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Técnica de difração por tempo de voo (TOFD)

1970
  • Maurice G. Silk
Técnico realizando testes de difração por tempo de voo em uma junta soldada em laboratório.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A difração por tempo de voo (TOFD) é uma técnica altamente precisa. ultrassônico Técnica para detecção e dimensionamento de falhas. Utiliza sondas de transmissão e recepção separadas. Em vez de medir a amplitude de uma forte reflexão da face de uma falha, a TOFD mede o tempo de chegada das ondas muito mais fracas difratadas pelas extremidades superior e inferior da falha, permitindo a medição precisa do tamanho através da parede.

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

Em uma configuração típica de TOFD (Time-of-Flight Dispersion), uma sonda transmissora envia um feixe amplo de ultrassom para o material, e uma sonda receptora, posicionada a uma distância fixa na mesma superfície, capta os sinais. O primeiro sinal a chegar ao receptor é a “onda lateral”, que se propaga logo abaixo da superfície, diretamente do transmissor. Se houver uma falha, sinais difratados fracos provenientes de suas extremidades superior e inferior chegarão posteriormente. A diferença de tempo entre a chegada da onda lateral e dos sinais difratados é medida com precisão.

Utilizando geometria simples e a velocidade do som conhecida no material, os dados de tempo de voo podem ser convertidos em medições altamente precisas da profundidade da falha e da altura através da parede. Uma vantagem fundamental do TOFD é que sua precisão de dimensionamento é amplamente independente da orientação da falha e da amplitude do sinal, superando as principais limitações de outros métodos. pulso-eco métodos. Isso a torna uma das técnicas mais confiáveis ​​para dimensionar defeitos planares críticos, como trincas e falta de fusão.

UNESCO Nomenclature: 3322
Ciência dos materiais

Tipo

Método de teste

Interrupção

Substancial

Uso

Nicho/Especializado

Precursores

  • Compreensão fundamental dos fenômenos de difração de ondas a partir da física clássica
  • o desenvolvimento de testes ultrassônicos de pulso-eco
  • a disponibilidade de circuitos de temporização eletrônicos de alta precisão e digitais processamento de sinais
  • Existe uma necessidade reconhecida na indústria por métodos de dimensionamento de defeitos mais confiáveis ​​do que aqueles baseados na amplitude do sinal.

Aplicações

  • Inspeção crítica de soldas na fabricação de vasos de pressão e nucleares
  • Monitoramento do crescimento de trincas em serviço em componentes de geração de energia
  • Inspeção de solda circunferencial em dutos para a indústria de petróleo e gás
  • controle de qualidade na fabricação de componentes de alta integridade
  • avaliação da integridade estrutural aeroespacial

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • 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
Relacionado a: TOFD, difração por tempo de voo, END, dimensionamento de trincas, detecção de falhas, inspeção de soldas, difração, ensaio ultrassônico, ensaio não destrutivo, integridade estrutural.

Contexto histórico

Técnica de difração por tempo de voo (TOFD)

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

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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