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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。

TOFD 方法与传统的基于振幅的超声技术有着显著的不同。它基于这样一种物理现象:当超声波撞击不连续性的尖锐边缘(例如裂纹的顶部或底部)时,该尖端会充当二次声源,向各个方向辐射声波。这种辐射能量被称为衍射波。

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。

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
- 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
  • 高精度电子计时电路和数字信号处理
  • 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

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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

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1965-12-21
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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)

相关发明、创新和技术原理

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