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Técnica de difracción de tiempo de vuelo (TOFD)

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

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.

El TOFD método representa una desviación significativa de las técnicas ultrasónicas convencionales basadas en la amplitud. Se basa en el fenómeno físico de que cuando una onda ultrasónica incide en el borde afilado de una discontinuidad, como la punta superior o inferior de una grieta, la punta actúa como una fuente secundaria, irradiando sonido en todas direcciones. Esta energía radiada se conoce como onda difractada.

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.

Gracias a una geometría sencilla y a la velocidad conocida del sonido en el material, los datos de tiempo de vuelo pueden convertirse en mediciones muy precisas de la profundidad del defecto y de la altura a través de la pared. Una de las principales ventajas de la TOFD es que su precisión es prácticamente independiente de la orientación del defecto y de la amplitud de la señal, lo que supera las principales limitaciones de los métodos de pulso-eco. Esto la convierte en una de las técnicas más fiables para medir defectos planares críticos como grietas y falta de fusión.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Ciencia de los materiales

Tipo

Método de ensayo

Disrupción

Sustancial

Utilización

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 tratamiento 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

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