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TOFD检测有影像资料吗？(一)
TOFD检测
TOFD定义
Time Of Flight Diffraction(TOFD)超声波衍射时差法，是一种依靠从待检试件内部结构（主要是指缺陷）的“端角”和“端点”处得到的衍射能量来检测缺陷的方法，用于缺陷的检测、定量和定位。
TOFD技术的来源
TOFD技术的英文全称是Time of Flight Diffraction Technique，中文译名为衍射时差法超声检测技术。
TOFD技术于20世纪70年代由英国哈威尔的国家无损检测中心silk博士首先提出，其原理源于silk博士对裂纹尖端衍射信号的研究。在同一时期我国中科院也检测出了裂纹尖端衍射信号，发展出一套裂纹测高的工艺方法，但并未发展出现在通行的TOFD检测技术。
TOFD技术首先是一种检测方法，但能满足这种检测方法要求的仪器却迟迟未能问世。详细情况在下一部分内容进行讲解。TOFD要求探头接收微弱的衍射波时达到足够的信噪比，仪器可全程记录A扫波形、形成D扫描图谱，并且可用解三角形的方法将A扫时间值换算成深度值。而同一时期工业探伤的技术水平没能达到可满足这些技术要求的水平。直到20世纪90年代，计算机技术的发展使得数字化超声探伤仪发展成熟后，研制便携、成本可接受的TOFD检测仪才成为可能。但即便如此，TOFD仪器与普通A超仪器之间还是存在很大技术差别。
TOFD技术的物理原理
衍射现象是TOFD技术采用的基本物理原理。
衍射现象的解释：波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象，根据惠更斯原理，媒质上波阵面上的各点，都可以看成是发射子波的波源，其后任意时刻这些子波的包迹，就是该时刻新的波阵面。
TOFD工作原理
TOFD技术采用一发一收两个宽带窄脉冲探头进行检测，探头相对于焊缝中心线对称布置。发射探头产生非聚焦纵波波束以一定角度入射到被检工件中，其中部分波束沿近表面传播被接收探头接收，部分波束经底面反射后被探头接收。接收探头通过接收缺陷尖端的衍射信号及其时差来确定缺陷的位置和自身高度。
TOFD技术优越性：
a）一次扫查几乎能够覆盖整个焊缝区域（除上下表面盲区），可以实现非常高的检测速度；【TOFD检测有影像资料吗？】
b）可靠性要好，对于焊缝中部缺陷检出率很高；
c）能够发现各种类型的缺陷，对缺陷的走向不敏感；
d）可以识别向表面延伸的缺陷；
e）采用D-扫描成像，缺陷判读更加直观；
f）对缺陷垂直方向的定量和定位非常准确，精度误差小于1mm； g）和脉冲反射法相结合时检测效果更好，覆盖率100%； TOFD技术局限性： a）近表面存在盲区，对该区域检测可靠性不够 b）对缺陷定性比较困难 c）对图像判读需要丰富经验 d）横向缺陷检出比较困难 e）对粗晶材料，检出比较困难 f）对复杂几何形状的工件比较难测量 国内主要TOFD仪器型号和商家：
进口：
ISONIC系列（以色列SONOTRONNDT） ， OMniScan MX系列（加拿大奥林巴斯）
国内自主研发：
PXUT900系列（南通友联），汉威HTS800系列（武汉中科）
RT（Radiographic testing射线检测）、UT（Ultrasonic testing 超声波检测）、MT（Magnetic particle testing 磁粉检测）、PT（Penetrant flaw testing渗透检测）四种常规无损检测方法
TOFD检测有影像资料吗？(二)
TOFD缺陷的图谱判别举例
TOFD缺陷的图谱判别
1.单个缺陷图谱
①点状缺陷：
点状缺陷（如气孔等）在侧向波信号与底波信号图像之间显示为单一多周期点图（如下图） 。点状缺陷通常显示一个TOFD信号图像，因缺陷高度小于脉冲宽度，点状缺陷图像常呈抛物线形，信号图像尾部向底面坠落。
②底面开口缺陷：
工件底面开口缺陷（如根部单侧未熔合等）的TOFD图谱特点是：有连续不断的表面侧向波图像；底面反射信号在相关区段呈间断或中断现象（明显程度取决于底面开口缺陷尺寸）（如下图）。【TOFD检测有影像资料吗？】
③表面开口缺陷：
工件表面开口缺陷（如焊趾裂纹等）的TOFD侧向波图像受干扰，侧向波信号在相关区段被缺陷切断（如下图）。因此根据TOFD侧向波图像特征，即可判断缺陷是否表面开口。有表面开口缺陷的下端波衍射信号图像位置，即可测定缺陷深度。若工件表面缺陷不开口，即仅为近表面缺陷，则侧向波信号图像不间断。若此近表面缺陷深度较浅，即小于侧向波脉冲宽度或仅几微米深，则用TOFD检测有可能发现不了。此时，也可能显示一群由点状缺陷产生的信号图像。
④壁厚中部缺陷：
壁厚中部缺陷（如中心未焊透等）的TOFD图谱有完整的侧向波和底波信号图像，并有缺陷上端部和下端部的衍射信号图像（如下图）。缺陷上端部的回波信号描述实际缺陷的轮廓，呈白-黑-白图像；而下端部信号呈黑-白-黑图像，缺陷高度易于从黑-白图像上直接读出。另外还可看到，在缺陷上端部衍射回波左侧，常出现双曲线图像，类似于点状缺陷图的点状缺陷效应，这对缺陷端部取点和准确侧长恨有利。
