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TOFD檢測原理，TOFD超聲波試塊
TOFD檢測原理：
TOFD是一種超聲衍射時間差法的無損檢測方法：
超聲TOFD方法是采用一對頻率、尺寸、角度相同的縱波探頭進行探傷；一個作為發射探頭，另一個作為接收探頭，兩探頭相對位置在焊縫兩側且探頭中心在同一直線上，發射探頭發射橫向縱波，在無缺陷部位接收探頭首先按收到直通波，這種波在兩個探頭間以縱波速度進行傳播，然后接收到反射回波（back wave）。
如果在工件中存在裂紋缺陷，則在缺陷的兩端除普通的反射波外，在缺陷的上下端點，還將分別產生衍射波，其衍射能量耒源于缺陷端部。
這兩束衍射波號在直通波與底面反射波之間出現。缺陷兩端點的信號在時間上將是可分辨的，根據衍射波信號傳播的時間差可判定缺陷高度的量值。
TOFD （Time Of Flight Diffraction）：
一、TOFD介紹
壓力容器制造中采用的無損檢測方法為JB/T4730.1～6—2005；其方法有RT、UT、HT、PT和ET。
按國質檢特函（2007）402號文（2007.6.7實施）規定，還可以采用TOFD方法檢測焊接接頭的質量。其特點與方法介紹如下：
二、特點
它是一種超聲波衍射時間差無損檢測缺陷的方法，其原理與常用的脈沖回波超聲檢測方法的重要不同點：①缺陷衍射紋號與缺陷角度無關；②缺陷定位定量的誤差與紋號幅度無關。其性能*、成本低廉、工藝簡單、環境安全，發展前景。我國已確認其為特種設備的缺陷評價檢測方法。
三、與常規脈沖器超聲波檢測的區別：
TOFD檢測原理相對于常規脈沖器超聲波檢測方法兩個重要不同點：
①陷衍射信號與缺陷角度無關；
②定位、定量的誤差與信號的幅度無關。
這也是TOFD技術得以快速發展的原因
四、用TOFD對薄壁堆焊層裂紋缺陷的檢測：
堆焊層缺陷通常有：
（1）表面缺陷包括裂紋、氣孔和夾渣等；
（2）堆焊層內的缺陷，一般為夾渣和未融合；
（3）堆焊層與母材未結合；
（4）堆焊層下母材熱影響區再熱裂縫（紋），趨向基本垂直于母材表面；當厚度δ＜5mm堆焊層時，靈敏度極低。
五、超聲TOFD是利用一對頻率、尺寸相同的縱波探頭進行探傷，一個是發射探頭，一個是接收探頭。
六、計算機應用
TOFD檢測系統是以windows XP為開發平臺，LabVIEW為基礎完成超聲二次開發；使采集卡與個人PC機相結合，完成檢測信號采集、存儲、圖像顯示等工作。
當今新型裂紋檢測技術----TOFD超聲檢測技術對焊接中裂紋類缺陷的檢出效果比較明顯，是其他檢測方法*的。
七、裂紋的高度計算
裂紋的高度的檢測，通常是測定沿工件表面傳播的直通波和缺陷端部產生的衍射波的傳播時間差△t實現的。只要知道工件的縱波聲速V和2個探頭間距2S，則缺陷上下端埋藏深度由下式求出：
d=1/2[△t2 v2+4△tvs]1/2
式中：v—縱波聲速；t—直通波與衍射波之間的傳播時間差；s—1/2的探頭間距。
由缺陷上下端埋藏深度即可求得缺陷在板厚方向的高：H=d1-d2
式中：H——裂紋高度；d1——裂紋上端點距上表面的距離；d2——裂紋下端點距上表面的距離；
八、關于模擬試塊的制備
利用電火花、線切割加工不同尺寸的人工線狀裂紋模擬母材下再熱裂紋缺陷。試塊母材為普通碳鋼，堆焊層為合金鋼，尺寸為270mm×30mm×40mm，在試塊堆焊層側等間距加工了八個不等高度、寬度為0.2mm的人工裂紋。裂紋缺陷從左至右編號依次為1～8，模擬缺陷的高度及位置尺寸詳見下表：
表1 模擬裂紋幾何尺寸
| 模擬裂紋編號 | 實際高度mm | 上端埋深mm | 下端埋深mm |
| 1 | 6 | 2 | 8 |
| 2 | 4 | 2 | 6 |
| 3 | 6 | 4 | 10 |
| 4 | 4 | 4 | 8 |
| 5 | 2 | 3 | 8 |
| 6 | 3 | 3 | 6 |
| 7 | 5 | 4 | 9 |
| 8 | 1 | 4 | 7 |
產品關鍵字：TOFD超聲波試塊