TOFD盲区检测工艺试验报告

超声波衍射时差法(TOFD)检测过程控制要点超声波衍射时差法(TOFD)是采用一发一收探头，利用缺陷端点的衍射波信号探测缺陷和测定缺陷尺寸的一种超声检测技术，其对垂直于探测面缺陷的尺寸测量具有独特的优势，在结构焊缝检测上的应用已经较为成熟。

随着国内标准NB/T 47013.10-2010《承压设备无损检测第10部分：衍射时差法超声检测》的颁布，TOFD检测技术在国内得到迅速推广。

TOFD检测不是一个基于幅度响应的超声检测技术，但需要足够的灵敏度以使待检测的缺陷能够被识别。

TOFD检测的一个弱点是检测面和底面附近存在盲区，为了确保声束覆盖检测区域，必须在确定检测工艺时考虑这一因素。

探头选择和探头配置很大程度上决定着TOFD检测技术的整体精度、信噪比和覆盖区域。

进行仪器设置是为了确保足够的系统增益和信噪比，以便发现所关注的衍射信号，确保分辨力可接受、声束能够覆盖所关注的区域以及系统动态范围的有效使用。

TOFD检测过程和现场评审中有以下几点需要重点关注：一、检测区域覆盖根据任务要求的检测区域和检测级别，首先通过选择探头角度、测定探头前沿及声束扩散角来确定探头组合和间距，并根据厚度决定是否需要分区检测。

然后进行上下面盲区的确认，以决定是否需要补充超声横波检测，或偏置非平行扫查。

二、数据采样间距进行TOFD扫查时，沿扫查方向的数据采样间距在各标准中有明确规定。

三、仪器设置和验证1．灵敏度:TOFD检测不是基于幅度对缺陷进行当量评定的检测技术，TOFD检测灵敏度的设置方式也与常规超声不同，不是以人工缺陷的幅度作为基准。

灵敏度的设置只是为了保证信号幅度在一定范围内，并具有较高的信噪比。

通常要求直通波高度为满刻度的40%~90%，或在底波80%的基础上再增益20~32dB，或噪声在满刻度的5%~10%。

有时标准会要求在试块上验证探头指定区域缺陷的检出性。

2．深度校准:TOFD检测中，探头接收的信号到达时间与反射体的深度并不是线性关系，反射体的深度是在假定信号位于两探头中心的正下方的情况下，依据已知的声速和信号与直通波的时间差由软件自动计算得到的。

第一节TOFD检测实验分析1 前言随着科技的发展，各行业设备运行参数的提高，对设备本身的质量要求越来越严格。

机械设备在焊接加工过程中，焊缝中难免会存在一些或大或小的标准允许范围内的缺陷，在设备长期运行过程中，这些缺陷都有扩展的可能。

为保证设备的安全运行，需要监控这些缺陷的状态，判定这些缺陷是否已扩展。

在检测中如何获得这些缺陷在各方向的精确尺寸特别是高度方向上的尺寸就成了迫切需要解决的问题。

近年来，国内同行对焊缝缺陷的精确测量，特别是在役设备裂纹高度的测量投入了大量的精力，取得了一定的效果。

TOFD检测技术以其在缺陷检出率及精确定量方面具有的明显技术优势，在众多检测技术中脱颖而出，得到业界的接受和认可。

本节通过几个实验来介绍TOFD在缺陷精确测高方面的技术优势。

2 实验比较TOFD数据采集使用加拿大RDTech公司的OmniScanMX超声探伤仪、5MHz Φ3mm纵波探头（1对）、45°楔块。

采用平行扫查，探头中心距按PCS=2×(2T/3)×tanβ选择。

实验选用2块0.2mm宽线切割槽试块（试块A、B）和一裂纹试块（试块C）。

2.1线切割槽试块A实测实验采用下图所示试块A（长160mm、宽50mm、厚40mm）试验中使用常规超声波将端角反射波调至80％后，重复扫查，逐步增益30dB，直到噪声信号达20％，仍未发现可识别的独立的衍射波信号；并且在TOFD检测数据中，可以看到仅从A扫描波形中也很难区分衍射波。

由此可以看出：开口很小，内部紧闭的裂纹，衍射波信号并不如想像中明显，仅从A扫描波形中基本不能区分衍射波与噪声。

这主要是由于裂纹两个面接触很紧密，大部分的声波穿过了裂纹，导致衍射能量明显降低。

不过在TOFD中结合B扫描时还是较好识别。

在实际检测中通常遇到由夹渣或其它体积型缺陷扩展的裂纹或局部开口较大的裂纹，对于这些裂纹通常在测高时会发生实测缺陷高度偏小的情况。

这就与试块C的情况非常类似，见图11，在a 点位置由于裂纹结合紧密，大多数声波透过裂纹，仅有部分能量转化为衍射波，b点位置由于开口较大，声波无法穿过，衍射能量较强，波幅也较强。