若内部缺陷较浅（即板厚方向高度较小），小于换能器脉冲宽度，则该缺陷上下端部信号难以分开，故缺陷上下端部难以识别，因此检测人员只能判断该缺陷小于脉冲宽度。
⑤根部未焊透：
根部未焊透也属于底部开口缺陷。但这种缺陷会给出很强的衍射信号（或更正确地说是反射信号），与底波信号反相（如下图所示）。但不管是衍射信号还是反射信号，对TOFD特性并不重要，即使底波信号有扰动，在整个缺陷两侧还是能看到底波图像。通常，TOFD会重点突出点状小缺陷，而这种小缺陷用常规的横波脉冲回波法检测往往会漏检。
⑥根部内凹：
根部内凹类似于根部未焊透。在TOFD图像中可见缺陷上端部，一般与实际形状相仿（如下图）。底波信号图像会在相关区段出现扰动现象。
⑦侧面未熔合：
侧面未熔合类似于壁厚中部缺陷，但有两点不同：A.该缺陷方向倾斜，沿坡口熔合面伸展，TOFD能有效成像，而与缺陷方向无关；B.该缺陷因位置关系，上端部信号有部分被埋在侧向波中，但缺陷上端部信号仍可被发现，这是由于侧向波信号幅度明显增强，否则TOFD检测人员就不能对缺陷准确测深（如下图）。
⑧密集气孔：
密集气孔呈现一系列幅度各异的双曲线，类似于一群点状缺陷（如下图）。因各气孔靠得很近，TOFD双曲线图像会出现层峦叠翠，鳞次栉比的现象。
⑨横向裂纹：
横向裂纹类似单个点状缺陷，其TOFD图像显示为典型的双曲线（如下图）。通常，用TOFD法不可能将横向裂纹与近表面密集气孔区分开来，一般还需做有针对性的补充检测，如将探头对沿焊缝轴线方向，直接置于余高磨平焊缝表面，做平行于声束方向的扫查。
⑩层间未熔合：
层间未熔合在壁厚中部显示单个高幅度信号（如下图）。若信号图像相对较长，则很容易与密集气孔或点源区分开；否则，该缺陷的上下端部很难区分。注意，侧向波会有相位变化。层间未熔合信号一般是良性的。
2.多种缺陷谱图
以下为对接接头中多种缺陷同时存在时的图谱示例。
①多种缺陷1
如图所示试板焊缝中存在四种缺陷：根部裂纹、坡口面未熔合、条状夹渣和根部单侧未熔合。当用TOFD法检测时，其显示的图谱有以下特征：
A.条状夹渣和坡口面未熔合图像显示清晰；
B.根部未熔合图像不易识别，这是因为尽管缺陷回扰动底波信号显示，但若不仔细观察，容易漏评。
C.根部裂纹由于底面盲区的存在，总是难以发现，需要辅以其他超声探头作补充检测。 TOFD法对检测壁厚中部缺陷的检测和定量具有独特的优点，但对近底面或近表面存在的小缺陷，也有漏检的局限性。
②多种缺陷2
下图是含有多种缺陷的焊接试板2的TOFD检测图谱。有图可见：
A.焊接试板中的四种缺陷（根部未熔合、焊趾裂纹、密集气孔、坡口面未熔合）均被检出；
B.根部未熔合因深度较大，D扫描显示清晰。底面信号扰动图像和缺陷上端部信号图像均清晰显示；
C.焊趾裂纹图像清晰可见，因侧向波信号图像全被阻断，且有缺陷下端部衍射信号图像显示。无论是表面焊趾裂纹或根部未熔合，均可根据侧向波或底波信号图像的扰动来判明缺陷在工件表面或底面有开口特征；
D.密集气孔呈现一系列信号图像。仅用TOFD扫描显示，一般较难正确表征，因为有可能判其为夹渣，也可能判其为平面状缺陷；
E.侧面未熔合图像清晰可见，易于定量。
TOFD检测有影像资料吗？(三)
TOFD检测通用工艺规程 参考版
【TOFD检测有影像资料吗？】
目 录
1编制的目的和适用范围....................................................................................................................... 1 2引用标准、规范 .................................................................................................................................. 1 3术语定义 .............................................................................................................................................. 1 4检测人员要求 ...................................................................................................................................... 2 5检测设备、器材和材料....................................................................................................................... 