2024年TOFD資格考試?yán)碚摌宇}

TOFD知識普及教程TOFD–超聲波衍射時差法也叫“裂紋端點衍射法”或“尖端反射法”什么是TOFD?衍射時差法(TOFD)是一種依托從待檢試件內(nèi)部構(gòu)造（重要是指缺陷）的“端角”和“端點”處得到的衍射能量來檢測缺陷的措施。超聲TOFD法可用于材料探傷、缺陷定位和定量。與常規(guī)的超聲技術(shù)不一樣，TOFD法不用脈沖回波幅度對缺陷大小做定量測定，而是靠脈沖傳播時間來定量。TOFD–承認(rèn)TOFD已經(jīng)得到ASTME2373-04，ASMEIIICode2235，CENEN583-6()，BS7706(1993)等原則的承認(rèn)。TOFD對于鑒定缺陷的真實性和精確定量上拾分有效。同步，TOFD可以和脈沖反射法互相取長補(bǔ)短。例如，檢出焊縫中部的缺陷，判斷缺陷與否向表面延伸等就是它的強(qiáng)項。衍射時差技術(shù)TOFD發(fā)展簡史衍射現(xiàn)象TOFD原理實際操作原則TOFD長處和局限性TOFD發(fā)展簡史七拾年代中期由UKAEAHarwell發(fā)現(xiàn)的定量很準(zhǔn)–成為了一種原則的定量技術(shù)在九拾年代初，線形TOFD開始用于管線單獨使用TOFD的檢出率很高TOFD應(yīng)用狀況在國內(nèi)的特種設(shè)備行業(yè)，，最早將TOFD技術(shù)用于工程檢測并申請成為企業(yè)原則的是中國第一重型機(jī)械集團(tuán)企業(yè)。應(yīng)用對象是神華煤液化工程中的壁厚達(dá)340mm的加氫反應(yīng)器。此外，在核工業(yè)、電力、石油系統(tǒng)，TOFD技術(shù)的研究和應(yīng)用也在蓬勃發(fā)展，影響曰益擴(kuò)大。衍射現(xiàn)象惠更斯原理:TOFD的基本原理掃查分類TOFD:經(jīng)典的設(shè)置A掃信號相位變化傳播時間傳播時間缺陷深度缺陷自身高度某些經(jīng)典缺陷向外表面延伸的缺陷向內(nèi)表面延伸的缺陷水平方向的平面形缺陷向外表面延伸的裂紋向內(nèi)表面延伸的裂紋水平方向的平面形缺陷(層間未熔,冷夾層)數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)顯示校準(zhǔn)工具測量工具缺陷位置的影響缺陷位置的不確切性橫向掃查校準(zhǔn)TOFD檢測工藝的選擇探頭的選擇（波型、探測辨別力、近場、聲束寬度、頻率、角度、尺寸、數(shù)量和位置布置）。中心間距-PCS的選擇敏捷度的選擇槽型校準(zhǔn)試塊的選擇電子儀器的規(guī)定（數(shù)據(jù)記錄、脈沖發(fā)生器、信噪比、數(shù)據(jù)采樣、信號顯示內(nèi)容和方式）TOFD掃查圖經(jīng)典TOFD成像TOFD檢測的一般流程儀器設(shè)置。（重要設(shè)置某些功能參數(shù)，如：觸發(fā)電壓、探頭頻率、工件厚度、編碼器、濾波器、PCS脈沖反復(fù)頻率等）掃查工件（一般采用非平行掃查）校準(zhǔn)儀器（校準(zhǔn)指針零點，以便測量）缺陷分析（點、線、面的初步鑒定甚至性質(zhì)的精確確定、埋藏深度、自身高度、長度）常見缺陷在TOFD中的顯示近表面裂紋根部未焊透根部未熔合側(cè)壁未熔合氣孔橫向裂紋根部內(nèi)凹層間未熔合TOFD+脈沖回波技術(shù)描述數(shù)據(jù)瀏覽檢測成果長處技術(shù)描述TOFD&P/E數(shù)據(jù)瀏覽檢測成果檢測成果檢測成果橫向波線性化橫向波線性化TOFD可靠性TOFD的長處對于焊縫中部缺陷檢出率很高輕易檢出方向性不好的缺陷可以識別向表面延伸的缺陷采用TOFD和脈沖回波相結(jié)合，可以實現(xiàn)100%焊縫覆蓋。