TOFD检测信号的分析与比较-开题报告
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XX 大学毕业设计(论文)开题报告题目 TOFD 检测信号的分析与比较专 业 名 称 测控技术与仪器班 级 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 填 表 日 期 20xx 年 4 月 9 日1、选题的依据及意义:衍射时差法(time-of-flight diffraction, TOFD)超声检测技术是一种新型的无损检测技术,它通过测量缺陷边缘的衍射时间差,对缺陷进行定量定位。相比其他检测技术,TOFD 技术具有可靠性好、检出率高、定量精度高、检测效率高、无污染和操作成本低等优点。TOFD (全称 Time of Flight Diffraction)技术,即衍射时差法超声检测技术,作为超声检测中的新 ,TOFD 技术既继承了传统超声检测技术的优点,又克服了超1技 术声检测的某些局限性。TOFD 与常规超声检测有两个重要不同;1 )缺陷衍射信号的角度几乎是独立的;2)深度尺寸定位和相应的误差取决于衍射时差,而与信号振幅无关。因此相比传统超声检测,TOFD 技术有新优势;1 )TOFD 技术定量定位精度高,直通波的尺寸精度是1 mm,裂纹增长检测能力可达0.3 mm;2)任何方向的缺陷都能有效的发现;3 )检测数据以视图的形式持久保存;4)常规检测近表面检测存在盲 。32区与磁粉检测、渗透检测、祸流检测技术相比,TOFD 技术可以检测内部缺陷,与射线技术相比,TOFD 技术使用成本低,不需要特殊防护,对裂纹类面状缺陷相当敏感,检测厚度范围大,检测灵敏度不随厚度增大而大幅 。与常规超声检测相比,对54降 低缺陷的定量定位更精确,检出率更高,检测速度更快,检测结果可以永久保存。常规超声检测时,当波束无法以适当的角度到达缺陷表面时,会导致漏检,在缺陷定量方面常规超声检测采用当量法。不是缺陷真实的尺寸,这样不利于后续的质量评定。对于大型压力容器的检测只是一个方面,随着厚度的增加和对检测结果的要求不断提高,迫切需要一种新技术来提高检出率,对缺陷进行精确定位、定量。与其它无损检测技术一样,TOFD 技术也有其局限之处,检测盲区即使通过改变检测参数,仍然不可能完全消除,为防止根部缺陷的漏检,应与普通超声波检测配合使用;被检测工件厚度较小时,或者焊缝形状复杂、材料为粗品材料等情况下,其检测效果不如射线检测;如果要求对工件内部质量和表面质量的综合检测,TOFD 技术必须与其它表面检测技术相互配合,才能完成检测任务。对该技术局限之处的理解与分析,有助于该技术在实践中的正确使用和良性发展。随着检测行业对检测技术的要求不同提高,集一身优势的 TOFD 技术脱颖而出,备检测受关注,成为一种极具推广前景的无损检测新 。76技 术2、国内外研究概况及发展趋势:2004 年,CEN 发布了有关焊缝超声 TOFD 法检测的标准草案 DD CEN/TS14751: ,标准是在原标准的基础上,对焊缝超声 TOFD 技术,进一步深化细化了有关的8204操作要求,包括检测等级、探头设置、灵敏度和时间窗调节、试块细节及扫查要领等,同时增补了 8 张 TOFD 图像自身质量和 10 张焊接缺陷的典型图谱。2009 年 8 月 31 日,固定式压力容器安全技术监察规程正式颁布规定“压力容器的焊接接头应当采用射线检测或者超声检测,超声检测包括衍射时差法超声检测(TOFD)、可记录的脉冲反射法超声检测和不可记录的脉冲反射法超声检测;当使用不可记录的脉冲反射法超声检测,应当采用射线检测或者衍射时差法超声检测作为附加局部检测”。规程中明确规定了 TOFD 检测技术与射线检测技术相同,均为压力容器制造过程中可选的焊接接头的无损检测 ,从而明确了 TOFD 检测的地位。9方 法2010 年底,国家能源局又发布了 NB/T 47013.10 (JB/T 4730. 102010 )衍射时差法超声检测。规程和检测标准的颁布,为 TOFD 这项新的检测技术应用必将起到很大的推动 。10作 用美国机械工程师协会(ASME)于 2006 年发布了超声 TOFD 图像显示的判读和评定,包括 TOFD 识谱原理和缺陷定位定量法则以及 22 例焊接缺陷典型图谱。1准 则超声 TOFD 法在国外起步较早,且随着计算机技术和制造技术的飞速发展,以及相关标准的颁布,在焊接结构领域得到了较好的应用,并且可以完成其他检测方法不能完成的检测,如在结构件焊接和在用的过程中进行实时检测,从而监测缺陷的生长情况。随着信号处理、电子、计算机、模式识别等技术的飞速发展,超声 TOFD 法必将朝着自动化、智能化的方向发展,在焊接结构的无损检测领域获得更为广泛的应用。3、研究内容及实验方案: TOFD 技术作为一种新型、强大的无损检测技术,在国外早已被广泛接受并且得到充分的应用。