2 6检测表面要求 ...................................................................................................................................... 4 7检测时机 .............................................................................................................................................. 5 8 TOFD检测技术工艺 ........................................................................................................................... 5 8.1 TOFD检测基本程序 .................................................................................................................... 5 8.2检测前准备.................................................................................................................................... 5 8.3表面盲区确定 ................................................................................................................................ 6 8.4横向缺陷........................................................................................................................................ 6 8.5探头-12dB声场测试 .................................................................................................................... 7 8.6与其他无损检测方法的综合应用 ................................................................................................ 7 8.7现场条件要求 ................................................................................................................................ 8 8.8检测准备........................................................................................................................................ 8 8.9检测系统设臵和校准 .................................................................................................................. 12 8.10 检测........................................................................................................................................... 14 8.11数据文件的命名规则 ................................................................................................................ 14 8.12焊缝检测记录 ............................................................................................................................ 15 9检测数据分析和解释......................................................................................................................... 15 9.1检测数据的有效性评价 .............................................................................................................. 15 9.2相关显示和非相关显示 .............................................................................................................. 15 9.3缺陷位臵的测定 .......................................................................................................................... 16 9.4缺陷尺寸测定 .............................................................................................................................. 17
9.5检测结果的评定和质量等级分类 .............................................................................................. 18 10编制专用检测工艺卡....................................................................................................................... 21 11检测流程 ........................................................................................................................................... 21 12检测记录、报告和资料存档........................................................................................................... 21 附件1 衍射时差法超声检测工艺卡 ................................................................................................... 24 附件2 衍射时差法超声检测报告 ....................................................................................................... 27 附件3 TOFD检测返修通知单 ............................................................................................................ 31 附件4 衍射时差法超声检测记录 ....................................................................................................... 33
1编制的目的和适用范围
为了保证本公司检测工作质量，提供准确可靠的检测数据，特制定本通用规程，本规程对衍射时差法超声检测（TOFD）中各环节质量控制要求作出了规定。本通用规程适用于以下焊接接头的TOFD检测。 1.1材料为碳素钢或低合金钢； 1.2全焊透结构型式的对接接头；
1.3工件厚度t：12mm ≤t≤100mm（不包括焊缝余高，焊缝两侧母材厚度不同时，取薄侧厚度值）。
1.4与承压设备有关的支撑件和结构件的衍射时差法超声检测，可参照本规程使用；对于其他细晶各向同性和低声衰减材料，也可参照本规程使用，但要考虑声速衰减。 1.5 对于非特种设备的TOFD检测，参照本作业指导书执行。 2引用标准、规范、文件
2.1 《承压设备无损检测》JB/T 4730.1～5 -2005
2.2 《承压设备无损检测》 第10部分：衍射时差法超声检测NB/T47013.10 2.3 《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0004-2010 2.4 《钢制球形储罐》 GB12337-2010
2.5 无损检测 术语 超声检测（ISO5577:2000）GB/T12604.1 2.6上海鹰扬智能科技工程有限公司 质量管理体系文件 3术语定义