沿焊縫作一維掃查，具有較高的檢測速度。缺陷定量、定位精度高。根據(jù)TOFD可進(jìn)行ECA分析（缺陷壽命評估）。國內(nèi)外既有TOFD原則和規(guī)范歐洲原則（BS7706-1993、EN583-6：、CEN/TS-14751：等同德國DINCEN/TS14751和英國DDCEN/TS14751、NEN1882：）美國原則（ASMEcodecase2235-9、ASTME2373-）曰本原則（NDISE2423-）TOFD的局限性在上、下表面附近盲區(qū)對“噪聲”敏感夸張了某些良性的缺陷,如氣孔,冷夾層,內(nèi)部未熔合。解釋比較困難注意原則問題(有待處理)TOFD結(jié)語TOFD設(shè)置對的時是一種很好的缺陷定量和定位措施；根據(jù)原則和檢出率的規(guī)定把TOFD和脈沖反射法相結(jié)合。

TOFD資格考試?yán)碚擃}超聲TOFD焊縫檢測的專業(yè)理論，Ⅰ級考試規(guī)定在30分鐘內(nèi)完畢20道選擇題，及格規(guī)定為70分。Ⅱ級考試規(guī)定在45分鐘內(nèi)完畢30道選擇題，及格規(guī)定為70分。一級樣題1、為何在TOFD檢測中，從D-掃中獲得的信息優(yōu)于單個A-掃？a)D-掃的聲波衰減較?。籦)D-掃的端部衍射更有效；c)D-掃使得弱信號可以識別；d)D-掃能提供縱波波形。2、什么角度的端部衍射信號最差？a)38度；b)45度；c)50度；d)60度。3、直通波的傳播是:a)沿工件表面輪廓傳播；b)發(fā)生波形轉(zhuǎn)換以橫波傳播；c)沿著時間最短的途徑傳播；d)從底面反射。4、若TOFD探頭聲束角度為60度，聲束聚焦深度為25mm，則直通波的傳播時間為多少？a)6.745微秒；b)14.671微秒；c)7.336微秒；d)5.902微秒。5、如下哪一條不屬于TOFD探頭與常規(guī)脈沖反射法探頭的不一樣點？a）TOFD檢測使用的探頭脈沖更短；b）TOFD檢測使用的探頭頻帶更寬；c）TOFD檢測使用的探頭頻率更高；d）TOFD檢測使用的擴(kuò)散角更大。二級樣題1、下述哪組探頭將提供最佳的時間/深度辨別力？a)38度；b)45度；c)60度；d)70度。2、使用2對探頭進(jìn)行非平行掃查，已知系統(tǒng)設(shè)定的脈沖反復(fù)頻率是1024Hz，并使用了4次疊加來進(jìn)行信號平均處理，假如掃查速度是30mm/s，則對于任一對TOFD探頭，獲得一種A掃描信號的時間內(nèi)探頭移動距離為：a)0.85mm；b)0.50mm；c)4.27mm；d)0.23mm。3、假如一種10MHz探頭具有從7兆赫到14MHz的頻譜，則應(yīng)選擇：a）5MHz的高通濾波器和20MHz的低通濾波器；b）5MHz的低通濾波器和20MHz的高通濾波器；c）3MHz的高通濾波器和15MHz的低通濾波器；d）3MHz的低通濾波器和15MHz的高通濾波器。4、對10MHz的探頭，假如想獲得一種振幅更大的信號，則觸發(fā)超聲脈沖的矩形電脈沖的寬度應(yīng)為：a）100ns；b）50ns；c）5ns；d）10ns。5、采用60°探頭檢測40mm厚的焊縫的根部缺陷，應(yīng)選擇的PCS是：a）69mm；b）138mm；c）92.35mm；d）112mm。

