thTOFD与超声相控阵对缺陷的定性与定量的对比

1、TOFD与超声相控阵对缺陷的与超声相控阵对缺陷的定性与定量的对比定性与定量的对比 2021-11-201介绍u该研究的目的主要是向TOFD和/或相控阵的所有用户和潜在用户提供参考信息。u检测结果并非滴水不漏，连续采集数据中的缺陷将被分类将用于结果对比。2021-11-202对比u比较如下项目：u缺陷检测u缺陷定性u缺陷定量2021-11-203衍射时差uBS 7706：1993（ASME 第五卷第四章附件L）uDDENV 583-6：2000u60楔块u5MHz 6mm直径u主波束聚焦在平板的15mm深度u100MHz的数字化率u0.5mm的编码数据采集2021-11-204超声相控阵u当前尚

2、没有标准u基于BS EN 1714u5MHz 64晶片阵列u激发16个晶片u使用55楔块u两组聚焦法则：45到70（1步进）的扇形扫查和一个60的电子线性扫查u100MHz数字化率u1.0mm步进的编码数据采集2021-11-205缺陷检测uTOFD和相控阵都扫描18个缺陷，然后直接对比uTOFD检测17个（漏检的缺陷位于扫查表面的焊缝盖面区）u相控阵检出所有18个缺陷2021-11-206检测能力：TOFDuTOFD与相控阵脉冲回波法最重要的两点区别：1、衍射信号的探测几乎不受缺陷走向的影响2、深度定量不取决于信号的幅值和相应的测量误差2021-11-207定性：TOFDu特性1、缺陷走向2

3、、声束覆盖3、对大小缺陷都敏感u缺点1、仅进行非平行扫查存在一定的局限性2、用于定性的A扫存在一定的 局限性2021-11-208TOFD定性2021-11-209大缺陷2021-11-2010裂纹2021-11-2011横向裂纹u横向缺陷很难被检测到，TOFD非平行扫查可能会漏检。u需要特殊偏转角度的探头。2021-11-2012HICC损伤2021-11-2013检测能力：相控阵u影响相控阵信号幅值的因素：u衰减u表面状态u反射体形状u反射面走向u反射体的材料属性u声束形状u耦合剂u在测量方向上的反射体尺寸u深度，范围和平面聚焦u焦点处声束宽度u声束移动的增量2021-11-2014典型焊

4、缝扫查成像2021-11-2015定性：相控阵u特性1、分辨率2、成像u缺点1、幅值2、声束形状3、模式转换2021-11-2016裂纹2021-11-2017夹渣2021-11-2018HICC损伤2021-11-2019边缘效应u在判读所采集的数据时不是所有的缺陷都能用肉眼看到。u处于临界状态的缺陷可能会漏掉。u需要增加判读方面的相关经验。2021-11-2020TOFD的不良响应u裂纹尖端很难定位。u多个面的裂纹产生较低的衍射得到的图形对比度差。此类缺陷容易遗漏。2021-11-2021位于扫查表面的缺陷uTOFD很难发现扫查表面的裂纹。2021-11-2022相控阵比较结果u图象显示的

5、是一个位于扫查面的表面裂纹。2021-11-2023相控阵的不良响应u增益比较低时，超声可能会漏检气孔等缺陷。然而，可以注意到在3mm直径横孔上校准TCG10dB情况下，足够发现气孔。2021-11-2024焊趾响应2021-11-2025滤掉根部几何反射信号2021-11-2026对比定量结果2021-11-2027深度u长期以来在工业领域已经对TOFD的检测精度进行验证，并得到广泛的认可。u然而相控阵尚未获得可供参考的工业标准。u自身高度是通过当量法获得的。u定量误差尚未得到破坏性检测的确认。2021-11-20Lavender Intermational NDT Consultancy

6、Services Ltd 28长度uTOFD在缺陷长度方向的定量精度比高度方向的定量精度低。u对两种超声检测方法的结果进行对比。2021-11-2029比较结果2021-11-2030比较性结果u相控阵检测中达到饱和的信号通常都是未熔合缺陷。u即便是饱和信号，相控阵定量精度也与TOFD非常接近。2021-11-2031总结2021-11-2032检测能力uTOFD在上下表面存在盲区，但在盲区以外有极高的缺陷检测能力。u相控阵基于脉冲回波，非常依赖于声束方向。u使用电子线性扫查和从焊缝两侧进行扇形扫查，可以达到很好的缺陷检测能力 。2021-11-2033定性u有经验的操作员可以对大多数TOFD发现的缺陷进行定性。u相控阵通过对检波A扫描数据进行细致的分析，可以更精确地进行缺陷定性。2021-11-2034定量u根据比较结果发现相控阵定量精度非常高。u使用TOFD作为深度测量基准，相控阵表现出比手动超声更高的定量精度。u必须注意到在所有对比实验中，相控阵仅采用16个激活晶片，所有缺陷都位于远场区（非聚焦声束）。2021-11-2035