GB/T 12604.1、JB/T 4730.1、NB/T47013.10、本公司的《质量管理手册》、《质量管理体系文件》界定的以及下列术语和定义适用于本通用检测规程。 3.1 对接接头：焊接中两件表面构成≥135°，≤180°夹角的焊接接头。
3.2 对比试块：指按规定加工含有标准人工反射体用于TOFD检测校准的试块。 3.3 模拟试块：指按规定加工含有自然缺陷用于对TOFD检测工艺进行验证试验的试块。
3.4 相关显示：由缺陷引起的显示为。
3.5 非相关显示：由工件结构（例如焊缝余高或根部）或者材料冶金结构的偏差（例如铁素体基材和奥氏体覆盖层的界面）引起的显示。 4检测人员要求
4.1从事TOFD检测的人员应当按照相关安全技术规范要求，获得特种设备无损检测人员超声波检测TOFD专项资格，方可从事相应资格等级规定的检测工作，并负相应的技术责任。
4.2 TOFD检测人员应熟悉国家、行业、本公司的有关标准、规范和规章，具有实际检测经验并掌握一定的锅炉、压力容器、压力管道结构及制造基础知识。
4.3 TOFD检测报告、检测方案等技术文件的编制、审核、批准、签发人员应按本公司质量管理体系文件要求执行。 5检测设备、器材和材料
所使用的TOFD检测设备、器材和材料应能满足NB/T47013.10的要求。 5.1仪器
使用中科创新 HS810e TOFD仪器。 5.2探头、楔块
5.2.1应满足NB/T47013.10标准的8.2条规定的要求。 5.2.2 探头推荐性选择和设臵见表5-1
表5-1 探头推荐性选择和设臵
5.3.1探头夹持部分能调整和设臵探头中心间距，在扫查时保持探头中心间距和相对角
TOFD检测有影像资料吗？(四)
TOFD检测技术在压力管道检测的应用
摘 要： 本文介绍了近年来开始在我国应用的TOFD 技术检测的基本概念、原理、特点，以及相关标准规定、在压力管道检测中的应用情况、技术对比、技术难点的新突破等，并提出努力开拓超声TOFD 技术在压力管道检测的应用。 关键词： TOFD 技术、压力管道、特点、应用
压力管道的失效，大多数是由于裂纹扩展而引起的，尤其是设备内壁的裂纹，由于内壁裂纹多为疲劳裂纹，裂纹细小，在不破坏的情况下，很难对其进行检测，严重威胁着管道的安全运行。
近几年我国引进了TOFD检测技术：利用超声波遇到诸如裂纹等的缺陷时，将在缺陷尖端发生迭加到正常反射波上的衍射波，探头探测到衍射波，从而对缺陷进行判定。具有缺陷检出能力强、缺陷定位精度高等特点。
通过应用TOFD检测技术，可以在不破坏设备的条件下有效地检测压力管道内壁腐蚀减薄及裂纹，及早发现管道隐患，在压力管道检测中具有十分重要的现实意义。
1.TOFD检测的基本原理及工艺
TOFD（Time-of-flight-diffraction technique）检测技术是一种利用缺陷端部的衍射波传播时间差来进行缺陷检测与定量的方法。
TOFD检测技术不同于以往的脉冲反射法和声波穿透法等技术，它利用的是在固体中声速最快的纵波在缺陷端部产生的衍射来进行检测。
当超声波在存在缺陷的线性不连续（如遇到诸如裂纹等缺陷）处出现传播障碍时，将在缺陷尖端发生叠加到正常反射波上的衍射波，衍射能量在很大的角度范围内放射出并且假定此能量起源于裂纹末端。计算机软件处理系统将会计算评估这些衍射信号，对应射频信号的相位变换，生成有黑白梯度的D 扫描或B 扫描图像（收集数据方式），并且依据探测到的衍射信号，可以判定缺陷的大小和深度（如图2所示）。
2.TOFD 检测技术在电站管道上的应用特点
2.1效率高：单组探头检测对焊缝覆盖范围大，只须做线性扫查，无须做锯齿形移动即可完成检测区域内的扫查，是常规超声探伤方法的3 至5 倍；
2.2灵敏度高：衍射波信号具有很高的灵敏度，因此也保证了很高的检出率；
2.3精度高：通过衍射时差计算方法，缺陷的高度可被精确的计算出来；
2.4漏检少：衍射波具有高灵敏度，通过图象记录完整检测数据，重复性好；
2.5数据全：检测的结果立刻就能知道，焊缝的纵断面或横断面的检测图像可以存盘或打印出来，也可随时在电脑上进行分析处理，作为永久的纪录；
2.6更安全：对检测人员无任何身体伤害；
2.7成本低：无需其它耗材，探头不与工件直接接触（通过契块），减少了磨损，可在线应用相关的工程评定标准对缺陷进行评定，在对缺陷部位修复时可最大限度的减少不必要的刨开。不影响其它现场工作，减少了检测生产的间隔时间，和其它的一些问题。
2.8局限性：灵敏度过高有时会夸大焊缝中的良性缺陷；由于是在管道外表面实施检测，在近表面有检测不到缺陷的盲区；检测人员需要经过专门的培训并积累相应的经验。
3.TOFD 检测管道工艺及在现场的应用
在压力管道检测中，利用TOFD检测技术对管道进行了检测，采用与被测管道同规格的管子制做内壁人工刻槽及盲孔的对比试块；在对管道进行检测时，一般管道壁厚均小于50 mm，可选用一对纵波斜探头进行一次扫查，探头频率根据厚度不同在3-15 MHz范围内选择；探头角度为60?～70?；晶片尺寸为2-6 mm；主声束聚焦深度为2/3壁厚。
