10.5.3 对接焊缝TOFD技术
衍射时差法超声检测技术TOFD(Time of Flight Diffraction)法有赖于超声波与缺陷端部的相互作用。相互作用的结果会在较大角度范围发射衍射波。检出衍射波就能确定缺陷的存在。
信号传播时间差就是缺陷高度量值。缺陷尺寸根据衍射信号的传播时间而非幅度来测量。图10.5-2为TOFD法的探头布置。
图10.5-2 TOFD法的探头布置图
1-发射探头;2-接收探头;a-侧向波;b-上端波;c-下端波;d-底面回波;e-中夹角
为使缺陷端部产生被接收探头接收的衍射波信号,通常要用指向角较大的纵波探头。这样就可通过一次扫查检测一定体积,但仅局限于一次扫查可检测到的体积尺寸。
发射声脉冲后到达接收探头上的第一个信号通常就是在试件表面下传播的侧向波。若无缺陷,到达接收探头的第二个信号就是底面回波。这两个信号通常供参考用。
若忽略波型转换,则材料中由缺陷产生的任何信号均在侧向波与底波之间到达。因为侧向波和底波分别对应于发射探头与接收探头之间的最短声程和最长声程。
同理,缺陷上端产生的衍射信号将在缺陷下端产生的信号之前到达接收探头。典型的A扫描AC波形图示于图10.5-3。
图10.5-3 TOFD法AC波形图
(图中a~d含义同图10.5-2)x-波幅;y-时间
缺陷高度可由衍射信号的时间差求得。用AC波形是为了利用参考波(侧向波和底波)和缺陷波(上端波和下端波)的相位信息来估判缺陷性质。应注意图10.5-3中两参考波的相位相反,缺陷的两个端部衍射波相位也相反。
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