Дифракционно-временной метод (TOFD method) (этот метод также называют времяпролетным, буквально переводя английское название: Time of flight diffraction method) — метод отражения, использующий раздельные излучающий и приемный преобразователи и основанный на приеме и анализе времени распространения волн, дифрагированных на несплошности.
Дифракционно-временной метод (ДВМ) (рис. 2.3, д) основан на приеме волн, рассеянных на концах дефекта, причем могут излучаться и приниматься как продольные, так и поперечные волны. На рисунке представлен случай, когда излучаются поперечные волны, а принимаются продольные. Практическое применение, однако, получил вариант, при котором излучаются и принимаются продольные волны, поскольку они первыми приходят на приемник и по этому признаку их легко отличить от поперечных волн. Главная информационная характеристика — время прихода сигнала.
Методика TOFD была разработана в 1970-х годах для точного измерения размеров дефектов, регистрируемых другими методами. Однако благодаря развитию технологий в настоящее время метод TOFD является наиболее точным и надёжным инструментом для обнаружения дефектов, который может быть использован для быстрого сбора данных.
Технология
В методе TOFD для передачи ультразвуковых волн в обследуемый объект используются два преобразователя в режиме импульсный генератор — приёмник. Преобразователи генерируют как продольные, так и поперечные волны, которые позволяют проводить контроль по всему объёму объекта.
На рисунке приведён пример распространения ультразвуковых волн. В материал вводятся две различные продольные волны.
Первая волна перемещается между преобразователями непосредственно под поверхностью материала и называется боковой волной. Вторая волна падает под углом на заднюю стенку и отражается к приёмнику. Из этих волн образуются поперечные волны, которые распространяются по всему объёму материала. При наличии дефекта дифракционная волна отражается от его края или концов и захватывается принимающим преобразователем.
Анализ данных
Ультразвуковые сигналы регистрируются в выпрямленном режиме, который позволяет представить как
положительный, так и отрицательный циклы однополупериодного выпрямления. На экране отображается набор горизонтальных линий, причём каждая линия соответствует определённому волновому циклу.
Вследствие различия в скорости и пройденном расстоянии боковая волна отображается над другими в виде первой секции горизонтальных линий. Следующая секция линий соответствует отражённой от задней стенки продольной волны. Наконец, опять же вследствие разности скоростей поперечные волны представлены последней секцией на диаграмме, которая располагается в нижней части экрана.
Пример диаграммы данных TOFD приведён на рисунке 2.
Обнаружение дефектов
Высокая по сравнению с другими методами чувствительность метода TOFD существенно облегчает обнаружение дефектов и определение их размеров (длины, глубины). На рисунке 3 представлены данные, полученные при ультразвуковом контроле реального v-образного одиночного сварного соединения с толщиной стенки 12,7 мм. Как видно из рисунка 3, на TOFD изображении чётко различимы дефекты. На рисунке 4 также приведено реальное TOFD изображение одиночного v-образного сварного соединения с толщиной стенки 6,35 мм, на котором можно различить внешнюю продольную трещину на границе сварного шва, трещину в корне сварного шва и шлаковые включения.
Частоты и углы ультразвуковых лучей напрямую зависят от толщины обследуемого материала. В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности осуществляется УЗК объектов толщиной, в основном, от 6,35 до 25,4 мм (0,25 — 1″), хотя возможен контроль и материалов с толщиной до 101,6 мм (4 дюйма).
Метод TOFD используется, главным образом, для контроля сварных швов трубопроводов и резервуаров. Он является полезным инструментом при обнаружении дефектов в процессе производства оборудования, а также дефектов, возникших в результате эксплуатации. При помощи метода TOFD можно обнаружить и определить размеры следующих дефектов: размыв сварного соединения при обработке, трещины в сварных швах коксовых барабанов, коррозия поверхности. Обследование методом TOFD включает в себя одиночные параллельные проходы, что ускоряет сбор данных. При помощи метода TOFD можно просканировать порядка 150 погонных метров сварных швов за один рабочий день.
Преимущества метода TOFD
· Отсутствие необходимости в прерывании технологического процесса для выполнения обследования.
· Высокая скорость обследования.
· Точное определение глубины и длины дефекта.
· Высокая чувствительность: обнаружение дефектов на глубине более 0,10 дюйма (2,54 мм).
· Возможность контроля изделий из чёрных и цветных металлов.
· Подробные отчёты об обследовании в цифровой форме.
· Доступность результатов для последующих обследований при выходе из строя или для мониторинга.
OmniScan MX2 (Olympus)
Серия ультразвуковых дефектоскопов OmniScan MX2 с сенсорным экраном предлагает новое мощное ПО на базе ПК с расширенным набором функций в ручном режиме и режиме АУЗК. Возможности быстрой настройки и оперативное создание отчётов повышают эффективность рабочего процесса.
OmniScan MX, являющийся результатом более чем 10 лет лидерства в производстве платформ неразрушающего контроля — самая успешная портативная модульная ФР-система, разработанная компанией Olympus на сегодняшний день. По всему миру используются тысячи таких систем.
Olympus предлагает вашему вниманию новый ФР-модуль с поддержкой ТOFD, новый УЗ-модуль, а также новые программные приложения (NDT SetupBuilder и обновленная версия OmniPC), расширяющие возможности OmniScan MX2 и повышающие эффективность неразрушающего контроля.
