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第70頁經(jīng)過設(shè)置不一樣增益增加TOFD對比度

數(shù)據(jù)分析模塊功功效TOFD技術(shù)圖像處理工具TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第71頁經(jīng)過設(shè)置不一樣增益增加B掃對比度

數(shù)據(jù)分析模塊功效TOFD技術(shù)圖像處理工具TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第72頁檢測結(jié)果圖像1:1百分比顯示，有利于與射線底片進行對比

數(shù)據(jù)分析模塊功效TOFD技術(shù)圖像處理工具TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第73頁

HS800TOFD檢測儀

曲線游標擬合分析和TOFD尺寸判讀，統(tǒng)計并標識缺點

數(shù)據(jù)分析模塊功效TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第74頁TOFD技術(shù)圖像測量工具１．拋物線指針測量２．ＳＡＦＴ技術(shù)測量TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第75頁TOFD技術(shù)圖像測量工具

在ＴＯＦＤＤ掃描中，橫向移動拋物線指針使其與缺點弧線擬合，則兩拋物線指針距離就是缺點長度，這種方法測量精度在＋５mm內(nèi)．擬合中如效果不太好，能夠斷定缺點外形為曲線形．１．拋物線指針測量２．ＳＡＦＴ技術(shù)測量ＳＡＦＴ技術(shù)，又稱合成孔徑聚焦技術(shù)，該技術(shù)能產(chǎn)生寬度是晶片尺寸普通準直聲束，而且擴散很小，對與測量小于正常波束擴散范圍比較有效果，但ＳＡＦＴ技術(shù)分析中所耗時間長，效率比較低TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第76頁TOFD圖像判性分析點狀缺點Ｘ射線底片TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第77頁TOFD圖像判性分析點狀缺點ＴＯＦＤ掃查圖（小夾渣）點狀缺點ＴＯＦＤ掃查圖（氣孔）TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第78頁TOFD圖像判性分析ＴＯＦＤ掃查圖（密集型氣孔）

ＴＯＦＤ掃查圖（條狀夾渣）TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第79頁TOFD圖像判性分析ＴＯＦＤ掃查圖（裂紋）

裂紋Ｘ射線底片TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第80頁

HS800TOFD檢測儀

1、高清楚6.5英寸實時顯示（60HzA-掃描刷新率），640x480顯示器分辨率能夠在任何燈光條件下清楚看見缺點細節(jié)2、內(nèi)置兩個探頭位置編碼器

3、USB，LAN，VGA輸出接口4、支持縱波、橫波、導(dǎo)波和表面波等模式

5、具備A掃、腐蝕剖面、B掃、和TOFD檢測以及連續(xù)線性掃查成像，并對圖像進行差分、拉直、對比度及1：1百分比顯示處理

基本特點TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第81頁6、回放圖像統(tǒng)計中每點位置A掃波形

7、缺點全方面模式分析

8、符合國內(nèi)4730標準和國外EN、DNV、API、ASME、RBIM等相關(guān)標準

9、單通道、5通道及7通道掃查模式可選，最多達7個通道（三對TOFD、兩對PE）10個探頭同時掃查和統(tǒng)計

10、配置便于使用手動掃查器11、配置TOFD探頭和PE探頭

基本特點

HS800TOFD檢測儀

TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第82頁12、平行掃查以及非平行掃查13、檢測厚度可達200MM

14、便攜式、電池供電，配置兩塊鋰電池，單塊電池可運行8小時

15、整機重量2.4Kg（含電池）16、全漢字操作，界面友好

基本特點

HS800TOFD檢測儀

TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第83頁通道設(shè)置編碼器校準自動檢測數(shù)據(jù)分析

儀器各功效模塊

HS800TOFD檢測儀

TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第84頁

配套手動掃查器設(shè)計輕巧，人性化三個磁性輪吸附在檢測對象表面含有剎車系統(tǒng)，在任何時候任何場所都有效探頭導(dǎo)桿可調(diào)角度，適用范圍廣耦合良好

HS800TOFD檢測儀

TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第85頁基于A掃波形傳統(tǒng)脈沖回波和穿透檢測

1、脈沖寬度可調(diào)，依據(jù)探頭選擇適當阻抗 2、增益0－110dB范圍內(nèi)可調(diào)，步進最小為0.1dB 3、低噪聲設(shè)計，提升信噪比 4、用最多10點校準數(shù)據(jù)能產(chǎn)生DAC/TGC曲線校準超聲信號距離幅度改變 5、全檢波/正半波/負半波/射頻，射頻顯示提升了儀器對材料特征、膠結(jié)層、不一樣材料、缺點模式和探頭評價能力

主要檢測功效

HS800TOFD檢測儀

TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第86頁一維直線掃查和多通道組合統(tǒng)計實現(xiàn)以下功效

1、多通道TOFD及橫波PE非平行組合掃查沿探頭掃查軌跡連續(xù)測量TOFD衍射信號和橫波反射體回波幅度，同時實現(xiàn)對焊縫全方面覆蓋檢測

2、單或多通道橫波PE平行組合掃查沿探頭掃查軌跡連續(xù)測量橫波反射體回波幅度。實現(xiàn)對焊縫截面B掃成像和缺點當量評定

3、單或多通道TOFD平行掃查沿探頭掃查軌跡連續(xù)測量TOFD衍射信號，實現(xiàn)對焊縫截面缺點衍射端點準確分析 4、單通道橫波、導(dǎo)波、表面波PE非平行掃查投影成像（P掃）沿探頭掃查軌跡連續(xù)測量橫波、導(dǎo)波或表面波反射體回波幅度。實現(xiàn)較長距離范圍平面投影二維成像

主要檢測功效

HS800TOFD檢測儀

TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第87頁一維直線掃查和多通道組合統(tǒng)計實現(xiàn)以下功效

5、單通道縱波PE厚度剖面或B掃描成像和統(tǒng)計沿探頭掃查軌跡連續(xù)統(tǒng)計壁厚讀數(shù)或回波幅度，支持各種基于風險分析檢測和維護規(guī)程

直線掃查和統(tǒng)計能采取

1、計時模式（內(nèi)置實時時鐘）

2、真實位置模式（內(nèi)置增量編碼器接口）平行掃查以及非平行掃查

主要檢測功效

HS800TOFD檢測儀

TOFD超聲波衍射時差法教程專家講座第88頁

差分法經(jīng)過移除直通波或側(cè)向波，增強近表面分辨力

直通波與底波拉直TOFD圖像

經(jīng)過設(shè)置不一樣增益