基于图像线性化处理的超声TOFD检测缺陷定位方法

超声TOFD检测方法在厚大焊缝的检测中具有较强的优势,特别是对裂纹类的缺陷,其检出效率高。为满足工程现场检测的需要,开发了基于USB接口的便携式超声TOFD检测系统,利用该系统对含有不同尺寸的人工底面开口窄槽的铝合金试块进行了D扫描检测。同时利用提出的自动算法提取了焊缝区域并将该区域的图像进行了转换,解决了D扫描图像在纵向方向上的显示与焊件厚度之间非线性的关系。结果表明,处理后的图像便于缺陷深度测量,检测人员可根据线性关系直接估算出缺陷的深度和高度,提高了检测效率。     

基于超声杂波抑制的缺陷检测

超声TOFD(time of flight diffraction,衍射时差)法检测的D扫描图像中,作为背景杂波的侧向波与近表面缺陷波会发生混叠,致使近表面缺陷不易于检测. 针对这一问题,提出一种基于杂波抑制的缺陷检测方法. 该方法通过图像能量分布统计,确定背景杂波分量并予以去除,从而分离出与其混叠的缺陷信号,实现近表面缺陷的检测. 建立了的超声TOFD法检测信号的数学模型,阐明了基于图像能量分布的杂波抑制原理. 制作了人工缺陷试块及实际焊缝试块,并对其检测获取的图像进行了杂波抑制处理. 结果表明,提出的方法可有效去除图像中的非缺陷目标、提取近表面缺陷波,从而提高系统的有效检测范围.     

超声衍射时差法用于核电站常规岛管道焊缝检测的可行性

根据核电站常规岛管道焊缝施工特点,设计制作了带有人工缺陷的试块,对试块进行了超声衍射时差法(TOFD)、射线及超声检测,并对检测结果从检出率、缺陷定位、缺陷定量及缺陷评级等方面进行了对比分析。结果表明,TOFD方法在管道检测方面具有较高的可靠性。通过在工程现场进行TOFD和射线检测试验,表明TOFD方法在核电站常规岛中的应用是可行的。     

欧盟TOFD技术新标准

介绍欧盟新标准CEN/TS14751：2004《焊缝超声TOFD法检测》的有关新要求。该欧标规定了A、B、C、D四种检测等级,不同壁厚（6mm～300mm）对接焊缝的TOFD设置,时间窗和灵敏度的调节方法,切槽试块和横孔试块的形状尺寸,焊缝分区扫查、中心扫查和偏心扫查的要领;列出了18张TOFD自身质量和典型缺陷的识别图谱。特别推出了克服TOFD固有局限性的一些新方法。期望对国内正在积极推广应用的TOFD技术提供新借鉴。     

基于合成孔径聚焦的不锈钢焊缝超声TOFD检测技术

奥氏体不锈钢焊缝受粗大柱状晶组织的影响,其焊缝的超声TOFD检测信号信噪比低、扫描图像模糊,缺陷检测容易误判或漏检。为提高检测信号信噪比及扫描图像分辨力,引入合成孔径聚焦算法对超声TOFD-D扫描采集的A信号进行处理,并分析了变迹窗对处理后检测信号信噪比的影响。研究表明,通过优化选择变迹窗可提高检测信号的信噪比和缺陷的D扫描图像分辨力,有效地增强了超声TOFD检测技术对奥氏体不锈钢焊缝的检测能力。     

基于合成孔径聚焦的超声TOFD检测技术及图像增强

为了精确定位开口裂纹的端部在铝合金厚板对接焊缝中的位置,对其超声衍射时差法(TOFD,time off flight diffraction)的 B 扫描图像进行了处理.为了提高图像的横向分辨率,引入了合成孔径聚焦技术(SAFT, synthetic aperture focusing technique).根据缺陷端部和换能器之间的几何关系,建立了图像SAFT处理的数学模型,实现了B扫描图像的SAFT重建.为了提高图像的纵向分辨率,先将原始图像进行了线性化处理,从而提出了一种新的超声TOFD法B扫描图像处理技术L-SAFT(linearization-SAFT).结果表明,该技术有效地提高了图像的分辨率.利用该技术能快速、准确地捕捉裂纹端部在试件中的横向和深度位置,实现缺陷的精确定位与定量.     

T型焊接接头的超声波TOFD检测方法

针对翼板不受结构条件限制的T型焊接接头,制定了相应的超声波TOFD检测工艺,制作了含有人工模拟缺陷的试块。依据制定的检测工艺对试块进行了超声波TOFD检测,结果表明,模拟试块内的人工缺陷可有效检出,利用超声波TOFD检测该类T型焊接接头可明显提高工作效率。     

TOFD检测中采用二次波评定近扫查面缺陷尺寸的方法

在TOFD检测过程中,因直通波宽度而产生的近扫查面盲区对检测影响很大。为精确定量位于近扫查面盲区的缺陷,制作了人工缺陷试块,对其采用常规TOFD以及TOFD二次波分别进行扫查。对比两种扫查方式所得TOFD图像可见,常规TOFD技术对近扫查面缺陷极易漏检且无法定量,而利用TOFD二次波扫查方式得到的图像能够显著分辨出缺陷并能精确定量,因此可弥补常规TOFD检测中对近扫查面缺陷检出能力的不足。     

