提高壓力容器焊縫TOFD檢測(cè)分辨率方法的研究.pdf

1、超聲波衍射時(shí)差法(Time of Flight Diffraction，TOFD)是一種新型的超聲檢測(cè)方法，該技術(shù)利用缺陷端部衍射信號(hào)傳播時(shí)間進(jìn)行缺陷定位定量，具有定量精度高、缺陷檢出率高、成本低、操作方便的優(yōu)點(diǎn)，非常適合鋼制壓力容器焊縫的檢測(cè)。
　　TOFD檢測(cè)常使用大擴(kuò)散角探頭，探頭指向性差，導(dǎo)致檢測(cè)橫向分辨率差，缺陷長(zhǎng)度定量誤差大;在縱向分辨率上，由于超聲脈沖具有一定寬度，當(dāng)兩信號(hào)傳播時(shí)間差很小時(shí)，將會(huì)發(fā)生波形混疊現(xiàn)象，導(dǎo)致

2、檢測(cè)縱向分辨率低，無(wú)法對(duì)缺陷定位定量。針對(duì)上述分辨率問(wèn)題，本文在CIVA仿真基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，利用合成孔徑聚焦技術(shù)(Synthetic Aperture Focusing Technology，SAFT)對(duì)缺陷D掃描圖像進(jìn)行處理，比較了其與幅值下降法、拋物線指針?lè)▽?duì)開(kāi)口槽、橫孔的長(zhǎng)度定量結(jié)果;借助TOFD檢測(cè)中的缺陷變型波信號(hào)實(shí)現(xiàn)近表面缺陷定位，并利用自回歸譜外推信號(hào)處理技術(shù)提高缺陷上下端混疊信號(hào)時(shí)域分辨率。
　　首先明確了超

3、聲衍射時(shí)差法基本理論和成像特點(diǎn)，確定了TOFD檢測(cè)中探頭頻率、探頭尺寸、探頭角度、探頭中心間距的選擇原則。針對(duì)TOFD檢測(cè)中橫向分辨率差，缺陷長(zhǎng)度定量誤差大的問(wèn)題，采用基于檢測(cè)A掃描信號(hào)幅值下降的方法、基于TOFD D掃描圖像的拋物線與缺陷端部擬合的方法以及SAFT信號(hào)處理法消除缺陷端部冗余信息的方法對(duì)缺陷長(zhǎng)度進(jìn)行定量;對(duì)表面與焊縫平行的缺陷、表面存在弧度的缺陷以及與焊縫存在傾斜角度的缺陷分別進(jìn)行了研究;對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)SAFT信號(hào)處理技術(shù)

4、是三種方法定量能力最強(qiáng)的一種方法，通過(guò)將缺陷端部的甩弧減弱，可以有效提高TOFD檢測(cè)D掃描圖像的橫向分辨率，突出缺陷長(zhǎng)度信息，有助于缺陷識(shí)別與定量，研究表明SAFT處理后缺陷長(zhǎng)度定量誤差可保持在±1.0mm。
　　為了提高TOFD檢測(cè)的縱向分辨率，利用B掃描圖像中缺陷的變型波信號(hào)解決盲區(qū)內(nèi)近表面缺陷與直通波混疊問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了盲區(qū)內(nèi)距上表面僅為1.0mm的缺陷定位，定位誤差小于±0.3nm;對(duì)由缺陷自身高度造成的上下端回波混疊，缺陷信