Tecnica di diffrazione del tempo di volo (TOFD)
La diffrazione del tempo di volo (TOFD) è una tecnica altamente accurata ultrasuoni Tecnica per il rilevamento e la misurazione dei difetti. Utilizza sonde di trasmissione e ricezione separate. Invece di misurare l'ampiezza di una forte riflessione dalla superficie di un difetto, la tecnica TOFD misura il tempo di arrivo delle onde molto più deboli diffratte dalle estremità superiore e inferiore del difetto, consentendo una misurazione precisa delle dimensioni attraverso la parete.
Il metodo TOFD rappresenta un significativo cambiamento rispetto alle tecniche ultrasoniche convenzionali basate sull'ampiezza. Si basa sul fenomeno fisico per cui, quando un'onda ultrasonica colpisce il bordo tagliente di una discontinuità, come la punta superiore o inferiore di una crepa, la punta agisce come una sorgente secondaria, irradiando il suono in tutte le direzioni. Questa energia irradiata è nota come onda diffratta.
In una tipica configurazione TOFD, una sonda trasmittente invia un ampio fascio di ultrasuoni nel materiale, e una sonda ricevente, posizionata a una distanza fissa sulla stessa superficie, capta i segnali. Il primo segnale ad arrivare al ricevitore è l'"onda laterale", che viaggia appena sotto la superficie direttamente dal trasmettitore. Se è presente un difetto, in seguito arriveranno deboli segnali diffratti dalle sue estremità superiore e inferiore. La differenza di tempo tra l'arrivo dell'onda laterale e dei segnali diffratti viene misurata con precisione.
Using simple geometry and the known velocity of sound in the material, the time-of-flight data can be converted into highly accurate measurements of the flaw’s depth and through-wall height. A key advantage of TOFD is that its sizing accuracy is largely independent of the flaw’s orientation and the signal amplitude, overcoming major limitations of pulse-echo methods. This makes it one of the most reliable techniques for sizing critical planar defects like cracks and lack of fusion.
UNESCO Nomenclature: 3322
- Scienza dei materiali
Utilizzo
Nicchia/Specializzato
Precursori
- comprensione fondamentale dei fenomeni di diffrazione delle onde dalla fisica classica
- lo sviluppo di test ultrasonici a impulsi-eco
- la disponibilità di circuiti di temporizzazione elettronici ad alta precisione e di elaborazione del segnale digitale
- una riconosciuta necessità nel settore di metodi di dimensionamento dei difetti più affidabili rispetto a quelli basati sull'ampiezza del segnale
Applicazioni
- ispezione critica delle saldature nella fabbricazione di recipienti nucleari e a pressione
- monitoraggio della crescita delle crepe in servizio nei componenti di generazione di energia
- ispezione della saldatura della circonferenza della conduttura per l'industria petrolifera e del gas
- controllo di qualità della produzione di componenti ad alta integrità
- valutazione dell'integrità strutturale aerospaziale
Idee e potenziali innovazioni
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Argomenti correlati: TOFD, diffrazione a tempo di volo, NDT, dimensionamento delle cricche, rilevamento dei difetti, ispezione delle saldature, diffrazione, controlli a ultrasuoni, controlli non distruttivi, integrità strutturale.