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飛行時間回折法(TOFD法)

1970
  • Maurice G. Silk
技術者が実験室で溶接継手に対して飛行時間回折試験を実施している。

(画像はイメージです)

飛行時間回折法(TOFD)は非常に高精度な 超音波 欠陥の検出と寸法測定のための技術。送信プローブと受信プローブを別々に使用します。欠陥面からの強い反射波の振幅を測定する代わりに、TOFDは欠陥の上部と下部の先端から回折されたはるかに弱い波の到達時間を測定することで、壁を貫通した正確な寸法測定を可能にします。

The TOFD method represents a significant departure from conventional amplitude-based 超音波 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.

一般的なTOFD(透過型超音波回折)装置では、送信プローブが材料に広範囲の超音波ビームを送り込み、同じ表面上の一定距離に配置された受信プローブが信号を受信します。受信プローブに最初に到達する信号は「横波」であり、これは送信プローブから表面直下を直接伝わってきます。欠陥が存在する場合、その上下端からの微弱な回折信号が後から到達します。横波と回折信号の到達時間の差が精密に測定されます。

単純な幾何学と材料中の音速の既知の値を用いることで、飛行時間データは欠陥の深さと貫通高さの非常に正確な測定値に変換できます。TOFD の重要な利点は、そのサイズ測定精度が欠陥の向きや信号振幅にほとんど依存しないことであり、 パルスエコー この方法は、亀裂や溶融不良などの重要な平面欠陥のサイズを測定するための最も信頼性の高い技術の1つです。

UNESCO Nomenclature: 3322
材料科学

タイプ

試験方法

混乱

実質的な

使用法

ニッチ/専門分野

前駆物質

  • 古典物理学における波動回折現象の基本的な理解
  • パルスエコー超音波検査の開発
  • 高精度電子タイミング回路とデジタル回路の利用可能性 信号処理
  • 産業界では、信号振幅に基づく方法よりも信頼性の高い欠陥サイズ測定方法が求められていることが認識されている。

アプリケーション

  • 原子力および圧力容器製造における重要な溶接検査
  • 発電機器における稼働中の亀裂進展のモニタリング
  • 石油・ガス産業向けパイプライン周溶接部の検査
  • 高信頼性部品製造品質管理
  • 航空宇宙構造健全性評価

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

  • miniaturized TOFD systems for inspecting micro-welds in electronics and medical devices
  • combining TOFD with machine learning for predictive analysis of crack growth rates
  • air-coupled TOFD for non-contact inspection of sensitive materials like ceramics or composites
  • full matrix capture (FMC) TOFD for enhanced imaging and characterization of complex flaws
  • robotic TOFD crawlers for autonomous inspection of long pipelines and large vessels
  • integration of TOFD with guided wave ultrasonics for long-range screening followed by localized sizing
  • development of TOFD for non-metallic materials like HDPE pipe fusions
  • real-time TOFD monitoring of structures in high-temperature environments
  • handheld, simplified TOFD devices for rapid screening by field technicians
  • TOFD-based bone density and micro-fracture assessment in medical diagnostics
関連キーワード:TOFD(飛行時間回折法)、NDT(非破壊検査)、亀裂寸法測定、欠陥検出、溶接検査、回折法、超音波探傷検査、非破壊検査、構造健全性。

歴史的背景

飛行時間回折法(TOFD法)

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

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

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