衍射时差法超声检测（TOFD）

2025-03-31 微析研究院 金属无损检测

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衍射时差法超声检测（TOFD）是一种基于超声波衍射原理的无损检测技术，通过测量缺陷端部衍射波与直通波的时间差来定位和定量缺陷。其特点包括高灵敏度、无需耦合剂、可实时成像，尤其适用于厚壁工件和焊缝内部缺陷检测。TOFD技术可识别裂纹、未熔合等平面型缺陷，检测精度可达毫米级，广泛应用于压力容器、管道、核电设备等关键领域，是保障工业设备安全性的重要手段。

衍射时差法超声检测（TOFD）项目介绍

TOFD是一种基于超声波衍射波传播时间的无损检测方法，利用缺陷端部产生的衍射信号进行缺陷定位和定量分析。

检测系统由双探头（发射/接收）组成，通过测量直通波与衍射波的时差计算缺陷深度，结合扫查装置实现二维成像。

该技术对平面型缺陷检出率超过95%，缺陷高度测量误差小于1mm，特别适用于10-300mm厚度范围的金属构件检测。

衍射时差法超声检测（TOFD）项目种类

焊缝全自动TOFD检测：适用于压力容器环/纵焊缝的自动化扫查，检测速度可达200mm/s

局部手动TOFD检测：针对特定区域（如接管角焊缝）进行精细复验

高温TOFD检测：采用特殊探头和耦合装置，可在200℃以下环境实施检测

衍射时差法超声检测（TOFD）所需样品

金属板材/管材：厚度≥8mm的碳钢、不锈钢、铝合金等材料

焊接接头：单/双面焊对接焊缝，坡口形式包括V型、U型、X型等

表面要求：检测区域需去除飞溅、氧化皮，粗糙度≤25μm

衍射时差法超声检测（TOFD）方法步骤

1、工艺设计：根据工件厚度选择探头频率（2-10MHz）和角度（45°-70°）

2、校准试块：使用IIW型或CSK-ⅢA型试块进行时基校准和灵敏度设置

3、扫查设置：确定探头间距（PCS）和扫查增量（通常≤1mm）

4、数据采集：沿焊缝轴线进行非平行扫查，记录A扫信号和D扫描图像

5、数据分析：使用专用软件（如Tomoview）进行缺陷定量、定位和评级

衍射时差法超声检测（TOFD）依据标准

1、GB/T 23902-2022 无损检测 超声检测 衍射时差法检测技术

2、ISO 10863:2020 焊缝无损检测-衍射时差超声检测法

3、EN 15617:2021 焊缝TOFD检测验收标准

4、ASME V Article 4 Appendix III TOFD检测规范

5、NB/T 47013.10-2023 承压设备无损检测 第10部分：衍射时差法超声检测

6、ASTM E2373-21 衍射时差法检测标准指南

7、BS 7706:2022 钢构件TOFD检测规程

8、ISO 19285:2019 管道系统TOFD检测

9、JB/T 12656-2023 汽轮机转子焊缝TOFD检测

10、AWS D1.1/D1.1M:2020 钢结构焊接规范（TOFD补充条款）

衍射时差法超声检测（TOFD）服务周期

常规检测：每延米检测时间约15-30分钟（含数据判读）

大型项目：压力容器全焊缝检测周期3-7个工作日（视工件尺寸和检测环境）

加急服务：提供24小时快速响应，检测报告48小时内出具（需额外收费）

衍射时差法超声检测（TOFD）应用场景

油气管道：长输管道环焊缝缺陷检测（检测深度可达50mm）

核电设备：反应堆压力容器主焊缝的在役检测（符合RCC-M规范）

压力容器：厚壁容器（≥30mm）制造过程中的焊接质量监控

风电设备：塔筒法兰焊缝的疲劳裂纹检测

轨道交通：高铁转向架关键焊缝的缺陷筛查