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衍射时差法超声检测技术(TOFD技术） 张平 2012年11月28日 北京 第一章 TOFD技术的基本知识1.1 TOFD技术的发展历史和衍射基本原理1.1.1 TOFD技术的发展历史 衍射时差法超声检测技术（Time of Flight Diffraction Technique，英文 TOFD技术）依靠超声波与缺陷尖端或端部相互作用后，而发出的衍射波来检测缺陷并对缺陷进行定位、定量的一种无损检测技术。 定义： TOFD技术是一种基于衍射信号实施检测的技术。 1.1.1 TOFD技术的发展历史 关于TOFD 的不同翻译： 中文翻译为—衍射时差法超声检测技术； GB/T 12604.1:2005（等同ISO 5577:2000）翻译为—衍射声时； 物理学术语翻译为—衍射渡越时间； 1.1.1 TOFD技术的发展历史 缺陷的衍射信号与什么无关？ 1、与衍射信号的角度无关 2、与衍射信号的幅度无关 因为衍射信号与角度和振幅无关，所以，TOFD技术在原理和方法上与传统脉冲反射超声波检测技术有根本性的区别。 1.1.1 TOFD技术的发展历史 传统超声检测技术是： 1、根据缺陷反射信号检出缺陷 2、根据缺陷幅度评定缺陷尺寸 影响缺陷的定量因素： 1、入射声束角度 2、检测方向 3、缺陷表面粗超度 4、工件表面状态 5、探头的压力 1.1.1 TOFD技术的发展历史 TOFD技术发展历程 A、20世纪70年代——摸索、完善、装备研发阶段，经历了约10年的时间。 B、 20世纪90年代——开始应用阶段； C、 20世纪90年代到21世纪初——大规模应用推广阶段；大约又经过10年的时间，功能强大的便携式TOFD仪器问世。 1.1.1 TOFD技术的发展历史 在模拟仪器上应用TOFD仪器的困难是： 超声波信号不能记录，无法进行计算，无法显示图像，只能显示一条A扫信号。 在简单数字仪器上应用TOFD仪器的困难是：超声波信号不能记录，无法显示图像。 TOFD仪器性能： 1、更宽的接收放大系统频带 2、更快的数字化采样频率 3、更高的信号处理速度 4、更大的存储量 1.1.1 TOFD技术的发展历史 TOFD技术得以推广应用的先决条件： 数字技术：是计算机技术、多媒体技术、智能技术和信息技术的基础。 计算机技术：快速处理大量数据 压电复合材料：可用于相控阵探头、 TOFD探头和高性能常规脉冲超声探头 1.1.1 TOFD技术的发展历史 一、TOFD技术在我国的应用情况 TSG R0004-2009 《固定式压力容器安全技术监察规程》于2009年12月1日起施行，做出如下规定： 4.5 无损检测 4.5.1 无损检测人员 无损检测人员应当按照相关技术规范进行考核取得相应资格证书后，方能承担与资格证书的种类和技术等级相对应的无损检测工作。 1.1.1 TOFD技术的发展历史 4.5.3 压力容器焊接接头无损检测 4.5.3.1 无损检测方法的选择 (1)压力容器的对接接头应当采用射线检测或者超声检测，超声检测包括衍射时差法超声检测（TOFD）、可记录的脉冲反射法超声检测和不可记录的脉冲反射法超声检测；当采用不可记录的脉冲反射法超声检测时，应当采用射线检测或者衍射时差法超声检测做为附加局部检测； 1.1.1 TOFD技术的发展历史 二、TOFD检测人员的培训和资格鉴定情况 2007年国家质监总局发布国质检特函402号“关于进一步完善锅炉压力容器压力管道安全监察工作的通知” 中，第六条《关于TOFD方法的应用》，对现场制造壁厚度60mm以上的压力容器，可以采用TOFD检测方法替代射线法进行无损检测。从事TOFD检测的无损检测机构必须符合以下条件： 1.1.1 TOFD技术的发展历史 1、在我国TOFD无损检测标准未公布前，应当参照国外成熟标准制订企业标准，经全国锅压标委会审核通过后，进行备案。 2、从事TOFD检测的无损检测机构至少应具有UT-Ⅲ级人员1名，UT-Ⅱ级资格4年以上（含4年）人员2名，作为TOFD检测责任人和操作复核人员。 3、从事TOFD检测人员应当具有UTⅡ级资格4年以上（含4年），其TOFD操作技能经全国无损检测考核委员会考核合格。 从2003年初全国考委会举办TOFD-II级人员培训考核到现在，全国已有近550人持有TOFD-II级资格证书。 1.1.1 TOFD技术的发展历史 TSG特种设备安全技术规范TSG Z8001-2011《特种设备无损检测人员考核规则》(征求意见稿)中将超声检测分为： A、脉冲反射法超声检测、 B、衍射时差法超声检测、