开题报告-TOFD检测信号的分析与比较.docVIP

选题的依据及意义： 衍射时差法(time-of-flight diffraction, TOFD)超声检测技术是一种新型的无损检测技术，它通过测量缺陷边缘的衍射时间差,对缺陷进行定量定位。相比其他检测技术，TOFD技术具有可靠性好、检出率高、定量精度高、检测效率高、无污染和操作成本低等优点。 TOFD (全称Time of Flight Diffraction)技术，即衍射时差法超声检测技术，作为超声检测中的新，TOFD技术既继承了传统超声检测技术的优点，又克服了超声检测的某些局限性。 TOFD与常规超声检测有两个重要不同；1 )缺陷衍射信号的角度几乎是独立的；2)深度尺寸定位和相应的误差取决于衍射时差，而与信号振幅无关。因此相比传统超声检测，TOFD技术有新优势；1 )TOFD技术定量定位精度高，直通波的尺寸精度是±1 mm，裂纹增长检测能力可达±0.3 mm；2)任何方向的缺陷都能有效的发现；3 )检测数据以视图的形式持久保存；4）常规检测近表面检测存在盲。 与磁粉检测、渗透检测、祸流检测技术相比，TOFD技术可以检测内部缺陷，与射线技术相比，TOFD技术使用成本低，不需要特殊防护，对裂纹类面状缺陷相当敏感，检测厚度范围大，检测灵敏度不随厚度增大而大幅。与常规超声检测相比，对缺陷的定量定位更精确，检出率更高，检测速度更快，检测结果可以永久保存。 常规超声检测时，当波束无法以适当的角度到达缺陷表面时，会导致漏检,在缺陷定量方面常规超声检测采用当量法。不是缺陷真实的尺寸，这样不利于后续的质量评定。对于大型压力容器的检测只是一个方面，随着厚度的增加和对检测结果的要求不断提高，迫切需要一种新技术来提高检出率，对缺陷进行精确定位、定量。 与其它无损检测技术一样，TOFD技术也有其局限之处，检测盲区即使通过改变检测参数，仍然不可能完全消除，为防止根部缺陷的漏检，应与普通超声波检测配合使用；被检测工件厚度较小时，或者焊缝形状复杂、材料为粗品材料等情况下，其检测效果不如射线检测；如果要求对工件内部质量和表面质量的综合检测，TOFD技术必须与其它表面检测技术相互配合，才能完成检测任务。对该技术局限之处的理解与分析，有助于该技术在实践中的正确使用和良性发展。 随着检测行业对检测技术的要求不同提高，集一身优势的TOFD技术脱颖而出，备检测受关注，成为一种极具推广前景的无损检测新。 国内外研究概况及发展趋势： 2004年，CEN发布了有关焊缝超声TOFD法检测的标准草案DD CEN/TS14751: ，标准是在原标准的基础上，对焊缝超声TOFD技术，进一步深化细化了有关的操作要求，包括检测等级、探头设置、灵敏度和时间窗调节、试块细节及扫查要领等，同时增补了8张TOFD图像自身质量和10张焊接缺陷的典型图谱。 2009年8月31日,《固定式压力容器安全技术监察规程》正式颁布规定“压力容器的焊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；当使用不可记录的脉冲反射法超声检测，应当采用射线检测或者衍射时差法超声检测作为附加局部检测”。规程中明确规定了TOFD检测技术与射线检测技术相同，均为压力容器制造过程中可选的焊接接头的无损检测，从而明确了 TOFD检测的地位。 2010 年底，国家能源局又发布了 NB/T 47013.10 (JB/T 4730. 10—2010 )《衍射时差法超声检测》。规程和检测标准的颁布，为TOFD这项新的检测技术应用必将起到很大的推动。 美国机械工程师协会(ASME)于2006年发布了超声TOFD图像显示的判读和评定，包括TOFD识谱原理和缺陷定位定量法则以及22例焊接缺陷典型图谱。 超声TOFD法在国外起步较早，且随着计算机技术和制造技术的飞速发展，以及相关标准的颁布，在焊接结构领域得到了较好的应用，并且可以完成其他检测方法不能完成的检测，如在结构件焊接和在用的过程中进行实时检测，从而监测缺陷的生长情况。 随着信号处理、电子、计算机、模式识别等技术的飞速发展，超声TOFD法必将朝着自动化、智能化的方向发展，在焊接结构的无损检测领域获得更为广泛的应用。 研究内容及实验方案： TOFD技术作为一种新型、强大的无损检测技术，在国外早已被广泛接受并且得到充分的应用。集一身优势的TOFD技术若能得到充分的研究与应用，必将对检测行业的发展起到很大推动作用。虽然TOFD技术21世纪初传入我国，但技术人员对此技术的研究成果不多，在实际应用、推广方面也不够广泛，很多检测单位对TOFD技术不甚了解，无法从新技术中获益。 为了使TOFD技术被更多人了解，推动其在国内的应用，本文对TOFD技术进行了深入研究。主要内容如下： 首先，对常用无损检测技