经对管道焊缝检测后，发现常规超声波检测时未能发现的小缺陷在TOFD扫描图中能够清晰地显示出来（如图3、图4所示）。
此外，通过对带有内壁裂纹的压力管道做TOFD检测和宏观实物对比，可看出直管内壁为细小的龟裂纹，将中间局部内壁裂纹打磨干净后检测（裂纹打磨深度不超过1mm，实物照片如图5所示），扫描图中能清晰显示有裂纹处的图像（如图6所示）：
4.结束语
TOFD检验技术具有缺陷检出能力强、缺陷定位精度高、节省设备的制造时间等特点，在检测资料上保证安全，并且可以用数字型式永久保存，弥补了常规超声波检测技术的不足。在压力管道检测中，TOFD检测有着明显的优势，可以及早发现并监测小缺陷，在检测中发挥了重要作用。
目前，全国锅炉压力容器标准化技术委员会TOFD 标准已正式出台。随着国内各行业对TOFD 技术应用的规范化，其前景将非常广阔。
TOFD检测有影像资料吗？(五)
母材缺陷在TOFD检测中的间接反映
摘 要：《固定式压力容器安全技术监察规程》、《锅炉安全技术监察规程》已将TOFD检测纳入正文，TOFD检测技术的应运越来越广泛，我们在实际检测中不仅仅对焊缝进行检测，同时可对特种设备的母材进行检测。 关键词：超声波衍射时差法；焊缝；母材
1、工程介绍
某水电站压力钢管制造过程中，主要采用B610CF（610MPa级）的材料，壁厚40-56mm，焊缝质量要求100%UT/TOFD/MT。原材料质量检查：出厂合格证，进场材料出厂合格证、材质证明检查；外观质量检查；内部质量检查（2%UT、力学性能、化学成分等项目抽样检查）；焊材使用前焊接试验等。供方交货状态：低碳贝氏体设计，钢板以控轧加回火的调质热处理状态交货，回火温度不得低于600℃。
2、金属力学性能要求
2.1强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或开始出现塑性变形时的最低应力值；抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下，被拉断前所能承受的最大应力值。对于大多数设备，工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是设备强度设计的依据；对于因断裂而失效的设备，用抗拉强度作为其强度设计的依据。
2.2塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率。断面收缩率指试样拉断后，断面缩小的面积与原来截面积之比。伸长率和断面收缩率越大，其塑性越好；反之，塑性越差。良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件，也是保证设备工作安全，不发生突然脆断的必要条件。
2.3金属材料抵抗冲击载荷的能力称为冲击韧性。在实际使用过程中要求材料的冲击韧性值大一些，这样的材料韧性就越好。尤其在特种设备行业里几乎很少使用冲击韧性低的材料（脆性材料），往往采用冲击韧性高的材料（韧性材料）。
3、技术原理
TOFD技术原理如下图：
TOFD技术，是在不连续缺陷的尖端产生波型的转换，并产生衍射波。这个衍射波覆盖了较大的角度范围，从而衍射波就可以检测出该范围内所存在的缺陷。侧向波的相位与底面回波的相位是相反的，缺陷上尖端以及下尖端的相位是相反的。最先到达接收探头的声波叫侧向波（LW） ，侧向波是在被检试件内表面传播的波，在没有缺陷的试件中， 第二个到达接收探头的声波叫底波（BWE） ，底波是从试件另一面反射的声波。从上图中可以看到， 侧向波和底波具有相反的相位， 缺陷的上下端点的衍射波也同样具有相反相位。侧向波与缺陷上端点产生的衍射波的传播时间差与缺陷的位置有关， 缺陷上下端点产生的衍射波的传播时间差与缺陷的高度有关，这些特性是缺陷判定的主要依据。 因此，关于缺陷高度和缺陷位置的测量， 都由接收到的声波信号的传播时间决定， 与信号的波幅无关。
4、检测时发现的问题
该水电站压力钢管制作安装焊缝无损检测比例为：一二类焊缝TOFD+MT检测分别为100%和50%，UT检测为100%。在该电站压力钢管某定位段焊接试块（厚度56mm）焊缝检测时，TOFD检测发现如图一中的缺陷显示。且该焊缝两侧钢板进行了100%UT检测，未发现质量问题。在进行TOFD图谱分析时，发现该缺陷显示分布深度一致，且贯穿整条焊缝。检测人员对该焊缝两侧母材进行了TOFD检测，发现图二中的显示，系推断该缺陷为母材缺陷。
对该试板母材进行机械性能试验时，发现抗拉强度值为523MPa，屈服强度值为476 MPa，低于供货材质要求。
5、原因分析：
5.1该材料供货状态为控轧加回火，也就是在调整钢的化学成分的基础上，通过控制加热温度，轧制温度，变形等工艺参数，控制奥氏体组织的变化规律和相变产物的组织形态，达到细化组织，提高强度和韧性的目的。控制轧制是以细化晶粒为主，用以提高钢的强度和韧性的方法。控制轧制后奥氏体再结晶的过程，对获得细小晶粒组织起决定性作用。结合厂家供货状态，进行研究分析。发现该批钢板在热处理后轧后冷却速度不当，使得再结晶后奥氏体晶粒长大，现场金相图片如图三所示：
