关于超声TOFD法学习笔记2

                                      可检出缺陷分析

0序言

      JB/T4730.10快宣贯了，我看到了征集提问。我不知标准内容，如本文有什么不当处，权当作我的提问吧。

      可检出缺陷分析的前提是；

      (1)缺陷处于工件的上或下盲区之外。

      (2)缺陷的一部分处于工件的盲区之中，缺陷沿深度方向尺寸大于上或下盲区。

      至于缺陷处于上或下盲区之中，上表面开口，可以阻断直通波的情况，属于“波的识别”内容，不属于本文讨论范围。

      (3)本文分析以探头对垂直横跨焊缝的TOFD平行和非平行法为依据，不包括为检出横向裂纹而采取的特殊方法。

1平面状或较大体积缺陷走向分类

1.1确定坐标

       我们分别把焊缝的长度、宽度、厚度三个方向称为X、Y、Z方向。焊缝的纵剖面或其平行方向，称为X-Z平面或方向；横剖面或其平行方向，称为Y-Z平面或方向；与表面平行的方向，称为X-Y方向。

1.2缺陷走向分类

1.2.1纵向裂纹

      （1)垂直于工件表面的纵向裂纹平面，可视其走向为X-Z方向；

      （2)沿熔合线走向的裂纹，可视其走向为在X-Z平面有较大投影尺寸的方向。

1.2.2坡口未熔合走向分类

      可视其走向为在X-Z平面有较大投影尺寸的方向。

1.2.3横向裂纹

      因为绝大多数横向裂纹与工件表面垂直，可视其走向为Y-Z方向。

1.2.4层间未熔合及大条孔类

      扫查波(入射波)遇到的平面走向，大体上可视为X-Y方向。

2平面状缺陷的可检出分析

2.1纵向裂纹和坡口未熔合

      TOFD法，不论平行扫查、还是非平行扫查，扫查(入射)波的扇面走向是Y-z平面，但它又有一定体积，纵向裂纹和坡口未熔平面与它相交，相交线有一定尺寸，而这个尺寸是沿X方向的。

      我以为：纵向裂纹或坡口未熔合的端部与声束相交、沿X方向的线段，恰恰是发射衍射柱面波的声源轴心线；其衍射波的走向必然在Y-Z平面(横剖面)内，便于处于Y-Z平面的探头接受。这是TOFD法对纵向裂纹和坡口未熔合有很高检出率的原因吧？

2.2横向裂纹

    它的平面可以被笼罩在扫查(入射)波的扇面之内。从理论上，它与入射波平行，无相交线。裂纹端部似为沿Y方向的线段，它是否能发出柱面衍射波，我不知道。既使能发出柱面衍射波，其波方向也是在X-Z方向(平行于纵剖面方向)的，而且裂纹端部Y方向线段通远小于探头间距2S，处于Y-Z面内的探头是接受不到的。我猜想：一般TOFD法对横向裂纹，几乎无法检出。

2.3层间未熔合及大条孔类

     因为扫查波(入射波)遇到的平面走向，大体上可视为X-Y方向(平行于工件表面方向)，所以探头对可以收到该类缺陷的较强烈反射回波，它们近似底面回波，容易发现。

3 体积状缺陷的可检出分析

3.1点状气孔

    这类缺陷无明显尖端，入射波较难激起它的衍射波。它们的衍射波似为球面波。当入射波声强相同时，气孔的衍射球面波比裂纹的衍射柱面波要弱多。我以为TOFD法对点状气孔的检出率尚不如普通UT。不知这个认识对否？

3.2夹渣

     这类缺陷不规则，可检出的偶然性很大，也难以推断它们的衍射波是球面波、还是柱面波。从现有一些资料看，TOFD法对夹渣、断续夹渣检出率较低。

      总之，TOFD法对体积状缺陷的检出率，可能还不如UT。

4小结

4.1 TOFD法对纵向裂纹和坡口未熔合有很高检出率；

4.2 TOFD法对层间未熔合及大条孔类有较高检出率，它利用的是缺陷反射波；

4.3 TOFD法对体积状缺陷的检出率低于UT；

4.4 一般TOFD法对横向裂纹，几乎无法检出。

5附：“检出率”一词需要定义

      本文反复使用了“检出率”这一术语，但什么是检出率？相关标准也需要定义一下才好，请看下面的例子：

      我在《无损检测》杂志上看到一篇文章说：

      “手工扫查、常规超探(UT)对焊缝缺陷的检出率为100%，只是由于扫查波方向与缺陷平面走向的原因，使反射波信号未处于Ⅲ区或Ⅱ区，从而使危害性平面状缺陷漏判。”

      我认为：上面的叙述，似概念不清楚，因为漏判是否会漏检呢？如果答案是肯定的，那检出率又怎么会100%呢？笔者以为上面叙述应这样改：

      “手工扫查、常规超探(UT)对焊缝缺陷反射波信号的显示率可能为100%，但是由于扫查波方向与缺陷平面走向等的原因，使反射波信号未处于Ⅲ区或Ⅱ区，从而会使危害性平面状缺陷漏判。”