国内超声衍射时差技术应用案例.doc

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1、随着国内超声衍射时差技术(TimeofFlightDiffraction。TOFD)标准即将出台，TOFD技术在各种焊缝检测中的应用越来越广泛，尤其在大壁厚压力容器生产制造过程中显示出很大的优势。下面是OmniscanMX2C设备和MS5800-8U设备的工程检测实际应用的TOFD检测案例： 案例一：某天然气球罐焊缝检测被检工件描述：焊缝厚度25mm，坡口形式：X型，检测现场如下图： 3、解决方案：先用模拟软件模拟超声波在工件中的传播范围，采用Omniscan2C对焊缝做非平行扫查，使用ENC-01编码器对数据做记录，后期使用TomoView软件对

2、数据做分析处理。 4、波束模拟如下： 5、使用的OmniscanMX2C设备图：  设备参数：外形尺寸：321mm×209mm×125mm重量：4.6公斤（含模块和电池）脉冲输出：50V，100V，200V，300V±10%（可变脉冲宽度）；系统带宽：（0.25~32）MHz(-3dB)；脉冲发射/接收器数量：2；增益范围：（0~100）dB，每步0.1dB；检波方式：全波，正半波，负半波，射频；脉冲重复频率：12KHz可调；A扫描采集频率：每秒6000个A扫描；A扫描记录：每秒6000个A扫描；检测模式：PE、PC、TT、TOFD；图像显示方式：

3、A、B、C-扫描实时显示。闸门数量：3个记录方式：编码器或时钟记录；实时平均次数：2、4、8、16    6、检测成像如下图：     射线对比图像：        7、方案优势：检测速度快，数据便于保存；设备操作简便，检测结果受人为影响较小；可以对缺陷精确定位、定量，检测结果可靠；检测所需成本低，对环境无污染，可与其他工种交叉作业，提高工作效率。     案例二：某厂大型加氢反应容器焊缝检测被检工件描述：筒体直径3300mm，焊缝厚度270mm，坡口形式：窄间隙自动焊，检测现场如下图： 3、解决方案：先用模拟软件模拟超声波在工件中的传播范围，采用

4、MS5800-8U仪器，使用4通道TOFD对焊缝进行分区扫查，实现焊缝100﹪覆盖使用编码器对数据做记录，后期使用TomoView软件对数据做分析处理。4、波束模拟如下：       5、使用的MS5800-8U设备图：  设备参数：外形尺寸：45cm×30cm×22cm最大重量：12.8公斤脉冲输出：50V～300V，1V步进；系统带宽：（0.5~25）MHz；脉冲发射/接收器数量：16；增益范围：（0~70）dB，每步0.1dB；检波方式：全波，正半波，负半波，射频；脉冲重复频率：20KHz可调；检测模式：PE、PC、TT、TOFD；编码器：2

5、个正交编码器或数字输入；记录方式：时间，连续，位置或外部；实时平均次数：1～16高通滤波器：无，1,2,5,10MHz;A扫查长度：32～8092点   6、检测成像如下图：   7、方案优势：大直径厚壁焊缝快速检测，实现焊缝100﹪覆盖，提高工作效率；可以检测多种类型缺陷，对缺陷精确定位，定量；现场检测干扰较小，可以实时得出检测结果；检测所需成本低，对环境无污染。第一节TOFD检测实验分析1前言随着科技的发展，各行业设备运行参数的提高，对设备本身的质量要求越来越严格。机械设备在焊接加工过程中，焊缝中难免会存在一些或大或小的标准允许范围内的缺陷，在

6、设备长期运行过程中，这些缺陷都有扩展的可能。为保证设备的安全运行，需要监控这些缺陷的状态，判定这些缺陷是否已扩展。在检测中如何获得这些缺陷在各方向的精确尺寸特别是高度方向上的尺寸就成了迫切需要解决的问题。近年来，国内同行对焊缝缺陷的精确测量，特别是在役设备裂纹高度的测量投入了大量的精力，取得了一定的效果。TOFD检测技术以其在缺陷检出率及精确定量方面具有的明显技术优势，在众多检测技术中脱颖而出，得到业界的接受和认可。本节通过几个实验来介绍TOFD在缺陷精确测高方面的技术优势。2实验比较TOFD数据采集使用加拿大RDTech公司的OmniScanMX

7、超声探伤仪、5MHzΦ3mm纵波探头（1对）、45°楔块。采用平行扫查，探头中心距按PCS=2×(2T/3)×tanβ选择。实验选用2块0.2mm宽线切割槽试块（试块A、B）和一裂纹试块（试块C）。2.1线切割槽试块A实测实验采用下图所示试块A（长160mm、宽50mm、厚40mm）试验中使用常规超声波将端角反射波调至80％后，重复扫查，逐步增益30dB，直到噪声信号达20％，仍未发现可识别的独立的衍射波信号；并且在TOFD检测数据中，可以看到仅从A扫描波形中也很难区分衍射波。由此可以看出：开口很小，内部紧闭的裂纹，衍射波信号并不如想像中明显，仅从

8、A扫描波形中基本不能区分衍射波与噪声。这主要是由于裂纹两个面接触很紧密，大部分的声波穿过了裂纹，导致衍射能量明显降低。不过