TOFD習(xí)題1、受檢工件厚度40mm，60度探頭，對的的探頭分開距離是：a、56mmb、92mmc、108mmd、138mm2、使用頻率偏高的探頭，而沒有變化探頭晶片尺寸會導(dǎo)致：a、減少辨別率，提高信噪比，加大波束展開度b、提高辨別率，減少信噪比，減小波束展開度c、提高辨別率，減少信噪比，加大波束展開度d、減少辨別率，減少信噪比，減小波束展開度3、TOFD檢測是：a、不也許對粗晶材料b、不也許對高溫度工件c、不也許對僅有下半部完畢的未填滿樣部d、任何狀況下都也許的4、模擬信號數(shù)字化後，數(shù)字信號是不充足顯示的，數(shù)字化的成像也許會損失某些本來信號的內(nèi)容，是由什么引起的：a、信號反復(fù)頻率的設(shè)定b、信號放大器的頻寬c、數(shù)字化時的采樣頻率d、探頭頻率5、TOFD信號一般顯示在灰色圖譜上，為何要這樣顯示？a、可以提高信號的動態(tài)范圍b、多種A掃信號可同步顯示c、在圖像數(shù)字化時，可提高處理速度d、可以打印TOFD圖譜6、為何用單個探頭完畢TOFD檢測是困難的？a、波束展開度太小b、傳播時間太短c、反射波會掩蓋衍射波d、探頭頻率太低7、在進(jìn)行TOFD檢測時，只有探頭具有什么特點才會成功？a、相似頻率b、相似角度c、相似探頭延遲d、相似入射點8、如下哪個信號永遠(yuǎn)不被顯示在TOFD窗口內(nèi)？a、底面的波型轉(zhuǎn)換信號b、側(cè)向波c、起始信號d、以上所有的原因9、TOFD檢測的掃查速度受到如下什么的限制？a、信號的平均化b、數(shù)據(jù)文獻(xiàn)的大小c、探頭的展開距離d、以上所有的原因10、探頭的展開距離是由什么決定的？a、焊縫余高的寬度b、越大越好c、越小越好d、通過計算和工件厚度11、在簡樸的TOFD設(shè)定下，缺陷的深度是由什么計算的？a、正弦定律b、正切定律c、勾股定律d、余弦定律12、為獲得足夠的TOFD信號采樣，采樣率應(yīng)為：a、1b、和探頭頻率同樣c、超過二倍的探頭頻率d、和脈沖反復(fù)頻率同樣13、TOFD檢測，數(shù)據(jù)分析是由什么獲得的？a、側(cè)向波b、A掃信號c、B掃信號d、C掃信號14、如下哪些信號必須被顯示在正常的TOFD掃查裏？A、側(cè)向波B、底面的波型轉(zhuǎn)換信號C、底面波D、始脈沖波E、整個A掃a、以上所有b、A、C、Ec、A、B、Dd、A、B、C15、如下哪些描述是對的的，在理想的TOFD圖譜中，上端點衍射波具有：A、與底面波相似相位B、與始脈沖波相似相位C、與側(cè)向波相反相位D、與側(cè)向波相似相位a、A、Cb、A、Bc、B、Cd、A、D16、近表面開口缺陷會阻礙什么信號的顯示a、底面的波型轉(zhuǎn)換信號b、側(cè)向波c、底面波d、以上都不是17、具有可測自身高度的內(nèi)部缺陷，會由什么來識別？