倾斜面TOFD检测
检件基本简图
探头放置简图
检测不等厚对接焊缝时，为了节约焊材，对于厚板侧进行了倒角，按设计要求，倾斜面角度=arc tan1/3, 计算出倾斜面角度为18.2°，因为一只探头放在斜面上，声束角度就发生了变化，那么在计算TOFD探头间距时，也应作相应的矫正，重新计算在倾斜面一端探头的间距，这样才能精确的对深度进行定位。

探头在斜面一端间距的计算AD=sin（Φ-θ）/sinΦ×S
S 探头间距的一半Φ探头的扩散角θ探头的倾斜角
检测过程中发现焊缝存在有较大缺陷时，应垂直于焊缝作非平行扫查，这样才能够区分焊缝，热影响区以及母材的问题，具体检测方法以及相关的案例如下：一次检测时探头移动方向如下：
TOFD缺陷呈像图如下：
对缺陷所存在的区域垂直于焊缝作非平行扫查，检测缺陷是在热影响区或是母材
上，第二次扫查TOFD 探头移动方向（要求焊缝余高磨平）：
TOFD
呈像图如下：
从上面TOFD 图里，可以看出不等厚在底波里面有明显的变化，当探头移过焊缝时，缺陷出现在厚度范围以内。

当发现为母材问题时，必须对母材本身进行非平行扫查，要求平行于焊缝，一侧探头接近于熔合线。

TOFD 呈像图如下：
探
头
即使是焊缝缺陷图的显示，也有可能是母材问题。

第1篇一、实验背景盲点是指视网膜上的一个区域，由于视网膜上的感光细胞排列不均匀，导致该区域无法感知光线。

在日常生活中，由于人眼具有视觉补偿能力，人们往往难以察觉到盲点的存在。

为了研究盲点对视觉感知的影响，我们设计并实施了一项盲点测试实验。

二、实验目的1. 了解盲点的位置和范围；2. 分析盲点对视觉感知的影响；3. 探讨如何减少盲点带来的影响。

三、实验方法1. 实验对象：选取20名年龄在18-30岁之间的健康志愿者，男女各半；2. 实验设备：使用Amsler Grid（阿姆斯特朗方格）作为测试工具；3. 实验步骤：（1）志愿者在充足的自然光线下，将Amsler Grid放置在距离眼睛40厘米处；（2）志愿者用一只眼睛注视方格中心点，另一只眼睛闭上；（3）观察者从志愿者背后用手指指出盲点位置；（4）重复以上步骤，使用另一只眼睛进行测试；（5）记录盲点位置、范围以及志愿者对盲点区域的感知情况。

四、实验结果1. 盲点位置：所有志愿者的盲点均位于注视眼对侧，且位于视野中心附近；2. 盲点范围：盲点范围大小不一，部分志愿者的盲点范围较小，部分志愿者的盲点范围较大；3. 盲点感知：在盲点区域，志愿者对光线、颜色、形状等视觉信息的感知明显减弱；4. 视觉补偿：部分志愿者在盲点区域仍能感知到一定的视觉信息，表明人眼具有一定的视觉补偿能力。

五、分析与讨论1. 盲点位置：实验结果显示，所有志愿者的盲点均位于注视眼对侧，这与视网膜的生理结构有关。

视网膜上的感光细胞排列不均匀，导致注视眼对侧的盲点位置较为集中；2. 盲点范围：盲点范围大小不一，可能与个体的生理差异有关。

部分志愿者的盲点范围较大，可能与其视网膜上的感光细胞排列不均匀程度有关；3. 盲点感知：在盲点区域，志愿者对光线、颜色、形状等视觉信息的感知明显减弱，这表明盲点对视觉感知有一定的影响；4. 视觉补偿：部分志愿者在盲点区域仍能感知到一定的视觉信息，这表明人眼具有一定的视觉补偿能力。

关于检测盲区的探讨【摘要】采取把被测工件焊缝余高磨平或合理选择探头技术参数等措施,可使检测盲区减小20%以上; 利用压电换能器回路衰减系数大小与超声测距盲区成反比的原理，在压电换能器外电路添加一些电子元件增大回路的衰减系数，使减小超声测距盲区收到了较好的效果。

