Времяпролетная дифракция ультразвука - Википедия - Time-of-flight diffraction ultrasonics

Установка TOFD с передающими и приемными зондами. В этом случае приемный зонд видит четыре индикации: одно от боковой волны, которая прошла вдоль верхней поверхности, одно от волны, которая отражена от дальней поверхности, и два от дефекта в тестируемом объекте.
Типичные данные TOFD, созданные путем выравнивания кривых данных с приведенного выше рисунка по вертикали и их цветовой кодировки по амплитуде. Дефект или неоднородность создают характерную параболическую индикацию из-за очевидного изменения глубины при перемещении зонда.
Датчики TOFD с ручным управлением

Времяпролетная дифракция (TOFD) метод ультразвуковой контроль это чувствительный и точный метод для неразрушающий контроль сварных швов на дефекты. TOFD возник на основе методов дифракции на наконечнике, которые впервые были опубликованы Силком и Лиддингтоном.[1] в 1975 году, который открыл путь к TOFD. Более поздние работы по этой технике представлены в ряде источников, в том числе Harumi et al. (1989), Авиоли и др. (1991) и Брэй и Стэнли (1997).

Брей и Стэнли (1997) подытожили TOFD как метод дифракции на острие трещины, в котором использовался принцип, согласно которому вершины трещины при ударе волной будут рассеивать сигналы обратно в другое место на поверхности. Глубину этих наконечников можно определить по дифрагированной энергии.[2]

TOFD был изобретен в Великобритании в 1970-х годах как инструмент исследования.[3] Использование TOFD позволило более точно измерить размеры трещин, так что дорогие компоненты могли оставаться в эксплуатации как можно дольше с минимальным риском выхода из строя.

Принцип действия

Измерение амплитуды отраженного сигнала - относительно ненадежный метод определения размеров 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 ультразвуковые датчики сидит на противоположных сторонах сварного шва. Один из датчиков, передатчик, излучает ультразвуковой импульс, который улавливается датчиком на другой стороне, приемником. В неповрежденных трубах сигналы, улавливаемые датчиком-приемником, поступают от двух волн: одна проходит по поверхности, а другая отражается от дальней стены. Когда есть трещина, есть дифракция ультразвуковой волны от вершины (ов) трещины. Используя измеренное время пролета импульса, можно автоматически рассчитать глубину вершины трещины с помощью простой тригонометрии.

Приложения

Комбинация фазированной решетки + TOFD обычно используется для проверки сварных швов трубопроводов.

Надежность

Одним из ограничений TOFD является «мертвая зона», создаваемая сигналом боковой волны непосредственно под поверхностью контроля (или поверхностью OD в случае трубы).[4] Мертвая зона составляет примерно 5 мм, и в этой зоне нет дефектоскопии. Калибровочные блоки с боковыми просверленными отверстиями, как показано в Справочнике.[4] и ISO 10863, используемый для проверки «мертвой зоны» и точности размеров.

Функции

  • Компьютеризированная и автоматизированная система для проверка сварного шва.
  • Зонды устанавливаются на тележке, которая перемещается по сварному шву и записывает данные по мере движения.
  • По сравнению с традиционными методами ультразвукового контроля TOFD чувствителен к трещинам и точно измеряет их размеры.
  • TOFD имеет мертвую зону, где он нечувствителен к дефектам, поэтому TOFD всегда следует дополнять обычным эхо-импульсным исследованием или фазированной решеткой. Датчики импульсного эха обычно устанавливаются на той же тележке, что и датчики TOFD.
  • Требуются специалисты по УЗИ с повышенным уровнем подготовки.

Рекомендации

  1. ^ М.Г. Шелк, B.H. Лидингтон (1975). «Возможности 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 промышленной неразрушающей оценки». Ультразвуковая неразрушающая оценка инженерии и характеристика биологических материалов. Дои:10.1201 / 9780203501962.ch3. ISBN  978-0-8493-1462-9.
  3. ^ Дж. П. Чарльзуорт, Дж. А. Г. Темпл (2001). Технические приложения ультразвуковой времяпролетной дифракции, второе издание. Research Studies Press LTD. п. 254. ISBN  978-0-86380-239-3.
  4. ^ а б ASTM, E2373 (2012). Неразрушающий контроль Том 3.03, Стандартная практика использования метода времяпролетной дифракции (TOFD). Вест Коншохокен, Пенсильвания: Американское общество испытаний материалов. С. 1251–62. ISBN  9780803187290.

дальнейшее чтение

Стандарты

Международная организация по стандартизации (ISO)
  • ISO / DIS 10863: 11, Сварка - Использование метода времяпролетной дифракции (TOFD) для исследования сварных швов
Европейский комитет по стандартизации (CEN)
  • EN 583-6, Неразрушающий контроль - Ультразвуковое исследование - 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

  • Технические приложения ультразвуковой времяпролетной дифракции, 2-е изд., Дж. П. Чарльзуорт и Дж. А. Г. Темпл, Research Studies Press, 2002.

внешняя ссылка