a、底面波受干擾b、單個衍射信號在側(cè)向波和底面波之間c、兩個相反相位的衍射信號在側(cè)向波和底面波之間d、兩個相反相位的衍射信號在側(cè)向波和底面波型轉(zhuǎn)換波之間18、TOFD檢測時，探頭頻率的選擇必須按：a、與工件厚度無關(guān)b、工件厚度越大，頻率越低c、工件厚度越大，頻率越高d、5MHZ19、TOFD檢測用的探頭必須具有：a、小的波束展開度來提高辨別率b、小的波束展開度來保證受檢區(qū)域的履蓋c、零度的縱向波d、大的波束展開度來檢測整個焊縫區(qū)域20、如下哪些描述是對的的？短脈沖波會A、減小盲區(qū)B、提高辨別率C、反轉(zhuǎn)端點衍射波相位D、減小側(cè)向波長度a、A、Cb、A、C、Dc、A、B、Dd、以上都不是21、如下哪些描述是對的的減小探頭展開距離會A、提高深度方向的辨別率、B、減小深度方向的履蓋率C、提高信噪比D、減小A掃時間坐標(biāo)軸的長度a、只有Ab、只有Bc、都不是d、以上都對的22、對的的TOFD數(shù)據(jù)分析是a、取決于衍射信號的幅度b、與衍射信號的幅度無關(guān)c、幾乎與衍射信號的幅度無關(guān)，不過幅度有時會提供更多的支持信息d、重要取決于信號幅度23、TOFD檢測到信號包括：a、只有衍射信號b、只有反射信號c、只有反射和衍射信號d、側(cè)向波、反射波和衍射波24、信號的平均化用來：a、減小聲波噪音b、減小電子噪音c、減小機(jī)械振動d、減小以上所有的25、TOFD可檢測出：a、只有焊縫中心線位置的缺陷b、焊縫中的所有缺陷c、缺陷，幾乎與指向性無關(guān)d、只有面積型缺陷26、TOFD是不也許：a、檢測表面開口缺陷b、檢測近表面缺陷c、對缺陷精確定性d、以上都對的27、TOFD檢測用探頭具有：a、短脈沖寬度來獲得高辨別率b、大的楔塊來提高辨別率c、長脈沖寬度用于讓整個焊縫區(qū)域充斥聲波d、短脈沖寬度來去掉底面波28、TOFD是什么的縮號a、缺陷檢測的種類b、檢測的時間傳播c、衍射波的時間傳播d、缺陷的時間29、在TOFD檢測時，所有的信號都打斷了，也許是由什么引起的a、缺乏耦合劑b、埋藏缺陷c、貫穿焊縫厚度的裂縫d、a和c是對的的30、TOFD在什么工件厚度時是最難使用a、不不小于100mmb、不不小于8mmc、不小于8mmd、不小于30mm

TOFD檢測技術(shù)理論考試試題姓名：考號：一、選擇題（每題只有唯一的對的答案，每題５分，共７５分）1、TOFD的中文全稱是：Ca缺陷的種類b信號傳播時間c衍射波的時差d缺陷測高的措施２、在進(jìn)行TOFD檢測時，兩個探頭具有什么特點才會成功Aa相似頻率b相似角度c相似的探頭延遲d相似的入射點３、TOFD技術(shù)采用縱波檢測的原因是：Aa縱波傳播速度快b縱波能量強(qiáng)c縱波波長短d縱波衰減?。?、如下有關(guān)直通波與缺陷上尖端、缺陷下尖端和底面反射波信號相位關(guān)系的論述，對的的是：Ba直通波和缺陷上尖端信號相位相似b直通波和缺陷下尖端信號相位相似c直通波和底面反射波信號相位相似d以上都對５、焊縫余高過高，會導(dǎo)致直通波信號：Ca消失b波幅明顯減小c沒有明顯變化d以上均有也許６、與常規(guī)超聲波檢測技術(shù)相比，如下哪一條不是TOFD技術(shù)長處：Da可靠性更高b定量精度c檢測效率更高d缺陷定性更精確７、使用更高的頻率，而沒有變化探頭晶片尺寸會導(dǎo)致探頭的：Ba辨別率減少，信噪比提高，波束擴(kuò)展加大b辨別率提高，信噪比減少，波束擴(kuò)展減小c辨別率提高，信噪比提高，波束擴(kuò)展加大d辨別率減少，信噪比減少，波束擴(kuò)展減?。?