TOFD的典型缺陷分析【上】
浏览量:2396次发布时间:2022年05月05日
首先我们需要明确一个事实,那就是TOFD的定量测量可以很精确,但它的定性分析却不是那么容易,因而需要我们对不同类型的TOFD缺陷进行详细的比较和分析,才有可能得出相对准确的定性结果。
在判断缺陷类型之前,我们可以先将缺陷分成两类,即表面开口型缺陷和中间埋藏型缺陷。
这样划分的目的主要是因为表面开口型缺陷,比如表面开口裂纹、根部未熔合、趾端裂纹等,这些缺陷由于表面开口,所以特别容易受到外界如应力和腐蚀等的干扰,而迅速延展,并最终导致零件失效。
而埋藏型缺陷,由于没有与外界连通,因而受到外界环境影响的也更小,因为其危害相对于表面开口型缺陷而言更低。所以通过区分缺陷是否表面开口,也可以对缺陷的危害性有一个大致的判断。
下面我们来看一下上表面开口缺陷的典型特征,如下示意图所示,由于上表面存在开口型缺陷,直通波信号会被干扰,甚至被阻断。这样有些时候就无法观察到直通波和缺陷的上端点衍射信号,而看到的第一个信号便成了缺陷的下端点衍射信号。
我们再来看一下如果是下表面开口型裂纹,会是怎么样的情况呢?
由下图可见,当底面出现开口缺陷以后,此时的底波信号就有可能被缺陷所阻断,这样在我们的TOFD检测结果中,就只能看到直通波和缺陷的上端点衍射信号,而缺陷的下端点衍射信号和底波都消失了。
这里给大家提一个问题,是否所有的上表面开口缺陷的TOFD图像都看不到直通波呢?是否所有的下表面开口缺陷的TOFD图像都看不到底波呢?
上表面开口型缺陷并不一定造成直通波断裂,只有长度大于声束宽度的缺陷才会造成直通波断裂。
底面开口型缺陷并不一定造成底波断裂,只有长度大于声束宽度,高度大于50%板厚的缺陷才会造成底波断裂。
也就是说,如下图,在空间上只要发射声束能够绕过缺陷,并被接收端接收到就可以看到直通波或者底波,这也为判断是否是开口型缺陷带来了一定问题。
下面看一下典型的开口型缺陷的TOFD检测结果。
从上面的检测结果可见,这个上表面开口缺陷导致了直通波的阻断,因而只看到了缺陷的下端点,且判断理由是该下端点衍射信号与其他位置的直通波信号的相位相同,符合缺陷下端点信号的特征。
下面同样是一个开口型缺陷,但是底面的开口型缺陷。
大家会发现,此底面开口型缺陷并未造成底波的阻断,我们依然可以清晰看到底波信号。
缺陷的上端点信号相位与直通波相位相反,同时缺陷的上端点信号连贯完整地连接至底面,且缺陷的上端点与底面之间未发现明显的下端点衍射信号。
这些信息都表明,这是一个底面开口型缺陷,虽然它的底波并未受到干扰或阻断。