检测技术在建筑钢结构工程中的应用探讨.doc
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1、TOFD检测技术在建筑钢结构工程中的应用探讨冯俊英(河南省基本建设科学实验研究院有限公司,郑州 450000)摘要:本文介绍了TOFD检测技术的基本原理、适用范围、优缺点及其在建筑钢结构工程中的应用探讨、前景分析。关键词:TOFD检测技术;建筑钢结构;无损检测TOFD Detection Technology In The Application Of Construction Steel Structure Engineering FENG Jun-ying (Capital of /Henan Institute of Science Experiment Co.,Ltd , Zhengz
2、hou 450000,China)Abstract: TOFD detection techniques were introduced in this paper the basic principle, advantages, disadvantages, application scope and application in building steel structure engineering were discussed, prospects. Key words: TOFD detection technology;Construction steel structure; N
3、ondestructive testing 1 概述超声波衍射时差法(Time Of Flight Diffraction, TOFD)是一种利用超声波衍射现象,利用缺陷端点的衍射波信号检测和测定缺陷尺寸的超声检测技术。近十几年来在欧洲和美洲等西方发达国家广泛应用;国内核电、石油等行业的大型压力容器及管道焊接检测也正逐渐推广。但是在国内建筑钢结构行业,该技术尚处于刚刚引入阶段。2 TOFD检测技术的基本原理 TOFD检测技术是一种利用超声波衍射现象,非基于波幅的自动超声检测方法。TOFD 技术检测时使用1对或多对宽频带窄脉冲宽声束探头,每对探头分置在焊缝两侧,声束覆盖检测区域,遇到缺陷时产生反
4、射波和衍射波。探头同时接收反射波和衍射波,通过测量衍射波传播时间、利用三角方程,来确定出缺陷的尺寸和位置。图1为 TOFD 技术的工作原理示意图。图1 TOFD 检测技术的工作原理示意图在工件无缺陷部位,发射超声脉冲后,首先达到接收探头的是直通波。然后是底面反射波。有缺陷存在时,在直通波和底面反射波之间,接收探头还会接收到缺陷处产生的衍射波或反射波。除上述波外,还有缺陷部位和底面因波型转换产生的横波,一般会迟于底面反射波到达接收探头。工件中超声波传播的路径见图2.缺陷处A扫描信号见图3.图2 TOFD检测技术的声波传播路径图3 缺陷处A扫描信号一次扫查操作所得到的所有连续A扫描信号按照信号幅度
5、取灰度或色度就形成了B、D 扫描显示。其中,B扫描为进行平行扫查时所得到的工件二维图像;D扫描为进行非平行扫查时所得到的工件二维图像,这样就得到一个完整 TOFD扫查图像(见图4)。图4 TOFD 非平行扫查和典型的D扫描显示3 TOFD检测技术的适用范围、优缺点 3.1 TOFD检测技术的适用范围:a) 材料为低碳钢或低合金钢;b) 截面全焊透的对接接头;焊接中两件表面构成大于或等于135,小于或等于180夹角的角接头。 c) 工件厚度t:12mmt400mm(不包括焊缝余高,焊缝两侧母材厚度不同时,取薄侧厚度)。 3.2 TOFD检测技术的优点:a) TOFD检测技术融合了普通超声波和射线
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