【关键词】盲区焊缝余高 tofd 超声测距1.引言超声波检测是对物体内部质量及其它参数检验的重要方法。

作为一种传统的检测方法,具有设备简单、操作方便等优点。

随着计算机技术的发展,智能化的超声波检测仪器能替代过去人必须承担的一些工作。

2.焊缝余高盲区2.1 焊缝余高盲区形成原理当焊缝余高过高，用斜探头检测时，斜探头最多只能移动到焊缝边缘，此时，斜探头的最大横波折射角所能探测的位置情况；同理，很显然两条斜线交点处以上即为检测盲区；上面所描述的只是焊缝余高产生检测盲区的一种情况而已。

如果焊缝是焊透的且焊缝比较宽，有可能在焊缝的中部出现盲区；如果焊缝有其它情况时，也可能出现其它部位的盲区，但这种盲区是否存在还有待进一步探讨。

2.2 减小焊缝余高盲区的方法一、焊缝余高磨平近些年来制定的一些焊缝超声波探伤新标准,采用划分检验级别的方法可在一定程度上解决焊缝余高盲区的问题。

比如我国的gb11345-89中c级检验规定了焊缝余高要磨平,但磨平的程度未明确规定;jb4730-94标准中(压力容器无损检测标准)提到了对于要求高的焊缝,根据实际需要可将焊缝余高磨平以利检验；jb/t4730-2005标准中（承压设备无损检测标准）也提到采用c级检测时焊缝要磨平，但磨平后对检测方法有了明确的规定。

显然, 磨平焊缝余高是减少表面、近表面盲区的有效措施之一。

二、其他解决方法采用斜探头直射波法或反射波法检测时，选择合适的探头及其设备也可在一定程度上减小检测盲区。

当用斜探头直射波进行焊缝单面检测时,顶部盲区随着探头前沿长度的增加和探头k值的减小而增加。

克服顶部盲区的方法是采用小前沿、大k值的探头。

TOFD探头声场测试工艺试验一、准备器材1.TOFD仪器2.试块：CSK-IA3.探头：根据检测工艺选取探头和锲块4.量角器或直尺二、原理利用CSK-IA试块的100mm半径弧面测量-12dB扩散角。

圆心到达各个弧面的距离相同，即声程相同。

声程相同即在时间方向上的衰减相同。

将装有发射探头楔块放在圆心处，另一个探头在60度附近的弧面上找到最高波即是主声束，在弧面上移动找该最高波降低1/4处即是-12dB扩散角。

图1. -12dB扩散角示意图三、操作A．探头前沿测试1.将探头、楔块、探头线连接到仪器上，打开仪器。

2.点击仪器“菜单”按钮，选择“辅助计算”，选择“探头前沿”。

3.点击“前沿测试”，测量处探头前沿长度L。

方法详见仪器上的说明。

B．测量主声束角度1.点击仪器“菜单”按钮，选择“常规设置”，选择“仪器”。

2.点击“检波方式”，设置为“全波”。

3.将装有发射探头的楔块放在距离CSK-IA试块弧面一端100mm-L÷2的位置。

4.将接收探头卸掉楔块，在CSK-IA试块弧面60度附近处移动找到最高波，固定接收探头，移动调整发射探头找到最高波，再次固定移动探头调整接收探头找到最高波。

5.测量并记录此时角度θ0，并调节增益，使最高波到满屏80%。

θ0即为该探头楔块组合的主声束角。

C．上-12dB扩散角测量1.向弧面上方移动接收探头，找到波高降低到满屏的20%处。

2.测量并记录此时的角度θ1，若波幅始终大于满屏的20%，则θ1=90°3.则上-12bB扩散角为θ上=θ 1 -θ0D．下-12dB扩散角测量1.向弧面下方移动接收探头，找到波高降低到满屏的20%处。

2.测量并记录此时的角度θ23.则下-12bB扩散角为θ下=θ0-θ2一、准备器材1．TOFD仪器2．盲区试块：试块应符合JB/T 4730.10-2010标准中第6条之规定，加工有深度分别为1mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm、6 mm、7 mm、8mm上开口槽，以及深度分别为3 mm、4mm、6 mm、7 mm、9 mm、10 mm、12 mm、13 mm的φ2侧孔。

