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TOFD势必取代 RT

浅谈 TOFD 的发展趋势

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TOFD简介

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 即衍射时差法是由上个世纪七十年代由国际原子能中心的哈韦尔（英国原子能权威人士－ UKKAEA ）提议下发展而来。

TOFD 最初的发展仅仅是作为定量工具，最初的想法是：使用常规技术探测到缺陷后使用 TOFD 进行精确的定量和监测在线设备裂纹的扩展（例如检测压力容器）。

TOFD发展的历史背景


很多年以来 TOFD 一直在实验室里，各国做过大量实验直到八十年代才为业界所认同；在这些实验中，用事实证明了 TOFD 在可靠性和精度方面都是非常好的技术。

利用 TOFD 技术探伤沿焊缝进行扫查基本能发现焊缝所有缺陷，收集扫查数据组成 B 扫或D 扫图像比单纯看 A 扫更容易判断缺陷的尺寸和性质。中国工业检验检测网

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射线检测存在以下的局限性 :

射线照相检测速度慢。射线照相从透照开始到评定出结果需数小时。与其他无损检测方法相比，射线照相的检测速度很慢，效率很低。


射线对人体有伤害。射线会对人体组织造成多种伤害，因此对职业放射性工作人员剂量当量规定了限值。现场检测会因防护工作带来一些问题，尤其是 γ 射线，对放射同位素的严格管理规定将影响工作效率和成本。


TOFD有 RT无可比拟的优越性 :

与射线检测技术相比， TOFD 检测技术具有检测速度快、灵敏度高、缺陷深度和高度测量准确、对人无伤害、检测成本低等优点 .


TOFD 可以实现对焊缝的连续检测，最大检测速度可以超过 1000mm/s ，而且检测结果能够实时显示在检测系统的显示屏幕上，检测效率有了质的飞跃。


TOFD 检测技术利用的超声波衍射原理，超声波对人体没有伤害，对现场检验防护没有特殊的要求，是真正适应时代发展需要 .


超声衍射时差技术的国际认证：

超声衍射时差技术，用于焊缝检测在欧美已经至少有 10 年以上的历史 .美国机械工程师学会锅炉压力容器法规 ASME BPVC早在 96 年增补版第 8卷第一册《压力容器》规范案例 2

235-1 中，就已经确认可用 TOFD 超声检测取代射线照相


在 AS ME 2004第 5卷《无损检测》中，新增了第四章《焊缝超声检测方法》，盖章 T-452提到了用计算机成像技术（包括 TOFD 和相控阵技术）的各种优点，具体放大列入附录 E 和 L 。

2000 年 2月认可的规范案例 2235-2 中，将 TOFD 超声检测使用的板厚范围从 >101.6mm （ 4 in ）提高到 >12.7mm （ 0.5 in ）


在最新发布的 2006增补版中，有关 TOFD 法的操作技术细节已经升级为将执行附录 3 ，即文本第一部分操作要领的内容，有关 TOFD

显示图像的判读和检测结果的评定，责结合 3

2 个典型图谱，在非强制性附录 N 中作了大量评析。


TOFD PK RT

从技术方面讲：一 .TOFD 检测结果与射线检测结果都是以二维图像显示，不同的是 TOFD能对缺陷的深度和自身高度进行精确测量，而射线只能得到缺陷的俯视图信息，对于判断缺陷危害性程度的重要指标，厚度方向的长度，射线是很困难的。


二 .TOFD 技术可探测的厚度大，对厚板探伤的效果比较明显，但射线对厚板的穿透能力非常有限。


三 . TOFD 技术检测缺陷的能力非常强，特殊的探伤方式使其具有相当高的检出率，约 90%左右，而相比之下，射线检测的检出率稍低，大约 75% ，在实际工作中，我们也发现有 TOFD 检测出来的缺陷， X 射线未能发现的情况，这给质量控制带来了极大的隐患。


四 .TOFD 技术所采集的是数据信息，能够进行多方位分析，甚至可以对缺陷进行立体复原。这是因为 TOFD 技术是将扫查中所有的原始信号都进行了保存，在脱机分析中我们可以利用计算机对这些原始信号进行各种各样的分析，以得出更加精确的缺陷判断结果；而射线检测只能将射线底片置于观片灯前进行分析，不可以再进一步利用软件对缺陷进行更加全面的分析。


五 . TOFD 技术是利用超声波进行探伤，对检测时的工作环境没有特殊的要求。超声波检测是一种环保的检测方式，对使用人员没有任何伤害，所以在工作场合不需要特殊的安全保护措施；而射线检测因其放射的危害性受到国家政策的严格控制，现场只能单工种工作，降低了检测工作效率，阻碍了整个工程进度。


从价格上面来讲， TOFD 检测成本低，重复成本少；而射线检测，购买射线源本不便宜，建造暗室需要较高的投入，平时工作中的耗材成本重复发生，关键是为他提供防护的花费更加高昂，加上分析底片必需的其他附带检测仪器支出和来去仪器的搬运和调试，耗费了大量的人力物力，综合成本相对较高。


从机动性来讲，对检测机构而言，用 TOFD替代传统的 UT 是非常必要的，在现场，特别是厚壁的器件，以前用 RT 进行检测浪费了大量的时间，需要加速器，而且由于放射源的体积大，物体沉重，机动性差，移动重几十公斤的放射源不是易事。即便是在现场，防护简陋，很多操作工不愿意在防护不够的情况下去操作。


从环境的角度来讲，相比射线探伤的胶片生产。洗片污水等等会造成巨大的污染， TOFD 是清洁检测，无污染源，比较环保，而且没有射线危害，可以白天作业，值得推广 .


TOFD技术在中国的应用

１．２０世纪９０年代，我国开始引进ＴＯＦＤ检测技术，最早应用的单位有核动力研究所和中国一重．

２．２０００年左右在西气东输中进行了大量应用．


３．２００４年一重与中国特检院合作编订国内第一个ＴＯＦＤ企业标准，并对神华煤液化工程中世界上最大的加氢反应器（壁厚３４０mm ）进行ＴＯＦＤ检测．

５．２００７年通过全国特种设备无损考委会培训和考核的共６０人．


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