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Técnica de difracción de tiempo de vuelo (TOFD)

1970
  • Maurice G. Silk
Técnico realizando pruebas de difracción por tiempo de vuelo en una junta soldada en un laboratorio.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

La difracción del tiempo de vuelo (TOFD) es un método muy preciso de ultrasónico técnica de detección y dimensionamiento de defectos. Utiliza sondas emisoras y receptoras independientes. En lugar de medir la amplitud de un fuerte reflejo de la cara de un defecto, TOFD mide el tiempo de llegada de las ondas mucho más débiles difractadas desde las puntas superior e inferior del defecto, lo que permite una medición precisa del tamaño a través de la pared.

The TOFD method represents a significant departure from conventional amplitude-based ultrasónico techniques. It is based on the physical phenomenon that when an ultrasonic wave strikes the sharp edge of a discontinuity, such as the top or bottom tip of a crack, the tip acts as a secondary source, radiating sound in all directions. This radiated energy is known as a diffracted wave.

En una configuración TOFD típica, una sonda emisora envía un haz ancho de ultrasonidos al material y una sonda receptora, situada a una distancia fija en la misma superficie, escucha las señales. La primera señal que llega al receptor es la "onda lateral", que viaja justo por debajo de la superficie directamente desde el transmisor. Si hay un defecto, las débiles señales difractadas de sus extremos superior e inferior llegarán más tarde. La diferencia de tiempo entre la llegada de la onda lateral y las señales difractadas se mide con precisión.

Utilizando geometría simple y la velocidad conocida del sonido en el material, los datos de tiempo de vuelo se pueden convertir en mediciones muy precisas de la profundidad del defecto y la altura a través de la pared. Una ventaja clave de TOFD es que su precisión de dimensionamiento es en gran medida independiente de la orientación del defecto y la amplitud de la señal, superando las principales limitaciones de pulso-eco métodos. Esto la convierte en una de las técnicas más fiables para dimensionar defectos planares críticos como grietas y falta de fusión.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Ciencia de los materiales

Tipo

Método de prueba

Ruptura

Sustancial

Uso

Nicho/Especialización

Precursores

  • Comprensión fundamental de los fenómenos de difracción de ondas a partir de la física clásica.
  • El desarrollo de las pruebas ultrasónicas de pulso-eco
  • la disponibilidad de circuitos electrónicos de cronometraje de alta precisión y de procesamiento de señales
  • Una necesidad reconocida en la industria de métodos de dimensionamiento de fallas más confiables que aquellos basados ​​en la amplitud de la señal

Aplicaciones

  • Inspección crítica de soldaduras en la fabricación de recipientes a presión y nucleares
  • Monitoreo del crecimiento de grietas en servicio en componentes de generación de energía
  • Inspección de soldaduras circunferenciales de tuberías para la industria del petróleo y el gas
  • Control de calidad en la fabricación de componentes de alta integridad
  • evaluación de la integridad estructural aeroespacial

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Sistemas TOFD miniaturizados para inspeccionar microsoldaduras en dispositivos electrónicos y médicos
  • Combinando TOFD con aprendizaje automático para el análisis predictivo de las tasas de crecimiento de grietas
  • TOFD acoplado al aire para la inspección sin contacto de materiales sensibles como cerámica o compuestos
  • Captura de matriz completa (FMC) TOFD para mejorar la obtención de imágenes y la caracterización de defectos complejos
  • Orugas robóticas TOFD para la inspección autónoma de tuberías largas y grandes buques
  • Integración de TOFD con ultrasonidos de onda guiada para detección de largo alcance seguida de dimensionamiento localizado
  • Desarrollo de TOFD para materiales no metálicos como fusiones de tuberías de HDPE
  • Monitoreo TOFD en tiempo real de estructuras en entornos de alta temperatura
  • Dispositivos TOFD portátiles y simplificados para una detección rápida por parte de técnicos de campo
  • Evaluación de la densidad ósea y microfracturas basada en TOFD en el diagnóstico médico
Relacionado con: TOFD, difracción del tiempo de vuelo, END, dimensionamiento de grietas, detección de defectos, inspección de soldaduras, difracción, ensayos ultrasónicos, ensayos no destructivos, integridad estructural.

Contexto histórico

Técnica de difracción de tiempo de vuelo (TOFD)

1962-10-09
1964
1970
1970
1970
1970
1972
1962
1963
1965-12-21
1970
1970
1970
1970
1974

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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