第1篇一、实验目的本次实验旨在研究盲区监测技术在车辆辅助驾驶系统中的应用，通过设计实验验证视觉系统在识别车辆盲区内的行人及非机动车辆方面的准确性和可靠性。

实验主要针对以下几个方面：1. 盲区监测系统的设计及实现；2. 图像处理技术在盲区监测中的应用；3. 盲区监测系统的性能评估。

二、实验方法1. 实验平台搭建：选用一台搭载高清摄像头的实验车辆作为测试平台，配备车载计算机和盲区监测系统。

系统主要包括摄像头、图像采集卡、图像处理软件等。

2. 图像采集：在实验车辆行驶过程中，通过摄像头采集车辆周围环境图像，包括车辆前、后、左、右四个方向的图像。

3. 图像预处理：对采集到的图像进行预处理，包括去噪、图像增强、灰度化等操作，以提高图像质量。

4. 目标检测：利用深度学习算法，如卷积神经网络（CNN），对预处理后的图像进行目标检测，识别车辆盲区内的行人及非机动车辆。

5. 距离计算：根据图像中目标物的位置信息，结合摄像头标定参数，计算出目标物与车辆之间的距离。

6. 盲区监测：根据距离信息，判断目标物是否处于盲区范围内，并对危险情况进行预警。

7. 性能评估：通过实验验证盲区监测系统的准确率、召回率、F1值等指标，评估系统性能。

三、实验结果与分析1. 图像预处理：通过图像预处理操作，提高了图像质量，为后续目标检测提供了良好的数据基础。

2. 目标检测：实验结果表明，深度学习算法在目标检测方面具有较高的准确率，能够有效识别车辆盲区内的行人及非机动车辆。

3. 距离计算：根据摄像头标定参数和目标物位置信息，准确计算出目标物与车辆之间的距离。

4. 盲区监测：实验验证了盲区监测系统在识别车辆盲区内的行人及非机动车辆方面的可靠性，能够及时发出预警，提高行车安全。

5. 性能评估：通过实验评估，盲区监测系统的准确率达到90%以上，召回率达到85%以上，F1值达到0.8以上。

四、实验结论本次实验表明，盲区监测技术在车辆辅助驾驶系统中具有广泛的应用前景。

随着聚乙烯（PE）管材生产技术的日益发展，其产品的质量和性能得到了大幅提升，已在许多领域替代传统的金属管道。

在城市燃气管网领域，PE管道凭借密度小、韧性好、耐腐蚀的特性及易焊接和方便施工的优点，成为了燃气管网的主流材料。

近年来多次燃气泄漏及爆炸事故的发生，使得燃气管道的安全性和稳定性受到公众的广泛关注。

相关统计资料表明，目前多数PE管线事故的发生源于PE管材焊接接头的失效。

PE管线需要在施工现场焊接完成安装，受施工现场的复杂环境因素及施工技术水平影响，其焊接接头可能会产生气孔、夹杂、未熔合等埋藏缺陷。

早期PE管材缺乏相应的检测技术，导致当时施工单位往往只依靠经验进行宏观检测或不进行检测直接施工，给现在正在使用的PE管网埋下了大量的安全隐患。

“为此，安徽华夏高科技开发有限责任公司的检测人员研究了PE管材热熔对接接头的超声衍射时差法检测工艺特性，通过对人工缺陷试样及现场实际缺陷进行检测，来验证该工艺的可靠性。

01PE管材热熔接头的超声衍射时差法检测PE管材与传统的金属管材在材料性质及焊接工艺上存在很大的差异。

传统脉冲回波法超声检测工艺通过检测缺陷的反射波发现缺陷，缺陷方向会影响反射波的波幅使脉冲回波法难以发现特定方向的缺陷，同时其检测结果无法留存且难以复现，这导致传统的脉冲回波法在PE管材上难以使用。

超声衍射时差法（TOFD）是一种新型超声检测方法，与常规的超声脉冲回波方法不同，TOFD通过检测目标缺陷在波束中产生的衍射波来发现缺陷，其检测原理如图1所示。

图1 超声衍射时差法检测原理检测时，由发射探头发射的非聚集脉冲波束进入工件，在无缺陷的情况下，接收探头会接收到沿工件表面传播的直通波脉冲和底面反射回来的底波脉冲，这两个脉冲信号的相位相反，是TOFD系统评定缺陷深度的参考。

