一、TOFD檢測原理概述

二、TOFD核心檢測項目

1. 焊縫缺陷檢測

• 適用對象：碳鋼、不銹鋼、鋁合金等金屬材料的焊接接頭。
• 典型缺陷：
  • 裂紋：包括冷裂紋、熱裂紋和應力腐蝕裂紋，TOFD對裂紋高度和走向的定量能力顯著優于傳統超聲檢測。
  • 未熔合與未焊透：通過衍射波信號的相位差異識別層狀缺陷。
  • 氣孔與夾渣：根據衍射信號的幅度和分布判斷密集氣孔或夾渣的聚集區域。
• 檢測標準：符合ISO 10863、ASME B&PV等國際標準對焊縫質量的分級要求。

2. 分層與腐蝕減薄檢測

• 分層缺陷：在板材或管道中檢測層間分離，通過TOFD的深度-時間曲線分析分層厚度。
• 壁厚測量：利用底面回波時間差監測壓力容器、管道的均勻腐蝕或局部減薄。

3. 復合材料檢測

• 纖維增強材料：檢測分層、脫粘及纖維斷裂，TOFD對多界面結構的缺陷靈敏度較高。

4. 近表面缺陷檢測（改進型TOFD）

• 通過優化探頭頻率（如10MHz高頻探頭）和入射角，提升近表面區域（0-5mm深度）的缺陷檢出率，彌補傳統TOFD的盲區限制。

三、TOFD檢測實施流程

1. • 表面處理：清除待檢區域的油漆、氧化皮，確保探頭耦合良好。
   • 探頭選擇：根據材料厚度（如20mm以上選用2MHz探頭）和檢測目標調整參數。
2. • 使用標準試塊（如CSK-IA）校準探頭延遲、聲速和靈敏度。
3. • 探頭間距（PCS）計算：???=2?tan??PCS=2Ttanθ（T為材料厚度，θ為探頭折射角）。
   • 掃描步進：通常設置為≤1mm以提高分辨率。
4. • 沿焊縫長度連續掃查，生成A掃描信號和D掃描（深度-位置）圖像。
5. • 深度計算：?=(?2−?1)⋅?2d=2(t2?−t1?)⋅v?，其中v為材料聲速，t?、t?為衍射波到達時間。
   • 長度測量：通過信號在D掃描中的橫向延伸范圍確定缺陷長度。
   • 高度計算：基于衍射波時間差與缺陷上下尖端位置的關聯。

四、TOFD技術的優勢與局限性

優勢

• 高精度：缺陷高度測量誤差可控制在±1mm內。
• 全覆蓋：單次掃查即可覆蓋整個焊縫截面。
• 數字化存檔：支持檢測數據的圖像化存儲與復驗。

局限性

• 近表面盲區：常規TOFD在表面以下約3mm內存在檢測盲區。
• 復雜缺陷解析：對密集氣孔群或傾斜裂紋可能需結合脈沖反射法輔助分析。

五、典型行業應用案例

1. 石油化工：加氫反應器環焊縫的氫致裂紋檢測。
2. 核電：蒸汽發生器管板焊縫的疲勞裂紋監控。
3. 軌道交通：鋁合金車體焊接接頭的未熔合檢測。

六、