Времяпролетная дифракция ультразвука

Типичные данные TOFD, созданные путем выравнивания кривых данных с приведенного выше рисунка по вертикали и их цветового кодирования по амплитуде. Дефект или неоднородность создают характерную параболическую индикацию из-за кажущегося изменения глубины по мере перемещения зонда.

Времяпролетный дифракционный ( TOFD ) метод ультразвукового контроля является чувствительным и точным методом неразрушающего контроля сварных швов на наличие дефектов. TOFD возник на основе методов дифракции на зонде, которые впервые были опубликованы Силком и Лиддингтоном. ^{[ 1 ]} 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 Брей и Стэнли (1997).

Брэй и Стэнли (1997) охарактеризовали TOFD как метод дифракции на вершинах, в котором используется принцип, согласно которому кончики трещины, на которые попадает волна, дифрагируют сигналы обратно в другое место на поверхности. Глубину этих кончиков можно определить по дифрагированной энергии. ^{[ 2 ]}

TOFD был изобретен в Великобритании в 1970-х годах первоначально как исследовательский инструмент. ^{[ 3 ]} Использование TOFD позволило более точно измерить размеры трещин, что позволило сохранить дорогостоящие компоненты в эксплуатации как можно дольше с минимальным риском отказа.

Принцип работы

Измерение амплитуды отраженного сигнала является относительно ненадежным методом определения размера 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 располагается на противоположных сторонах сварного шва. Один из зондов, передатчик, излучает ультразвуковой импульс, который улавливается зондом на другой стороне, приемнике. В неповрежденных трубах сигналы, принимаемые приемным зондом, представляют собой две волны: одна распространяется по поверхности, а другая отражается от дальней стены. При наличии трещины происходит дифракция ультразвуковой волны от кончика(ов) трещины. Используя измеренное время прохождения импульса, глубину вершин трещины можно рассчитать автоматически с помощью простой тригонометрии.

Приложения

Комбинация Фазированная решетка + TOFD обычно используется для проверки сварных швов трубопроводов.

Надежность

Одним из ограничений TOFD является «мертвая зона», создаваемая сигналом боковой волны чуть ниже контролируемой поверхности (или поверхности наружного диаметра в случае трубы). ^{[ 4 ]} Мертвая зона составляет около 5 мм и дефектоскопии в этой зоне нет. Калибровочные блоки с просверленными по бокам отверстиями, как показано в справочном документе. ^{[ 4 ]} и ISO 10863, используемый для проверки «мертвой зоны» и точности размеров.

Функции

Компьютеризированная и автоматизированная система контроля сварных швов .
Датчики монтируются на тележке, которая перемещается вдоль сварного шва и записывает данные по мере своего движения.
По сравнению с традиционными методами ультразвукового контроля TOFD чувствителен к трещинам и точно измеряет их размеры.
TOFD имеет мертвую зону, в которой он не чувствителен к дефектам, поэтому TOFD всегда следует дополнять обычным эхо-импульсным исследованием или фазированной решеткой. Датчики эхо-импульса обычно устанавливаются на ту же тележку, что и датчики TOFD.
Требуются специалисты УЗИ с повышением квалификации.

Ссылки

^ М.Г. Силк, Б.Х. Лидингтон (1975). «Потенциал рассеянного или дифрагированного ультразвука в определении глубины трещины». Неразрушающий контроль . 8 (3): 146–151. дои : 10.1016/0029-1021(75)90024-9 . ISSN 0029-1021 .
^ Брей, Дон (2003). «Ультразвуковые системы для промышленного неразрушающего контроля». Ультразвуковой неразрушающий контроль, инженерия и характеристика биологических материалов . дои : 10.1201/9780203501962.ch3 . ISBN 978-0-8493-1462-9 .
^ Дж. П. Чарльзворт, JAG Temple (2001). Инженерное применение ультразвуковой времяпролетной дифракции, второе издание . Исследования Прессы, ООО. п. 254. ИСБН 978-0-86380-239-3 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ASTM, E2373 (2012). Неразрушающий контроль, том 3.03, Стандартная практика использования метода времяпролетной дифракции (TOFD) . Вест-Коншохокен, Пенсильвания: Американское общество по испытанию материалов. стр. 1251–62. ISBN 9780803187290 . {{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

Дальнейшее чтение

Стандарты

Международная организация по стандартизации (ISO)

ISO/DIS 10863:11, Сварка. Использование метода дифракции времени (TOFD) для исследования сварных швов.

Европейский комитет по стандартизации (CEN)

EN 583-6, Неразрушающий контроль. Ультразвуковой контроль. Часть 6. Метод времяпролетной дифракции как метод обнаружения и определения размеров несплошностей.
EN 15617, Неразрушающий контроль сварных швов. Метод дифракции времени пролета (TOFD). Уровни приемки.

Другие источники

Инженерные применения ультразвуковой времяпролетной дифракции, 2-е изд., Дж. П. Чарльзворт и JAG Temple, Research Studies Press, 2002.

Внешние ссылки

TOFD: – Альтернативная процедура неразрушающего контроля для замены традиционных методов.
Поиск в базе данных NDT.net возвращает более 500 совпадений по поисковому запросу «TOFD».
Принципы TOFD на NDT.net

[1] М.Г. Силк, Б.Х. Лидингтон (1975). «Потенциал рассеянного или дифрагированного ультразвука в определении глубины трещины». Неразрушающий контроль . 8 (3): 146–151. дои : 10.1016/0029-1021(75)90024-9 . ISSN 0029-1021 .

[2] Брей, Дон (2003). «Ультразвуковые системы для промышленного неразрушающего контроля». Ультразвуковой неразрушающий контроль, инженерия и характеристика биологических материалов . дои : 10.1201/9780203501962.ch3 . ISBN 978-0-8493-1462-9 .

[3] Дж. П. Чарльзворт, JAG Temple (2001). Инженерное применение ультразвуковой времяпролетной дифракции, второе издание . Исследования Прессы, ООО. п. 254. ИСБН 978-0-86380-239-3 .

[:0-4] Перейти обратно: ^а ^б ASTM, E2373 (2012). Неразрушающий контроль, том 3.03, Стандартная практика использования метода времяпролетной дифракции (TOFD) . Вест-Коншохокен, Пенсильвания: Американское общество по испытанию материалов. стр. 1251–62. ISBN 9780803187290 . {{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]