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飞行时间衍射 (TOFD) 技术

1970
  • Maurice G. Silk
技术人员在实验室中对焊接接头进行飞行时间衍射测试。

(图片仅供参考)

飞行时间衍射法 (TOFD) 是一种高精度测量方法。 超声波 TOFD是一种用于缺陷检测和尺寸测量的技术。它使用独立的发射探头和接收探头。TOFD并非测量缺陷表面强反射波的振幅,而是测量从缺陷上下尖端衍射的较弱波的到达时间,从而实现精确的壁厚尺寸测量。

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

在典型的TOFD装置中,发射探头向材料发射一束宽超声波,接收探头则位于同一表面上固定距离处,用于接收信号。最先到达接收器的信号是“横波”,它直接从发射器沿表面下方传播。如果存在缺陷,则来自缺陷上下两端的微弱衍射信号会稍后到达接收器。横波和衍射信号到达的时间差会被精确测量。

利用简单的几何原理和材料中已知的声速,飞行时间数据可以转化为缺陷深度和穿壁高度的高精度测量值。TOFD 的一个关键优势在于其尺寸测量精度在很大程度上不受缺陷方向和信号幅度的影响,从而克服了其他方法的主要局限性。 脉冲回波 方法。这使其成为测量裂纹和未熔合等关键平面缺陷尺寸的最可靠技术之一。

UNESCO Nomenclature: 3322
- 材料科学

类型

测试方法

中断

重大的

用法

小众/专业

前体

  • 从经典物理学角度对波衍射现象的基本理解
  • 脉冲回波超声检测的发展
  • 高精度电子定时电路和数字技术的可用性 信号处理
  • 工业界普遍认为需要比基于信号幅度的缺陷定量方法更可靠的方法

应用程序

  • 核能和压力容器制造中的关键焊缝检测
  • 发电部件在役裂纹扩展监测
  • 石油和天然气行业的管道环焊缝检测
  • 高完整性组件制造质量控制
  • 航空航天结构完整性评估

专利:

NA

潜在创新理念

  • 用于检测电子和医疗设备中微焊缝的微型 TOFD 系统
  • 将TOFD与机器学习相结合,预测裂纹扩展速率
  • 空气耦合 TOFD,用于对陶瓷或复合材料等敏感材料进行非接触式检测
  • 全矩阵捕获 (FMC) TOFD,可增强复杂缺陷的成像和表征
  • 用于长管道和大型容器自主检测的机器人TOFD爬行器
  • 将 TOFD 与导波超声相结合,进行远程筛查,然后进行局部定量
  • 开发用于非金属材料(如 HDPE 管道熔接)的 TOFD 技术
  • 高温环境下结构的实时TOFD监测
  • 手持式简化 TOFD 设备,方便现场技术人员快速筛查
  • 医学诊断中基于TOFD的骨密度和微骨折评估
相关领域:TOFD、飞行时间衍射、无损检测、裂纹尺寸测量、缺陷检测、焊接检验、衍射、超声波检测、无损检测、结构完整性。

历史背景

飞行时间衍射 (TOFD) 技术

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

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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