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TOFD焊缝检测

2007年7月12日
TOFD检测的特点：
l检验是使用一对宽声束、纵波探头，探头频率高于脉冲回波法（PE）的探头频率，探头相对于焊缝对称分布。
l声束在焊缝中传播遇到缺陷时，缺陷会产生反射波，缺陷两端产生衍射波，衍射波比反射波低20～30dB。接收探头具有极高的灵敏度，接收衍射波。
l以精确测量衍射波的传输时间和简单的三角方程为理论基础，使用计算机来完成缺陷尺寸和位置的测量。
lTOFD检验不是依赖于测量缺陷回波高度而是以精确测量衍射波的飞行时间确定缺陷的尺寸和位置，对于自然裂纹测量精度为1mm，对于人工反射体测量精度为0.1mm（实验室条件下）。側向波（LW）和内壁反射波（BW）是固定存在的，无论被检焊缝中是否存在缺陷。
由于側向波（LW）和内壁反射波（BW）的存在，检测时如果只使用TOFD检测，在上表面和内壁表面存在盲区，一般为几毫米左右。
側向波（LW）和内壁反射波（BW）及每一个显示的上、下衍射波相位是相反的。几种典型的TOFD波形
1、上表面存在裂纹时，声束无法从上表面通过，无侧向波（LW）和上端点衍射波。
2、内表面存在裂纹时，声束无法从内表面通过，无内壁反射波（BW）和下端点衍射波。
3、水平方向的平面形缺陷(层间未熔,冷夹层)上下端点衍射波合在一起。检测标准：ASMECODECASE2235简介
1、相关定义
1.1扫描面Scannedsurface：放置探头的表面或水浸探伤中超声波能量进入试件的表面。
1.2远面Farsurface：与扫描面相对的表面。
1.3缺陷深度Flawdepth：缺陷上端面距扫描面的距离。
1.4缺陷高度Flawheight：投影到一个厚度平面上的缺陷的上、下端点之间的距离，用H表示。在评定时，对于表面缺陷，H等于“a”；对于内部缺陷，H等于“2a”。1.5缺陷上端点Upperflawextremity：缺陷离扫描面最近的端点或顶点。
1.6缺陷下端点Lowerflawextremity：缺陷离扫描面最远的端点或顶点。
1.7爬波Creepwave：在平面或凹面上，TOFD两探头之间的波。
1.8B扫查B-scan：一对探头在横穿焊缝或缺陷的方向上进行配置，探头运动方向与焊缝方向垂直的扫查；显示时，坐标原点为焊缝的中点，横坐标表示与焊缝中线的距离，纵坐标表示深度。
A、B、D显示示意图。1.9D扫查D-scan：在扫查时，一对探头在横穿焊缝或缺陷的方向上进行配置，探头运动方向与焊缝方向平行的扫查；显示时，坐标原点为扫查的起始点，横坐标表示焊缝的深度，纵坐标表示焊缝的长度。2、适用范围：压力容器焊缝厚度大于等于12.7mm时可以使用超声波检测替代射线检测。

3、检测区域的划定：对于母材厚度大于204mm的焊缝，检测区域应覆盖全部焊缝体积，并加上焊缝两侧各51mm的范围；当母材厚度等于或小于204mm时，超声波检测区域应覆盖全部焊缝体积，再加上焊缝两侧各25.4mm或t中较小值的范围。
如果满足以下条件，检测区域可以减小到包括实际热影响区（HAZ）再加上焊缝两侧热影响区以外6.4mm的部分：
（1）在焊接工艺评定中，焊缝热影响区经过测量并有文件记录，并且
（2）UT探头的定位和扫查装置按标记（焊缝附近的油漆或低应力印记）得到控制，以确保实际热影响区再加上1/4英寸（6.4mm）的材料范围得到检测。

4TOFD工艺规程要求TOFD工艺规程要求5TOFD设备系统要求TOFD设备系统要求TOFD设备系统要求TOFD设备系统要求表1不同壁厚时TOFD探头参数推荐值TOFD设备系统要求TOFT设备系统要求6TOFD校准事项7、前期检测
在斜波束检测前，要进行最初的直波束检测，以便发现被检区域中可能干涉斜波束检测的反射体，检测可以：1）手动检查，或2）是焊接前对母材的检查，或3）在自动超声检测中进行。
8、对超声TOFD检测数据采集的要求
超声检测应当采用自动的计算机数据采集装置。数据应是未经过修饰的。在数据记录中保存的数据应是未经闸门和取阈值处理的完整数据。9.1.2在非波幅基准技术（TOFD）中，图象的显示长度超过下文（1）、（2）所列极限者，则其位置和范围应作进一步检查：
（1）对母材厚度小于等于102mm的焊缝，图象显示长度大于0.20英寸（5mm）者应进一步检查；
（2）对母材厚度大于102mm的焊缝，图象显示长度大于0.05t或19mm（取二者中之小值）者应进一步检查（注：t为焊缝相临母材的公称厚度）。9.2几何形状引起的显示
由几何形状和冶金原因引起的超声波显示按以下分类：
9.2.1对于确定是由于表面轮廓（例如焊缝加强高或根部）或者材料冶金结构的变化（例如金属母材上的堆焊层界面）而引起的显示，可作为几何形状引起的显示进行分类，不必进行评定，但应对最大显示波