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TOFD检测盲区介绍与解决方案

TOFD检测技术相对于射线或常规超声检测方法而言,具有速度快、灵敏度高、精确高、检出率高、重复性好、无污染等优点,随着这项技术的推进和普及,得到了越来越多的认可和使用,但是其与生俱来的盲区问题在一定程度上也影响了迅速推广和普及的进度。

一、存在的盲区和产生的原因。

盲区是TOFD技术的固有局限,主要是上表面盲区和底部轴偏离盲区。

1、直通波盲区。因tofd检测技术采用的是衍射波信号,宽频带、窄脉冲、大扩散角的探头,使得直通波有一定的时间宽度,扫查面附近的内部缺陷的信号可能隐藏在直通波信号之下,导致无法识别,因此上表面盲区就是直通波信号所覆盖的深度范围。盲区的大小受探头频率和振荡周期、工件厚度、角度、中心间距等因素的影响。

2、底部轴偏离盲区。对TOFD技术检测可靠性影响较大的底面盲区主要是轴偏离底面盲区,即偏离两探头中心位置的底面区域存在的盲区。对处于轴偏移盲区的缺陷,例如X型焊缝下坡口处或热影响区的缺陷,其信号迟于底面反射波信号到达,被底面反射波信号淹没,从而无法识别,也就不能检出。轴偏离盲区的大小主要跟相对中心的偏移量、工件厚度和PCS有关。

二、TOFD盲区解决方案

现行标准要求:对于表面盲区应采取其他有效的检测方法进行补充,如对扫查面和底面可按照JB/T4730.4~6标准进行磁粉、渗透、超声或涡流检测等。

由于表面补充检测覆盖深度小,实际TOFD盲区往往大于表面检测方法的覆盖深度,所以需要对该部分的盲区进行其它方法的补充检测,目前,比较有效的解决方案是采用TOFD与脉冲反射法相结合解决该类盲区的检测。

方案一、用tofd检测整个焊缝的中间部分,常规K1、K2斜探头的一次反射波和一次波分别检测焊缝的上下表面。原理示意图和检测图谱如下:

方案二、通过偏置扫查覆盖底部轴偏离盲区,结合爬波的方式解决上表面盲区,即用tofd检测整个焊缝的中下部区域,爬波探头检测近表面部分。原理示意图和检测图谱如下:

通过优化检测工艺,采用TOFD与常规超声相结合的检测设备,弥补了TOFD检测的不足,减少了TOFD盲区对焊缝检测的不利影响,提高了检测效率。

本文转载武汉中科创新


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