TOFD检测中波形转换信号在实际检测中的意义.doc

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1、TOFD检测中波形转换信号在实际检测中的意义（1•国电科学技术研究院；2.东北电力科学技术研究院金属所辽宁沈阳110001）摘要：TOFD检测技术对于初学者的难点是图谱的识别和判读。针对TOFD检测图谱中纵波检测区域的缺陷和与之对应的波形转换区的缺陷结合检测实例进行展示和分析，找到波形转换区域的缺陷对TOFD检测技术是对图谱的识别和判读的一种辅助手段，从而正确识别和测定缺陷，避免漏判及误判。关键词：TOFD检测；波形转换；缺陷信号；图谱Abstract:TOFDDetectiontechnologyistherecognitionandi

2、nterpretationofthedifficultyforbeginners・AccordingtotheIongitudinalwaveTOFDdetectionofdefectdetectionareaandthecorrespondingwaveformconversionareadefectsincombinationwiththeactualtestanddisplayandanalysis,findthedefectwaveformconversionregionisanauxiliarymeansfortheidenti

3、ficationandinterpretationoftheTOFDdetectiontechnology;thuscorrectidentificationanddeterminationofdefect,avoidomissionandmiscalculation.Keywords:TOFD;conversion;defectofsignalTOFD技术是一种依靠缺陷的端角和端点处得到的衍射能量来确定缺陷的方法，也叫裂纹端点衍射法或尖端反射法，是通过缺陷端部产生的衍射信号之间的时间差来实现确定缺陷位置和进行定量的无损检测技术。由于是基

4、于衍射方法进行检测，因此不仅可以对垂肓性缺陷进行检测，而且还可以对其高度进行准确的定量，可以代替X射线，具有比常规脉冲回波检测技术更大的优越性。新的《压力容器安全技术监察规程》已经把TOFD技术列入正式条文，成为与常规超声波检测与射线检测一样重要的无损检测方法。与X射线检测技术相比，TOFD检测方法更为直接，无需更多的安全防范措施，并能检测出X射线无法检测到的缺陷（比如层间未熔合等缺陷）。与传统超声波方法比较，TOFD检测更快捷、准确度高、可重复性更好等特点。TOFD技术应用难点之一是图像的识别判读比较困难，需要较深的理论基础和丰富的实践

5、经验，如果检查参数的选择不当和对扫描图像的分析不是很清楚，非常容易误判。1TOFD检测技术超声波波形分析由于TOFD检测是以超牛波信号传输时差来确定缺陷深度与长度的，而超声波的传输时间与传播的距离与声速密切相关的，因此声速必须有唯一性才能正确计算缺陷的位置、深度、和长度。超声波探头产牛的纵波通常称作压缩波,如果波以一定的角度进入金属，则其在金属中发牛折射并产纵波和横波，这两种波的折射角度取决于两种波在金属中的传播速度和纵波在楔块材料中的传播速度。横波通过周期性的剪切力传播，它只能在像金属这种具有剪切弹性的材料中存在。液体不具有剪切力。通常

6、采用超声波检测金属材料的频率范围在2MHz至5MHz之间。频率相对的波长可以通过以下公式得出：速度（c）二波长（λ）.频率（f）波速的单位通常是m/s,在钢中，纵波传播速度是5950m/s,横波的传播速度是3230m/so因为探头的频率单位是MHz（在TOFD技术中，时间的单位是微秒），所以速度的单位采用mm/μs更为方便，纵波声速5.95mm/μs,横波声速为3.23mm/μs,由于纵波的传播速度几乎是横波的两倍，通常情况下横波信号总是远远落后于纵波信号，直通波和底面纵波之间的时间窗口只有纵波信号，声速具

7、有唯一性，可以正确计算深度、长度，此窗口称为纵波检测窗口。由于探头发出的纵波在钢中会发牛折射、反射和衍射，在折射、反射和衍射过程中会产牛纵波变横波或横波变纵波的波形转换，在某些特殊情况下，在纵波的底面反射信号之后出现一个相当大的信号，这种信号时底面横波信号。在底面纵波和底面横波信号之间还会产牛由于缺陷进行波形转换后形成的横波，其达到接收探头的时间比纵波底面反射波时间长。在这个区域收集到的信号通常很有价值，因为如果试件中存在缺陷，且缺陷位置在波形转换后横波声场内，那么横波信号也会检测到该缺陷，这样在变形波区域内也会有缺陷显示对于带角度的横波

8、而言，频率是纵波的一半，发现小缺陷的能力更强。如图1、图2所示，TOFD检测主要观察的是纵波检测窗口，也就是直通波（A信号）与纵波底面反射之间的信号（B信号），以确定是否有缺陷并确定大小。但是