Времяпролетная дифракция ультразвука - Time-of-flight diffraction ultrasonics

Установка TOFD с передающими и приемными зондами. В этом случае приемный зонд видит четыре индикации: одну от боковой волны, которая прошла вдоль верхней поверхности, одну от волны, которая отразилась от дальней поверхности, и два от дефекта в тестируемом объекте.
Типичные данные TOFD, созданные путем выравнивания кривых данных с приведенного выше рисунка по вертикали и их цветовой кодировки по амплитуде. Дефект или разрыв создают характерную параболическую индикацию из-за очевидного изменения глубины при перемещении зонда.
Датчики TOFD с ручным управлением

Метод ультразвукового контроля методом времяпролетной дифракции ( TOFD ) является чувствительным и точным методом неразрушающего контроля сварных швов на наличие дефектов. TOFD возникла из методов дифракции на наконечнике, которые были впервые опубликованы Silk и Liddington в 1975 году, что проложило путь для TOFD. Более поздние работы по этой технике приведены в ряде источников, в том числе Harumi et al. (1989), Авиоли и др. (1991) и Брэй и Стэнли (1997).

Брей и Стэнли (1997) подытожили TOFD как методы дифракции на острие трещины, в которых использовался принцип, согласно которому вершины трещины при ударе волной будут рассеивать сигналы обратно в другое место на поверхности. Глубину этих наконечников можно определить по дифрагированной энергии.

TOFD был изобретен в Великобритании в 1970-х годах как инструмент исследования. Использование TOFD позволило более точно измерить размеры трещин, так что дорогостоящие компоненты могли оставаться в эксплуатации как можно дольше с минимальным риском выхода из строя.

Принцип действия

Измерение амплитуды отраженного сигнала - относительно ненадежный метод определения размеров дефектов, поскольку амплитуда сильно зависит от ориентации трещины. Вместо амплитуды TOFD использует время прохождения ультразвукового импульса для определения положения и размера отражателя.

В системе TOFD пара ультразвуковых датчиков устанавливается на противоположных сторонах сварного шва. Один из датчиков, передатчик, излучает ультразвуковой импульс, который улавливается датчиком на другой стороне, приемником. В неповрежденных трубах сигналы, улавливаемые датчиком-приемником, поступают от двух волн: одна проходит по поверхности, а другая отражается от дальней стены. Когда трещина присутствует, есть дифракционный ультразвуковая волна от кончика (ы) трещины. Используя измеренное время пролета импульса, можно автоматически рассчитать глубину вершины трещины с помощью простой тригонометрии.

Приложения

Комбинация фазированной решетки + TOFD обычно используется для проверки сварных швов трубопроводов.

Надежность

Одним из ограничений TOFD является «мертвая зона», создаваемая сигналом боковой волны чуть ниже проверяемой поверхности (или наружной поверхности в случае трубы). Мертвая зона составляет примерно 5 мм, и в этой зоне нет дефектоскопии. Калибровочные блоки с боковыми просверленными отверстиями, как показано в Справочнике и ISO 10863, используются для проверки «мертвой зоны» и точности размеров.

Функции

  • Компьютеризированная и автоматизированная система контроля сварных швов .
  • Зонды устанавливаются на тележку, которая перемещается по сварному шву и записывает данные по мере движения.
  • По сравнению с обычными методами ультразвукового контроля, TOFD чувствителен к трещинам и точно измеряет их размеры.
  • TOFD имеет мертвую зону, где он нечувствителен к дефектам, поэтому TOFD всегда следует дополнять обычным анализом эхо-импульса или фазированной решеткой. Датчики импульсного эха обычно устанавливаются на той же тележке, что и датчики TOFD.
  • Требуются специалисты по УЗИ с повышенным уровнем подготовки.

Рекомендации

дальнейшее чтение

Стандарты

Международная организация по стандартизации (ISO)
  • ISO / DIS 10863: 11, Сварка. Использование метода времяпролетной дифракции (TOFD) для исследования сварных швов
Европейский комитет по стандартизации (CEN)
  • EN 583-6, Неразрушающий контроль - Ультразвуковое исследование - Часть 6: Метод дифракции по времени пролета как метод обнаружения и определения размеров неоднородностей
  • EN 15617, Неразрушающий контроль сварных швов. Метод дифракции по времени пролета (TOFD).

Другие источники

  • Технические приложения ультразвуковой времяпролетной дифракции, 2-е изд., JP Charlesworth и JAG Temple, Research Studies Press, 2002.

Внешние ссылки