若检测区域存在缺陷，声波会在缺陷的尖端形成覆盖较大角度范围的衍射波信号，接收探头会接收到缺陷上下尖端形成的两个衍射信号。

通过衍射波信号和直通波信号与底波信号的时间差可以计算出缺陷在深度方向上的位置和尺寸。

Tofd探头声场测试报告测试目的：Tofd检测时采用大扩散探头，使得超声波声场能尽可能多的覆盖检测区域，为保证检测工艺中所选择的探头及其入射角度能够满足探伤要求特进行探头声场测试：一、测试条件：环境温度：20～22 ℃相对湿度：25%～85% 大气压强：86～106 KPa 二、探头线：采用与探头匹配的探头线，所有探头均采用同一样探头线进行测试三、耦合剂：探头与楔块间采用润滑脂，探头与工件间采用机油耦合四、压块：采用手工压力，大约2～3 Kg压力五、仪器设备汉威HS810 TOFD检测仪六、试块CSK-IA试块具体指标参数详见JB/T4730.3-2005七、测试步骤进入通道设置，按发射接收对应的键，按2号键将扫查模式从TOFD模式改为B扫，（重复按2号键进行选择，）再按3号键，切换到工作方式状态，用旋钮或方向键从自发自收模式改为一发一收模式。

再按基本参数对应的三角键，再按3号键，选中平移，用旋钮或方向键将该数值改为零。

按2号键选中范围，用旋钮或方向键将范围改为200mm以上。

将被测探头安装在所用楔块上，将探头入射点放置在CSK-IA试块上R100mm。

用另一只同频率探头不装楔块，在试块的弧边来接收信号，找到最高波后先向上移动接收探头，直到波形降低到最高波-12dB后停下记作U点，测量探头入射点到U连线与法线的夹角，是为声场上扩散角；再向下移动探头直到波形降低到最高波-12dB后停下记作D点，测量探头入射点到D点连线与法线的夹角，是为下扩散角。

八、测试记录测试员：测试时间：Tofd上表面盲区测试报告测试目的：Tofd检测上表面存在一定的盲区为了能让使用人员清楚知道盲区范围利于对探伤工艺编提供一定的指导特进行表面盲区测试：一、测试条件：环境温度：20～22 ℃相对湿度：25%～85% 大气压强：86～106 KPa 二、扫查器：采用带前放的同一个扫查器进行测试三、耦合剂：探头与楔块间采用润滑脂，探头与工件间采用机油耦合四、压块：采用扫查器机械弹簧加压，压力不小于1～2Kg五、仪器设备汉威HS810 TOFD检测仪六、试块刻槽试块，试块厚度大于20mm，表面上分别刻有深度为1mm、2mm、4mm的开口矩形槽，槽宽0.5～1mm，长20mm。

（工艺技术）TOFD检测通用工艺规程参考版目录1编制的目的和适用范围12引用标准、规范13术语定义14检测人员要求25检测设备、器材和材料26检测表面要求47检测时机48TOFD检测技术工艺48.1 TOFD检测基本程序48.2检测前准备58.3表面盲区确定58.4横向缺陷68.5探头-12dB声场测试68.6与其他无损检测方法的综合应用7 8.7现场条件要求78.8检测准备78.9检测系统设置和校准118.10 检测128.11数据文件的命名规则138.12焊缝检测记录139检测数据分析和解释139.1检测数据的有效性评价139.2相关显示和非相关显示139.3缺陷位置的测定149.4缺陷尺寸测定159.5检测结果的评定和质量等级分类16 10编制专用检测工艺卡1811检测流程2112检测记录、报告和资料存档21附件1衍射时差法超声检测工艺卡21 附件2衍射时差法超声检测报告23附件3TOFD检测返修通知单26附件4衍射时差法超声检测记录271编制的目的和适用范围为了保证本公司检测工作质量，提供准确可靠的检测数据，特制定本通用规程，本规程对衍射时差法超声检测（TOFD）中各环节质量控制要求作出了规定。

本通用规程适用于以下焊接接头的TOFD检测。

1.1材料为碳素钢或低合金钢；1.2全焊透结构型式的对接接头；1.3工件厚度t：12mm≤t≤100mm（不包括焊缝余高，焊缝两侧母材厚度不同时，取薄侧厚度值）。

1.4与承压设备有关的支撑件和结构件的衍射时差法超声检测，可参照本规程使用；对于其他细晶各向同性和低声衰减材料，也可参照本规程使用，但要考虑声速衰减。

1.5对于非特种设备的TOFD检测，参照本作业指导书执行。

2引用标准、规范、文件2.1《承压设备无损检测》JB/T4730.1～5-20052.2《承压设备无损检测》第10部分：衍射时差法超声检测NB/T47013.102.3《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0004-20102.4《钢制球形储罐》GB12337-20102.5无损检测术语超声检测（ISO5577:2000）GB/T12604.12.6上海鹰扬智能科技工程有限公司质量管理体系文件3术语定义GB/T12604.1、JB/T4730.1、NB/T47013.10、本公司的《质量管理手册》、《质量管理体系文件》界定的以及下列术语和定义适用于本通用检测规程。