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Técnica de difração por tempo de voo (TOFD)

1970
  • Maurice G. Silk
Técnico realizando teste de difração de tempo de voo em uma junta de solda em um 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.

O método TOFD representa um afastamento significativo das técnicas ultrassônicas convencionais baseadas em amplitude. Ele se baseia no fenômeno físico de que, quando uma onda ultrassônica incide sobre a borda afiada de uma descontinuidade, como a ponta superior ou inferior de uma trinca, essa ponta atua como uma fonte secundária, irradiando som em todas as direções. Essa energia irradiada é conhecida como onda difratada.

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.

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
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
  • the availability of highly accurate electronic timing circuits and digital signal processing
  • 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

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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
1964
1970
1970
1970
1970
1972
1960
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)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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