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TOFD(超声波衍射时差法)检测焊接接头横向裂纹

TOFD检测是一种依靠从待检试件内部结构(主要是指缺陷)的“端角”和“端点”处得到的衍射能量来检测缺陷的方法,用于缺陷的检测、定量和定位。采用一发一收两个宽带窄脉冲探头进行检测,探头相对于焊缝中心线对称布置。发射探头产生非聚焦纵波波束以一定角度入射到被检工件中,其中部分波束沿近表面传播被接收探头接收,部分波束经底面反射后被探头接收。接收探头通过接收缺陷尖端的衍射信号及其时差来确定缺陷的位置和自身高度。

一、TOFD检测技术与传统超声检测技术相比优势有:

① 声束覆盖范围大,一次扫查几乎能够覆盖整个焊缝区域(除上下表面盲区),可以实现对接焊缝高速检测;

② 可靠性要好,对于焊缝中部缺陷检出率很高;

③ 能够发现各种类型的缺陷,对缺陷的走向不敏感;

④ 对缺陷垂直方向的定量和定位非常准确,精度误差小于1mm。

二、TOFD扫查检测横向裂纹工艺研究

(1)非平行扫查方式检测

探头沿着焊缝长度方向运动,运动方向垂直于波束方向。非平行扫查用于焊缝粗略扫查,利用其优势能够快速发现具有自身高度的缺陷,可得到横向裂纹的深度及自身高度的准确参数。分析扫查图像找出并标记疑似横向裂纹缺陷位置,对该位置进行平行扫查,对缺陷进一步分析。

(2)平行扫查方式检测

探头垂直焊缝长度方向运动,运动方向平行于波束方向。平行扫查主要用于发现缺陷后的进一步检测,可获得缺陷横截面上深度、高度、倾斜度等更多信息,也可以帮助判断缺陷的性质。但平行扫查探头需要越过焊缝,焊缝余高会阻碍探头移动,大多数情况下需要将焊缝余高磨平,再进行扫查。平行扫查方法用于非平行扫查发现缺陷位置后确定缺陷信号特征等信息。

(3)对边斜向扫查

两探头连线与焊缝长度方向的轴线设制一定角度,增大横向缺陷的平面和声束波阵面的界面作用,随着探头的移动,使横向缺陷在沿焊缝长度方向上体现出一定的长度,采用对边斜向扫查有利于在扫查过程中发现横向裂纹。

(4)V型夹角扫查

两探头呈V字形状对称分布,发射探头的声束经横向缺陷平面的反射被接收探头接收到。随着探头的移动,增大了横向缺陷平面和声束波阵面的界面作用,使横向缺陷沿焊缝长度方向上体现出一定的长度。V型夹角扫查和对边平行斜向扫查作用相似,用于发现焊缝中的横向裂纹。


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