【正文】 ? 6）可檢表面開口缺陷，對(duì)埋藏或閉合形表面缺陷無法檢測(cè) ? 7）檢測(cè)工序多速度慢 ? 8）檢測(cè)靈敏度較磁粉探傷低 ? 9）成本高 ? 10）檢測(cè)劑有毒易燃 ．滲透探傷優(yōu)點(diǎn)與局限性 滲透檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)圖示匯總 滲透檢測(cè)的優(yōu) 點(diǎn) 滲透檢測(cè)的局限性匯總 四、常規(guī)無損檢測(cè)方法比較 ? 常規(guī)四種無損檢測(cè)方法檢測(cè)對(duì)象不同，射線檢測(cè)、超聲波檢測(cè)主要是檢測(cè)試件內(nèi)部缺陷，磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)主要是檢測(cè)試件表面缺陷。射線檢測(cè)對(duì)體積型缺陷比較敏感，超聲波檢測(cè)對(duì)面積型缺陷比較敏感；磁粉檢測(cè)僅適用于檢測(cè)鐵磁性材料的表面及近表面缺陷，而滲透檢測(cè)適用于檢測(cè)致密性材料的表面開口性缺陷。 ? 無損檢測(cè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JB/ ，對(duì)鐵磁性材料的表面探傷，宜采用磁粉探傷；一般工業(yè)管道內(nèi)部缺陷檢測(cè)常采用射線檢測(cè)， GB5023597中 ，經(jīng)建設(shè)單位同意，可采用超聲波探傷代替射線探傷，其檢驗(yàn)數(shù)量與射線探傷相同。 ? 檢測(cè)方法和檢測(cè)對(duì)象的適應(yīng)性見下表 檢測(cè)方法和檢測(cè)對(duì)像的適應(yīng)性 檢測(cè)對(duì)象 內(nèi)部缺陷檢測(cè)方法 表面機(jī)近表面缺陷檢測(cè)方法 RT UT MT PT ET 試 件 分 類 鍛件 鑄件 壓延件（板、型材） 焊縫 ● ● ● ○ ● ● ● ● ● ● ● ○ ○ ● △ △ ● 缺 陷 分 類 內(nèi) 部 缺 陷 分層 疏松 氣孔 縮孔 未焊透 未熔合 夾渣 裂紋 ● ● ● △ ● ○ ● ○ ○ ○ ● ● ○ ○ — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 表 面 缺 陷 白點(diǎn) 表面裂紋 表面針孔 折疊 斷口白點(diǎn) △ ○ — ○ △ — — ● △ ○ ● — ● ● ○ ● — ● △ ○ — 注：● 很適用； ○適用； △有附加條件適用； 不適用； — 不相關(guān) 五、新技術(shù)介紹 ? TSG R00042022固定式壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程 明文規(guī)定，焊縫內(nèi)部缺陷檢測(cè)方法增加了衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)（ TOFD），已把它提高到代替射線檢測(cè)的地位。標(biāo)準(zhǔn)也已頒布 JB/（ 2022年12月 15日開始執(zhí)行）。 ? TOFD是 Time of Flight Diffraction 的第一個(gè)英文字母的縮寫，中文簡(jiǎn)稱衍射時(shí)差法 。是上世紀(jì)七十年代由英國哈威爾無損檢測(cè)中心根據(jù)超聲波衍射現(xiàn)象首先提出來的，檢測(cè)時(shí)使用一對(duì)或多對(duì)寬聲束探頭，每對(duì)探頭相對(duì)焊縫對(duì)稱布置（一發(fā)一收），聲束覆蓋檢測(cè)區(qū)域，遇到缺陷時(shí)產(chǎn)生反射波和衍射波。探頭同時(shí)接收反射波和衍射波，通過測(cè)量衍射波傳播時(shí)間，利用三角方程來確定出缺陷的尺寸和位置。 超聲波衍射時(shí)差（ ToFD）技術(shù)原理 ? 兩個(gè)探頭相對(duì)排列在焊縫兩邊，一發(fā)一收工作方式，由發(fā)射探頭發(fā)射的超聲縱波在焊縫截面較大的范圍內(nèi)擴(kuò)散，一部分通過沿表面的路徑到達(dá)接收探頭（邊波），該路徑是兩探頭間最短路徑，所以是第一個(gè)接收到的脈沖（直通波）；另一部分到達(dá)焊縫底部，被底面反射回來，到達(dá)接收探頭位置形成底部脈沖（底波）；超聲縱波在焊縫內(nèi)部若遇到缺陷，在缺陷的入射正面產(chǎn)生反射波，在缺陷的邊緣產(chǎn)生衍射波，其中衍射波基本上是沒有指向性的，通常能被接收探頭接收到，超聲波傳輸?shù)穆窂皆谶叢ê偷撞ㄖg 超聲波衍射時(shí)差（ ToFD）技術(shù)原理 超聲波衍射時(shí)差（ ToFD）技術(shù)原理 ? H2=S2A2 超聲波衍射時(shí)差（ ToFD）技術(shù)原理 ? H=C/2*SQRT（ T*T+T*A+B） ? Ttd=2*D/C 。 ? A=（ Ttd*TtdTb*Tb+T0*T0） /（ TbT0）。 ? B=（ Tb*Tb*T0Tb*T0*T0Ttd*Ttd*T0） /（ TbT0）。 超聲波衍射時(shí)差（ ToFD）技術(shù)原理 ? 假設(shè)衍射波的子源近似在接收 、 發(fā)射探頭對(duì)稱中心線上； ? 邊波時(shí)間 T0； ? 底波時(shí)間 Tb； ? 焊縫厚度 D； ? 材料縱波聲速 C； ? 則根據(jù)衍射波渡越時(shí)間 T計(jì)算出該衍射波的子源的埋藏深度 H。 ? 精度可達(dá)到 1毫米以下 超聲波衍射時(shí)差（ ToFD）技術(shù)原理 ? 隨著探頭沿焊縫方向掃查， ToFD檢測(cè)波形被記錄下來，積累成 ToFD圖象，在計(jì)算機(jī)顯示屏上顯示出來，灰度代表波形數(shù)據(jù)，橫向位置代表渡越時(shí)間，也就是缺陷端點(diǎn)的深度位置，縱向位置代表沿焊縫的掃查位置。操作人員能夠很方便地識(shí)別缺陷和測(cè)量缺陷大小。 超聲波衍射時(shí)差（ ToFD）技術(shù)原理 超聲波衍射時(shí)差（ ToFD）技術(shù)原理 ? 缺陷內(nèi)部聲阻抗小于工件材料的聲阻抗 ，超聲波到達(dá)缺陷上端點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的衍射波要使端點(diǎn)界面上正應(yīng)力和的絕對(duì)值小于入射前入射波的應(yīng)力絕對(duì)值或近似為零： ? │Pi+Pd││Pi│，或 ? │Pi+Pd│=0， ═ Pd=Pi； ? 和透射波反相位的衍射波來自缺陷上端點(diǎn)子源 超聲波衍射時(shí)差（ ToFD）技術(shù)原理 ? 超聲波到達(dá)缺陷下端點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的衍射波要使端點(diǎn)界面上正應(yīng)力和的絕對(duì)值大于入射前入射波的應(yīng)力絕對(duì)值或近似為兩倍 （ 因?yàn)榭障断Я?， 材料更致密 ） ： ? │Pi+Pd││Pi│，或 ? │Pi+Pd│=2*│Pi│， ═ Pd=Pi。 ? 所以和透射波同相位的衍射波來自缺陷下端點(diǎn)子源。 超聲波衍射時(shí)差（ ToFD）技術(shù)原理 ? 衍射波出現(xiàn)在某個(gè)時(shí)間表示衍射波子源可能發(fā)生在半個(gè)橢球表面上。因?yàn)槌暡ǖ闹赶蛐?，衍射波子源可能是兩個(gè)探頭中間區(qū)域的缺陷產(chǎn)生的。 ? 沿焊縫掃查后，衍射波的最近點(diǎn) 假設(shè) 衍射波子源在探頭入射點(diǎn)連線正下方。 ? 嚴(yán)格準(zhǔn)確的 ToFD方法應(yīng)該沿垂直焊縫方向也做掃查，找到衍射波最近的位置，這時(shí)衍射波子源 確實(shí) 在探頭入射點(diǎn)連線中點(diǎn)的正下方。這時(shí)計(jì)算埋藏深度最為準(zhǔn)確，并且能夠給出缺陷偏離焊縫中心的位置 超聲波衍射時(shí)差（ ToFD）技術(shù)原理 TOFD技術(shù)發(fā)現(xiàn) (20世紀(jì) 70年代） —— 摸索、完善、裝備研發(fā)， 于 20世紀(jì) 90年代開始應(yīng)用， 21世紀(jì)初開始大規(guī)模應(yīng)用 ? 經(jīng)權(quán)威部門試驗(yàn)得出幾種檢測(cè)方法的缺陷檢出率： ? 手工 UT： 50～ 70％； ? RT： 70～ 80％； ? TOFD： 70～ 90％； ? 機(jī)械掃查 UT+TOFD： 80～ 95％。 ? TOFD檢測(cè)的典型信號(hào)有： ? 直通波 (LW)：兩個(gè)探頭之間沿工件表面直線傳播的縱波。路程最短，最先到達(dá)。 ? 缺陷信號(hào)：缺陷上、下端點(diǎn)產(chǎn)生的衍射信號(hào)，在直通波和底面反射波之間，比底面反射波信號(hào)弱很多。 ? 底面反射波 (BW)：縱波在底面的反射波。因其傳播距離比直通波大，總是在直通波之后。 ? 波型轉(zhuǎn)換信號(hào)：在底面縱波和底面反射波型轉(zhuǎn)換信號(hào)還會(huì)產(chǎn)生各種波型轉(zhuǎn)換信號(hào)。由于橫波速度較慢，在底面反射波之后出現(xiàn)，但波幅相當(dāng)大。 由于直通波 (LW)和底面反射波 (BW)的存在，檢測(cè)時(shí)如果只使用TOFD檢測(cè)，在上表面和下表面存在盲區(qū)，一般為幾毫米左右，近表面的盲區(qū)大于底面的盲區(qū)。 ? TOFD檢測(cè)的分辨率： ? 能夠識(shí)別兩個(gè)信號(hào)的最小距離。 ? TOFD可以識(shí)別 2～ 3個(gè)波長(zhǎng)。 ? 5MHz探頭，波長(zhǎng) ，分辨率 2～ 3mm ? 2mm的氣孔和夾渣無法分辨出上下尖端 ? TOFD檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)： ? 從原理上講， TOFD技術(shù)與常規(guī)脈沖回波超聲波技術(shù)相比，有兩個(gè)重要不同：一是由于缺陷衍射信號(hào)與角度無關(guān)，檢測(cè)可靠性和精度不受缺陷與入射波之間角度影響；二是根據(jù)衍射信號(hào)傳播時(shí)差確定衍射點(diǎn)位置，缺陷定量定位不依靠信號(hào)振幅。 ? TOFD技術(shù)的可靠性好；定量精度高；檢測(cè)簡(jiǎn)便快捷，檢測(cè)效率高； TOFD檢測(cè)系統(tǒng)配有自動(dòng)或半自動(dòng)掃查裝置，能夠確定缺陷與探頭的相對(duì)位置，信號(hào)通過處理可轉(zhuǎn)換為 TOFD圖像。 TOFD圖像更有利于缺陷的識(shí)別和分析；能全過程記錄信號(hào)，長(zhǎng)久保存數(shù)據(jù)，而且能高速進(jìn)行大批量信號(hào)處理； TOFD技術(shù)除了用于檢測(cè)外，還可用于缺陷擴(kuò)展的監(jiān)控，且對(duì)裂紋高度擴(kuò)展的測(cè)量精度極高，可達(dá) 。 TOFD檢測(cè)的局限性： ? 由于上、下表面存在盲區(qū)， TOFD技術(shù)對(duì)近表面缺陷和下表面缺陷，檢測(cè)的可靠性不夠；對(duì)缺陷定性比較困難，需要豐富的經(jīng)驗(yàn)，還要輔助其它檢測(cè)手段。 TOFD技術(shù)比較有把握區(qū)分上表面開口、下表面開口及埋藏缺陷，但難以準(zhǔn)確判斷缺陷性質(zhì)； TOFD圖像識(shí)別和判讀比較難，數(shù)據(jù)分析需要豐富的經(jīng)驗(yàn)；對(duì)粗晶材料，例如奧氏體焊縫檢測(cè)比較困難，其信噪比較低；橫向缺陷檢測(cè)比較困難（焊縫余高）；復(fù)雜幾何形狀的工件檢測(cè)比較困難；點(diǎn)狀缺陷的尺寸測(cè)量不夠準(zhǔn)確。 缺陷評(píng)定 ? JB/， TOFD 適用于 12mm400mm低碳鋼或低合金鋼的全焊透對(duì)接接頭。焊接接頭質(zhì)量分級(jí)以缺陷長(zhǎng)度、高度分別定級(jí)。共分三個(gè)級(jí)別。 ? 常規(guī)脈沖回波超聲波技術(shù)也分三個(gè)級(jí)別，但考慮反射波幅區(qū)域、缺陷長(zhǎng)度定級(jí)。 TOFD質(zhì)量控制要點(diǎn)： ? ：一般選擇 45度到 70度的探頭，經(jīng)試驗(yàn)表明，折射角度變化，衍射信號(hào)也會(huì)變化，但在 4580度間，衍射信號(hào)與折射角關(guān)系不大，由角度引起的波幅變化不大于 6dB。 38度時(shí)波幅下降很快， 75度以上時(shí)測(cè)量誤差會(huì)急劇增大。為提高檢測(cè)速度而且有利于衍射發(fā)生，一般采用小尺寸晶片的大擴(kuò)散角探頭。采用高頻探頭（波長(zhǎng)短）減小兩探頭間距離可以檢測(cè)更多的近表面缺陷。 ? 50mm時(shí)應(yīng)在厚度方向分成若干區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)。（多通道檢測(cè)設(shè)備可一次完成，單通道設(shè)備可采用不同的探頭設(shè)置進(jìn)行多次掃查）。 ? 3檢測(cè)數(shù)據(jù)分析和解釋。 ? 。 謝謝大家！