LFM激励信号在超声TOFD检测中的应用

对于大厚度焊接试件的超声衍射时差法检测(time of flight diffraction, TOFD),常规超声激励难以同时满足信噪比、检测距离以及检测分辨率的要求.文中将线性调频脉冲压缩技术应用在超声TOFD检测中,线性调频(linear frequency modulated, LFM)激励可综合改善检测信噪比(signal to noise ratio, SNR)与分辨率.首先对试验用10 MHz超声换能器进行了LFM信号参数测试,选择了合适的时宽和带宽.对埋藏3 mm高的横槽缺陷的钢板分别进行了超声LFM激励的TOFD检测及常规超声TOFD检测,对比发现超声LFM激励的TOFD检测精度高达0.01μs,可准确区分缺陷上下端衍射波.在较低的激励电压和系统增益下,实现了较高的检测信噪比及分辨率.     

基于超声波法的紫铜焊接结构缺陷检测

针对常规的超声反射波法检测结果记录性差、可靠性低等技术缺点,采用超声衍射时差(time of flight diffraction,TOFD)法对厚壁(≥20mm)紫铜焊缝缺陷进行检测研究.通过对紫铜材料声学特性的分析,为超声波换能器的选取提供了依据;通过人工缺陷检测,测试了系统的检测灵敏度及精度,并确定了能更全面地反映焊缝中缺陷分布情况的检测工艺;采用超声TOFD法对紫铜焊缝进行了检测,并通过破坏性试验对无损检测结果进行了验证.结果表明,通过采用合理的检测工艺,超声TOFD法能够有效识别紫铜焊缝中裂纹类危险性缺陷.     

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。     

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.     

厚板焊缝TOFD检测及其与传统检测方法的比较

对板厚＞100 mm的承压设备钢焊缝,采用ASME规范认可的超声衍射时差(TOFD)法检测,灵敏度和缺陷检出率明显优于直线加速器和手工超声检测.将新技术与传统的缺陷评价方法作了比较分析,并通过实例,指出新技术对检测结果的验收特点.     

基于几种常用超声方法的承压设备对接焊缝检测比对

脉冲反射法超声检测、衍射时差法超声检测、常规线阵超声相控阵和全聚焦相控阵等几种常用超声方法是承压设备对接焊缝埋藏缺陷检测的有效手段,其适用范围、检测灵敏度、分辨率、缺陷定量精度等方面存在众多差异.针对这些差异性,首先通过阐述检测原理比较几种方法的不同及其优缺点,其次针对43 mm厚的对接焊缝模拟试板进行检测比对,并分析结果,明确几种方法的适用情况,为今后承压设备对接焊缝埋藏缺陷的检测提供了一定的技术参考.     

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。     

TOFD及PAUT检测技术对不等厚度单面焊双面成形焊缝检测局限性分析

采用超声衍射时差法(TOFD)及超声相控阵检测技术(PAUT)对不等厚度单面焊双面成形焊缝检测,发现可疑性底部缺欠显示的图像,经射线拍片验证为底面不平整形成的非相关显示;总结分析衍射时差法(TOFD)及超声相控阵(PAUT)检测技术的局限性,以提高对此两种检测方法所显示图像中缺陷真伪的辨别能力,确保检测结果的正确性。     

超声衍射传播时间法与射线照相法对缺陷检出能力的比较

介绍国外焊缝用超声衍射传播时间法(TOFD)与射线照相法在缺陷检出能力和定量精度方面的比较,最后得出,锅炉、压力容器焊缝(板厚>12.7mm)可用超声TOFD法取代RT检测的结论。     

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.     

一种基于超声TOFD法的近表面缺陷检测模式

针对常规超声TOFD法存在近表面检测盲区的问题,提出一种纵波三次反射的TOFDW检测模式.分析了TOFDW模式的声传播特性,并阐明了该模式的检测原理.通过人工缺陷检测,研究了该模式检测信号和图像特征及检测灵敏度和精度.对实际焊缝进行了检测,并通过破坏性试验对无损检测结果进行了验证.结果表明,TOFDW模式能够识别常规模...     

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。     

声阻法胶接结构缺陷实时成像检测

为了有效检测胶接结构缺陷,构建了基于声阻法的成像检测系统. 系统包括声学信号采集、声学探头定位、数据处理及绘图三部分. 利用两轮式编码器,实现了动态扫查过程探头位置信息的采集;利用结合质量检测仪采集缺陷信息;采用C + + 编写了数据处理及图像绘制程序,实现了胶接结构缺陷声阻法实时成像检测. 利用声阻法及常规超声C扫描成像方法对铝合金/环氧树脂/铝合金三明治胶接结构进行了检测,并对检测结果进行了分析对比. 结果表明,声阻法能更有效识别胶接结构中的缺陷,且单面检测即可满足缺陷表征需求.     

铝合金焊缝超声TOFD检测的信号特征

针对厚板铝合金焊接接头的检测，研究了超声衍射时间差法（TOFD）检测时的信号特征及衍射规律，并探讨了最佳检测工艺参数和缺陷测量精度。研究结果表明，缺陷尺寸的测量结果与真实值基本吻合。其研究为实际焊接接头的检测奠定了基础。     

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.     

焊缝超声TOFD检测信号及图像降噪技术研究

超声TOFD检测信号中混入的无关噪声常导致从检测图像中难以分辨缺陷特征。本研究通过小波包分解技术分析缺陷衍射波特征信号的时、频域分布特征,采用小波包统一阈值对超声TOFD检测信号进行降噪处理,对比软、硬阈值函数对检测信号的降噪结果。研究结果表明:采用软、硬阈值对长度10 mm、深度5 mm的裂纹缺陷信号降噪,其信噪比由原始的22.88 dB分别提高至186.66、176.65 dB,对长度28 mm、深度8 mm的夹杂缺陷信号降噪,其信噪比由原始的16.62 dB分别提高至33.74、28.16 dB;基于小波包软、硬阈值去噪后信号进行图像重构可有效抑制干扰条纹并提高缺陷特征图像的分辨力,而采用软阈值法几乎完全去除了原始超声TOFD检测图像中的噪声条纹。     

加氢反应器法兰密封槽裂纹的检测和定量

通过试验研究,实现衍射时差法(TOFD)超声检测技术在加氢反应器法兰密封槽裂纹检测和定量中的应用。检测灵敏度达到5 mm×1 mm(长度×高度),裂纹高度测量误差0.5 mm。该技术适用于多种规格和材质的法兰密封槽裂纹的检测和定量。     

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。     

基于超声散射法的微小缺陷及近表面缺陷的检测

针对常规超声检测法存在对(?)1.0 mm以下的微小缺陷漏检及近表面检测存在盲区的问题,提出一种超声垂直发射背向散射的检测方法。分析了散射模式的声场传播特性,阐明了该模式的检测原理。通过对不同类型和尺寸的人工缺陷检测,分析了该散射方法的检测信号、检测灵敏度及成像图形;通过有限元分析,对散射波声场分布的可靠性进行了验证。结果表明,超声散射法能够识别常规超声检测方法容易漏检的微小缺陷及无法辨别的近表面缺陷,可有效检测(?)0.4 mm的微小缺陷及埋藏深度1.0 mm的近表面缺陷。