基于合成孔径聚焦成像的超声衍射时差法图像优化处理

为了改善超声衍射时差法(TOFD)检测图像品质,提高缺陷图像的横向分辨率,从基本原理出发,建立了D扫和B扫TOFD图像的合成孔径聚焦成像模型,对提高合成孔径聚焦成像品质的方法进行了研究,实现了TOFD图像的合成孔径聚焦技术与匹配滤波、维纳滤波、旁瓣抑制等算法的综合集成。试验结果表明,提出的合成孔径聚焦成像算法能有效改善TOFD图像质量,增强对缺陷尺寸的横向定量识别,有利于高分辨TOFD技术的实现。     

钢制对接焊缝内部缺陷类型的超声TOFD-D扫描图像表征

本研究针对对接焊缝常见缺陷的超声TOFD-D扫描图像,通过对比分析获得可用于识别缺陷类型的图像特征;结合检测信号特征,识别焊缝常见缺陷的类型。研究结果表明:超声TOFD-D扫描图像与缺陷几何形状密切相关,可用于表征缺陷类型;焊缝常见缺陷如侧壁未熔合、根部未焊透、气孔、裂纹的D扫描图像特征体现在条纹现状、抛物线开口方向及端部曲率,基于这些图像特征可识别缺陷类型;此外,将超声TOFD-D扫描图像特征与超声TOFD检测信号特征相结合可进一步提高对缺陷类型的识别能力。     

基于USB接口的超声TOFD检测系统研制及其应用

为了定量检测厚壁焊接结构中的缺陷,对基于USB接口的便携式超声衍射时差法(TOFD,timc of flight diffraction)的缺陷检测及定位系统进行了研究.为了便于缺陷的定量及定性识别,引入了信号互相关算法,实现了检测图像的校正.利用该检测系统进行了锅炉压力容器焊缝的检测.结果表明,该系统所获得的D扫描图...     

超声TOFD检测原理探析

对脉冲衍射时差法超声探伤技术（TOFD）作了原理探析。在超声A扫描的基础上,解释了TOFD图像的形成原理。讨论了TOFD技术的两种扫查方式,即平行扫查和非平行扫查,并对后者作详细论述。给出了上折射角和下折射角等参数的计算方法,由此分析了扫查范围。分别给出了有、无缺陷工件的TOFD检测图像,进一步分析TOFD成像机理,归纳TOFD检测的特点。最后对TOFD检测盲区作了分析,给出了上下表面盲区计算方法,并根据CEN／TS 14751—2004标准给出了五种不同厚度工件的表面盲区。     

用超声衍射时差法对焊缝缺陷定性表征

采用超声衍射时差法（TOFD）检测焊缝中大量的缺陷，分析各类典型缺陷的响应特征，总结用TOFD技术对缺陷定性的方法，并与普通超声波检测结果进行对比。较之普通超声波检测，TOFD法直观，信息量大，对人员的依赖性低且定性准确。     

TOFD技术在特殊结构焊缝检测中的应用

叙述了TOFD技术的工作原理。在蜗壳焊缝试板及焊缝检测中将超声波和射线检测技术进行了对比。焊缝的缺陷解剖试验表明,TOFD技术能检出常规超声和射线检测方法难以检出的平面状缺陷,对气孔、夹杂等体积状缺陷的检测结果与实际解剖结果有出入。鉴于TOFD技术缺陷检出率高,对面状缺陷灵敏、不受方向性限制、检测速度快、扫描图显示直观并且无辐射等优点,因此在石化装置等在役特种设备的安全评定中具有很好的推广价值。     

焊接接头中偏心缺陷的TOFD检测

针对采用TOFD技术检测焊缝缺陷时,缺陷偏离焊缝中心的技术难点,先从理论上研究了TOFD检测声场的覆盖特点,归纳了偏心缺陷对TOFD检测的影响。通过相关试验,对比了非平行扫查以及平行扫查的TOFD检测结果,得出可通过结合非平行扫查、平行扫查以及偏心非平行扫查的方法来确定偏心缺陷的结论。     

油气管道站场缺陷检测与安全评价技术

研究了油气站场管道缺陷的检测技术与安全评价技术。建立了以超声导波、超声相控阵和TOFD检测技术为一体的站场管网检测系统。详细阐述了各检测技术的优缺点、应用范围以及在站场管网检测系统中的作用,并介绍了针对含缺陷站场管道结构进行安全评价的技术方法。     

Automatic defect detection in ultra sonic TOFD D-scan data using image processing method

In ultrasonic time of flight diffraction (TOFD) D-scan image, only a small fraction represents defects, whereas the majority is redundant. Because of the low contrast between defect and background image, it is difficult to manually interpret TOFD image. In addition, due to the nature of the weak amplitude of ultrasonic diffracted signals, the human factor introduces inconsistency into the interpretation. In order to automatically distinguish weld defects from the D-scan image, a defect detection method based on image processing technique is proposed. First, image pre-processing including clutter and noise suppression is conducted. Second, information entropy based image segmentation technique is employed to extract defects in the pre-processed image. At last, mathematical morphology based post-processing is carried out. The experimental results show that with the proposed method, TOFD can be used for automatic weld defect detection with satisfactory level of reliability.     

搅拌摩擦焊焊缝超声TOFD检测与缺陷评估方法

针对特种焊接构件中缺陷取向与检测面垂直的情况,采用超声衍射时差技术（TOFD）,对搅拌摩擦焊（FSW）焊缝中的缺陷进行识别和可视化检测,开展搅拌摩擦焊焊缝超声TOFD检测与缺陷评估方法研究。建立了FSW缺陷判别方法,实现了焊接工艺参数的优化,确保了焊缝质量,对FSW的推广和应用具有重要的意义和实际生产价值。