一、簡(jiǎn)介

1977 年首次介紹了用于焊縫超聲檢測(cè)的衍射時(shí)差法 (TOFD)^[1]。該方法在英文出版物中被廣泛報(bào)道，在德國(guó)也被引入^[2][3]；然而，該方法或多或少被德國(guó)無(wú)損檢測(cè)專家所忽視。最后，在 1996 年，一項(xiàng)歐洲預(yù)標(biāo)準(zhǔn)被宣布，并且由于該標(biāo)準(zhǔn)和一些新發(fā)表的論文^[4][5][6]，TOFD 似乎正在取代RT和其他如UT技術(shù)。1995 年發(fā)表的一篇論文 ^[7]在一篇名為“TOFD Comes of Age”的文章中提到了該方法的廣泛接受度。

1. 兩個(gè)傾斜探頭（通常為 45°）作為發(fā)射器-接收器布置放置并連接在一起（Fig. 1）。探頭的距離根據(jù)壁厚計(jì)算。
2. 通常應(yīng)用縱波。聲束傳播很大，可以最大限度地?cái)U(kuò)大掃描范圍。
3. A 掃描（Fig. 4）^[8]顯示了所謂的橫向波、后壁回波以及兩個(gè)信號(hào)之間可能出現(xiàn)的其他信號(hào)，這可能是由于不均勻性造成的。A-Scan 未在 TOFD 技術(shù)中校正。
4. TOFD 技術(shù)總是與成像方法一起應(yīng)用（Fig. 5）。^[8]

Fig. 5 顯示了由水平探頭移動(dòng)和垂直方向的聲音飛行時(shí)間生成的 B 掃描圖像。回波幅度顯示為灰度，通常為零幅度淺灰色（負(fù)最大幅度黑色，正最大幅度白色）。對(duì)于焊縫測(cè)試，重要的是要注意探頭與焊縫橫向?qū)R，而圖像是在焊縫方向上生成的。這意味著Fig. 5 的圖像投影垂直于圖 1 中所示的探頭投影！

在實(shí)踐中，使用 TOFD 方法進(jìn)行的測(cè)試只能通過(guò)沿焊縫連續(xù)移動(dòng)探頭對(duì)來(lái)應(yīng)用，而在傳統(tǒng)的 UT 技術(shù)中，探頭也必須垂直于焊縫移動(dòng)。根據(jù)設(shè)備的不同，掃描可以手動(dòng)執(zhí)行，也可以使用自動(dòng)操縱器執(zhí)行。在任何情況下，計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)評(píng)估都是必要的。在 TOFD 方法的早期階段，使用了一種稱為“ZipScan”的儀器。

二、TOFD 可以代替所有NDT方法嗎？

1.靈敏度等級(jí)

歐洲標(biāo)準(zhǔn)^[3]指出 TOFD 僅計(jì)算時(shí)差，而不評(píng)估衍射回波的高度。

如果儀器靈敏度（增益）設(shè)置在非常低的水平，TOFD 圖像將不會(huì)顯示衍射回波。如果儀器靈敏度設(shè)置在剛好高于電子噪聲水平，TOFD 圖像將顯示大量由焊縫非常小的不均勻性引起的衍射回波，并不意味著焊縫真的很差。

同樣對(duì)于 TOFD 技術(shù)，有必要定義增益或振幅水平，因?yàn)閳?zhí)行的檢測(cè)總是需要驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

2. 裂紋尺寸的確定

實(shí)際上，裂紋尖端的衍射回波并不像Fig. 4 和Fig. 5 中顯示的那樣清晰。裂紋尖端回波是由其他不相關(guān)的非均勻性衍射回波引起的噪聲區(qū)域的一部分。這會(huì)使得使用 TOFD 技術(shù)進(jìn)行尺寸測(cè)量變得不可能。TOFD 操作者需要執(zhí)行類似于RT中使用評(píng)片的方法。

3.背面小裂紋檢測(cè)

這是 TOFD 的主要缺點(diǎn)之一。對(duì)于焊縫的在役檢查，發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)部的舊缺陷通常不是那么重要。更重要的是檢測(cè)容器或管道背面的裂縫。作為 0.5 毫米深度和應(yīng)用程序缺陷的檢查示例。10 mm 長(zhǎng)度必須在壓力元件或 30 mm 壁厚的容器中進(jìn)行檢測(cè)

使用TOFD對(duì)于該任務(wù)是不可能的。如此靠近后壁，裂紋尖端回波幅度非常小。在那種情況下，必須應(yīng)用帶有斜射束探頭和脈沖反射的UT。TOFD 在這不適用。

三、結(jié)論

考慮到上述 TOFD 技術(shù)的局限性，不建議放棄經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的檢測(cè)方法來(lái)用TOFD，但是，TOFD 可以作為其他檢測(cè)方法的佐證。