5.2 TOFD检测技术是在缺陷的尖端（包括缺陷的上下端点）产生波型的转换，纵波横波转换成衍射波，新转换的衍射波覆盖角度范围大，从而通过超声波衍射时差法就可以检测出该范围内所存在的缺陷。该技术检测灵敏度高，针对该母材中，由于中间层奥氏体晶粒的突变，TOFD检测时整个声速发生了突变，故在检测图谱中会出现明显的类似缺陷的现象。
6、结论
TSG R0004-2009《压力容器安全技术监察规程》、TSG G0001-2012《锅炉安全技术监察规程》中已经将TOFD检测纳入正文， TOFD检测技术将为承压设备安全状况等级的确定提供了可靠的依据，同时也为承压设备安全评估提供基础数据，为保证承压设备安全运行，提供更科学更可靠的保障。可为企业增加经济效益，降低检修成本。随着我国特种设备行业的发展，对安全环保的强调、对检测质量及成本的重视，TOFD技术将越来越广泛的应用。TOFD技术不仅仅局限于焊缝的检测，也可以扩展到母材甚至更宽更广的领域应用。
参考文献：
[1] 李衍. ASME 法规对超声TOFD 法的新规定.无损检测，2007.（5） 294-300
[2] 迟大钊等.面状缺陷超声TO FD法信号和图像的特征与识别。焊接学报，2005.（11） 1-5
[3]压力容器定期检验规则TSG R7001
[4]薛永盛等.TOFD检测中典型缺陷定性图谱分析. 云南水力发电，2008.（4）76-78
[5]吴红伟、薛永盛. TOFD检测非超标缺陷的夸大.无损探伤，2013.？37（2）
TOFD检测有影像资料吗？(六)
球罐焊缝TOFD检测图谱缺陷评定与简要分析
摘要：本文简要的介绍了TOFD检测前的准备及工艺制定，分别列举焊缝检测高危缺陷：裂纹和密集气孔的TOFD扫查图谱，并对该图谱影像和缺陷图谱特征进行简要分析，为TOFD扫查中发现该类缺陷定性判断提供参考。 关键词：TOFD检测；图谱分析；缺陷定性；球罐焊缝；
1、引言
随着工厂规模及单体设备处理能力趋于大型化方向发展，球罐在大容量的贮存介质方面具有独特的优越性，也越来越广泛的被使用。由于球罐体积的巨大，在其现场组装焊接时多采用手工焊，且焊缝为全位置甚至分多层进行焊接，因现场环境条件的影响及焊接过程中人工的操作因素，焊缝易出现错边、 气孔、 夹渣、 未熔合、 未焊透和裂纹等焊接缺陷[1]。 而对于大厚度球罐，常规的射线和超声无损检测都具有其局限性，而TOFD 检测技术具有检测效率高、缺陷检出率高等优点[2]，使得TOFD技术在大厚度球罐对接焊缝的检测中具有较大的优势[3-4]。本文以140mm板厚的球罐对接焊缝为例，针对实际检测过程中出现的裂纹和密集气孔类缺陷图谱进行列举和简单的分析。
2、检测前的准备及检测工艺的制定
TOFD检测要求被检测工件表面平整，探头移动区无飞溅物，氧化皮、锈蚀、油垢及其它杂物[5]。耦合剂通常选用水、甘油、机油、化学浆糊等。对于球罐TOFD检测，扫查面多选球罐内表面，检测区域由其高度和宽度表征，检测区域高度为工件厚度。若对已发现缺陷部位进行复检或已确定的重点部位，检测区域可缩减至相应部位。
以140mm板厚的球罐对接焊缝TOFD检测为例，根据实际测量，焊缝母材板厚139.6mm，焊缝宽度为93～98mm，参照检测标准[6]，TOFD检测分三个厚度区域，即三个检测通道，探头选择及参数设置如表1所示。因探头（含楔块）本身具有一定的前沿长度，则通道1的PCS应大于等于被检焊缝宽度与楔块前沿的和，同时又考虑实际检测过程中检测人员对扫查架的控制因素，故实际的第一通道参数设置可把PCS适当调整以适合扫查，一般建议探头前沿距同侧焊缝边沿约20～30mm。
3、检测图谱的分析与缺陷判定
3.1裂纹类缺陷
如图1所示，该缺陷类型评定为裂纹，且为平行的两条裂纹。裂纹类缺陷是一种二维空间的面性缺陷，一般宽度很小，具有一定的长度，两端尖窄。TOFD检测的裂纹图谱起点、终点影像清晰，长度方向过渡相对平滑，中部信号较强，两端信号较弱，且有明显的端点衍射信号，影像分辨明显。
3.2密集型气孔缺陷
如图2所示，该缺陷类型评定为密集型气孔。单个气孔缺陷图谱上一般呈现为一个独立的衍射信号，影像表现为一个平滑的抛物线状，没有明显的长度，信号强度不强，起止端点影像界限模糊，没有明显的起止端点衍射，抛物线的顶点色度最浓，边缘信号渐淡。密集型气孔图像表现为多个独立的点状衍射的集合和叠加，各点衍射信号强度基本一致，和气孔缺陷类似，密集气孔中的单个气孔影像抛物线的顶点色度最浓，边缘信号渐淡，多个气孔集中在一起，表现为多个顶点色度交浓的抛物线相互重叠，且具有一定的深度和长度。
4、结束语
4.1 TOFD技术运用于球罐对接焊缝检测上对于高危害性的裂纹、密集气孔检测效果明显；
4.2 TOFD技术焊缝检测中裂纹、密集气孔的特征图谱清晰明确，该技术对此类缺陷定性准确，检出率高；
4.3 TOFD技术对大厚度对接焊缝检测可用实现多通道的扫查，具有较高的效率高。
参考文献
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