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TOFD檢測原理，TOFD超聲波試塊
TOFD檢測原理：
TOFD是一種超聲衍射時間差法的無損檢測方法：
超聲TOFD方法是采用一對頻率、尺寸、角度相同的縱波探頭進(jìn)行探傷；一個作為發(fā)射探頭，另一個作為接收探頭，兩探頭相對位置在焊縫兩側(cè)且探頭中心在同一直線上，發(fā)射探頭發(fā)射橫向縱波，在無缺陷部位接收探頭首先按收到直通波，這種波在兩個探頭間以縱波速度進(jìn)行傳播，然后接收到反射回波（back wave）。
如果在工件中存在裂紋缺陷，則在缺陷的兩端除普通的反射波外，在缺陷的上下端點，還將分別產(chǎn)生衍射波，其衍射能量耒源于缺陷端部。
這兩束衍射波號在直通波與底面反射波之間出現(xiàn)。缺陷兩端點的信號在時間上將是可分辨的，根據(jù)衍射波信號傳播的時間差可判定缺陷高度的量值。
TOFD （Time Of Flight Diffraction）：
一、TOFD介紹
壓力容器制造中采用的無損檢測方法為JB/T4730.1～6—2005；其方法有RT、UT、HT、PT和ET。
按國質(zhì)檢特函（2007）402號文（2007.6.7實施）規(guī)定，還可以采用TOFD方法檢測焊接接頭的質(zhì)量。其特點與方法介紹如下：
二、特點
它是一種超聲波衍射時間差無損檢測缺陷的方法，其原理與常用的脈沖回波超聲檢測方法的重要不同點：①缺陷衍射紋號與缺陷角度無關(guān)；②缺陷定位定量的誤差與紋號幅度無關(guān)。其性能*、成本低廉、工藝簡單、環(huán)境安全，發(fā)展前景。我國已確認(rèn)其為特種設(shè)備的缺陷評價檢測方法。
三、與常規(guī)脈沖器超聲波檢測的區(qū)別：
TOFD檢測原理相對于常規(guī)脈沖器超聲波檢測方法兩個重要不同點：
①陷衍射信號與缺陷角度無關(guān)；
②定位、定量的誤差與信號的幅度無關(guān)。
這也是TOFD技術(shù)得以快速發(fā)展的原因
四、用TOFD對薄壁堆焊層裂紋缺陷的檢測：
堆焊層缺陷通常有：
（1）表面缺陷包括裂紋、氣孔和夾渣等；
（2）堆焊層內(nèi)的缺陷，一般為夾渣和未融合；
（3）堆焊層與母材未結(jié)合；
（4）堆焊層下母材熱影響區(qū)再熱裂縫（紋），趨向基本垂直于母材表面；當(dāng)厚度δ＜5mm堆焊層時，靈敏度極低。
五、超聲TOFD是利用一對頻率、尺寸相同的縱波探頭進(jìn)行探傷，一個是發(fā)射探頭，一個是接收探頭。
六、計算機(jī)應(yīng)用
TOFD檢測系統(tǒng)是以windows XP為開發(fā)平臺，LabVIEW為基礎(chǔ)完成超聲二次開發(fā)；使采集卡與個人PC機(jī)相結(jié)合，完成檢測信號采集、存儲、圖像顯示等工作。
當(dāng)今新型裂紋檢測技術(shù)----TOFD超聲檢測技術(shù)對焊接中裂紋類缺陷的檢出效果比較明顯，是其他檢測方法*的。
七、裂紋的高度計算
裂紋的高度的檢測，通常是測定沿工件表面?zhèn)鞑サ闹蓖úê腿毕荻瞬慨a(chǎn)生的衍射波的傳播時間差△t實現(xiàn)的。只要知道工件的縱波聲速V和2個探頭間距2S，則缺陷上下端埋藏深度由下式求出：
d=1/2[△t2 v2+4△tvs]1/2
式中：v—縱波聲速；t—直通波與衍射波之間的傳播時間差；s—1/2的探頭間距。
由缺陷上下端埋藏深度即可求得缺陷在板厚方向的高：H=d1-d2
式中：H——裂紋高度；d1——裂紋上端點距上表面的距離；d2——裂紋下端點距上表面的距離；
八、關(guān)于模擬試塊的制備
利用電火花、線切割加工不同尺寸的人工線狀裂紋模擬母材下再熱裂紋缺陷。試塊母材為普通碳鋼，堆焊層為合金鋼，尺寸為270mm×30mm×40mm，在試塊堆焊層側(cè)等間距加工了八個不等高度、寬度為0.2mm的人工裂紋。裂紋缺陷從左至右編號依次為1～8，模擬缺陷的高度及位置尺寸詳見下表：
表1 模擬裂紋幾何尺寸
| 模擬裂紋編號 | 實際高度mm | 上端埋深mm | 下端埋深mm |
| 1 | 6 | 2 | 8 |
| 2 | 4 | 2 | 6 |
| 3 | 6 | 4 | 10 |
| 4 | 4 | 4 | 8 |
| 5 | 2 | 3 | 8 |
| 6 | 3 | 3 | 6 |
| 7 | 5 | 4 | 9 |
| 8 | 1 | 4 | 7 |
產(chǎn)品關(guān)鍵字：TOFD超聲波試塊