集一身优势的 TOFD 技术若能得到充分的研究与应用,必将对检测行业的发展起到很大推动作用。虽然 TOFD 技术 21 世纪初传入我国,但技术人员对此技术的研究成果不多,在实际应用、推广方面也不够广泛,很多检测单位对 TOFD 技术不甚了解,无法从新技术中获益。为了使 TOFD 技术被更多人了解,推动其在国内的应用,本文对 TOFD 技术进行了深入研究。主要内容如下:首先,对常用无损检测技术进行了简单介绍,分析了 TOFD 技术相对其他检测技术的优势,对 TOFD 技术的基本原理、研究现状、优缺点以及检测中的理论知识进行了简述。论文的主要研究内容是:在焊接试板焊接接头上进行对比试验,试板焊接接头上焊接制作裂纹、未溶合、未焊透、气孔、夹渣等焊接缺陷。分别采用 TOFD、常规超声二种方法进行检测,对各自检出的缺陷进行对比分析,分析 TOFD 图像中五种常见焊接缺陷的特征,为运用 TOFD 法判断缺陷性质作实验积累。分析了使用 TOFD 检测法时,缺陷的定量、定位。对焊缝进行 TOFD、常规超声二种方法检测,比较两者在焊缝检测中的性能。首先,用 TOFD 检测多个具有各类缺陷的工件,在完成 TOFD 检测的同时,使用普通超声波探伤仪对同一位置进行平行检测,得到的结果完全一致。然后,在定位、定性和定量方面上,比较使用 TOFD 方法进行检测时与常规超声方法检测时对这些缺陷数据的影响,从而得出 TOFD 在检测中的优势和局限性。4、目标、主要特色及工作进度1.研究目标1)了解掌握 TOFD 检测技术的基本原理2)熟悉 TOFD 检测技术的操作和应用3)比较 TOFD 检测与常规检测焊缝缺陷的性能4)了解国内外 TOFD 检测研究概况及发展趋势2.主要特色检验是使用一对宽声束、宽频带、纵波斜探头,探头频率高于脉冲回波法(PE)的探头频率,探头相对于焊缝对称布置。声束在焊缝中传播遇到缺陷时,缺陷会产生反射波,缺陷上下端点产,反射波低 2030dB。接收探头具有极高的灵敏度,接收衍射波和反射波。以精确测量衍射波的传输时间和简单的三角方程为理论基础,使用计算机来完成缺陷尺寸和位置的测量。TOFD 检测技术具有可靠性好、检出率高、定量精度准、检测效率高和操作成本低等优点。与传统超声检测技术相比,TOFD 有两个显著特征:1)对缺陷的检出与探头入射角度无关,任何方向的缺陷都可以发现;2)深度尺寸的定位取决与衍射时差而不依靠信号振幅。与常规的检测方法相比,超声 TOFD 检测技术更能够准确地对缺陷定位、定量,检出率更高,是一种极具推广前景的无损检测新技术;3)TOFD 检测时超声波声束覆盖范围广,只需在焊缝两侧做线性扫查,不需要做锯齿形扫查,操作更便捷,检测效率更高;4)缺陷的定量不依赖于缺陷的回波幅度。3.工作进度20xx.03.0220xx.03.20 查阅 TOFD 检测方法相关资料20xx.03.2120xx.04.15 了解相关实验内容并撰写开题报告 20xx.04.1620xx.05.15 选择仪器和试块进行实验 20xx.05.1620xx.05.31 实验数据分析和处理 20xx.06.0120xx.06.20 总结并撰写论文,答辩 5、参考文献参考文献1 李衍.焊缝超声 TOFD 法探伤和定量新技术J.无损探伤,2003,27(05):59.2 张燕宏.焊缝自动超声检测技术与设备的试验研究,合肥工业大学硕士论文,2005:3.3 郑晖,林树青等. 中国特种设备检验协会组织编写超声检测第二版M,中国劳动社会保障 出版社,2008.4 张平.超声衍射时差检测技术在中国的应用进展J.无损检测,2008,30(7):397402. 5 肖维鹏.无损检测方法在压力容器检测中的综合应用J.石油和化工设备,2011,14:6062.6 沈功田,张万岭.压力容器无算检测技术综述J.无损检测,2004,26(1):3740.7 韩伟.无损检测技术现状及其新发展J.可编程控制器与工厂自动化(PLC FA)2005(1):121123. 8 CEN / TS-14751: 2004. Welding-Use of Time-of-Flight Diffraction Technique(TOFD)for Examination of Welds. 20049 关卫和,阎长周,张保中等.我国压力容器行业 TOFD 检测技术的应用和进展.无损检测,2010,32 (12): 961-96510 阎长周,刘军,关卫和等.TOFD 检测在大型球形储罐制造安装中的应用.压力容器,2011, 28 (3):4953.11 2006 ASME Code. Section VArticle4.Mandatory Appendix III.Non-mandatory Appendix Land N. 2006- 配套讲稿:
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