、TOFD檢測中，70o探頭與45o探頭相比的長處是：Ca70o探頭辨別率更高某些b70o探頭信噪比更高某些c70o探頭波束覆蓋范圍更大某些d70o探頭近表面盲區(qū)更小某些９、如下哪些信號必須被顯示在正常的TOFD掃查時間窗內(nèi)：Aa直通波、底面波、底面波的轉(zhuǎn)換型波b始脈沖、底面波、底面波的轉(zhuǎn)換型波c始脈沖、直通波、底面波d始脈沖、直通波、底面波的轉(zhuǎn)換型波１０、探頭中心間距由什么決定？Da焊縫余高的高度b越大越好c越小越好d通過工件厚度和探頭角度計算１１、如下哪一條不是Ａ掃描中沒有信號的原因：Da楔塊中的耦合干了b連接到探頭的電纜線斷了c增益設(shè)置太低了d脈沖反復(fù)頻率設(shè)置低了１２、TOFD檢測時探頭頻率的選擇：Ba與工件厚度無關(guān)b工件厚度越大，選擇低頻率c工件厚度越大，選擇高頻率d５MHz１３、衍射波信號的特點：Ba比反射波信號強(qiáng)，且沒有明顯指向性b比反射波信號弱，且沒有明顯指向性c比反射波信號強(qiáng)，且有明顯指向性d比反射波信號弱，且有明顯指向性１４、如下有有關(guān)直通波性質(zhì)的論述，哪一條是錯誤的Ba直通波是在兩個探頭之間，沿最短途徑以縱波速度進(jìn)行傳播b直通波是一種特殊的表面波c直通波的頻率比聲束中心的頻率低d直通波有時也許非常微弱，不能識別１５、采用非平行掃查對焊縫進(jìn)行檢測，不能得到的缺陷信息是：Da缺陷的長度b缺陷的深度c缺陷的自深高度d缺陷距離焊縫中心的水平位置二、計算題（共２５分,第一題中每題５分，第二題10分）１、檢測60mm的焊縫，規(guī)定聚焦點選在板厚的2/3處，則：（1）采用折射角為45度的探頭時，探頭中心距PCS為多少？（TAN45=1,計算成果取整數(shù)）（2）采用折射角為60度的探頭時，探頭中心距PCS為多少？（TAN60=1.73,計算成果取整數(shù)）（3）采用折射角為70度的探頭時，探頭中心距PCS為多少？（TAN70=2.75,計算成果取整數(shù)）２、焊縫檢測中，設(shè)定探頭中心距PCS＝70mm,聲速C=6000m/S,聲束楔塊中延時2t0=0.9uS,假設(shè)檢測發(fā)現(xiàn)一種缺陷的衍射回波，已知該衍射點的傳播時間t=15.9uS，求該衍射點的深度？(以=1.41，計算成果保留兩位小數(shù))

TOFD技術(shù)（TimeofFlightDiffractionTechnique）是一種基于衍射信號實行檢測的技術(shù)，即衍射時差法超聲檢測技術(shù)。上世紀(jì)七拾年代，由于工業(yè)發(fā)展的需求的不停增多，MauricSilk博士（英國國家無損檢測中心）率先提出了TOFD技術(shù)。在TOFD系統(tǒng)的發(fā)展過程中，計算機(jī)和數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用起到了決定性的作用。初期的常規(guī)超聲檢測使用的都是模擬探傷儀，用橫波斜探頭或縱波直探頭做手動掃查，大多數(shù)狀況采用單探頭檢測，儀器顯示的是A掃波型，掃查的成果不能被記錄，也無法作為永久的參照數(shù)據(jù)保留。自二拾世紀(jì)九拾年代起，模擬儀器開始慢慢演變?yōu)橛捎嬎銠C(jī)控制的數(shù)字儀器，隨即數(shù)字儀器逐漸完善和復(fù)雜化，可以配置探頭陣列，自動掃查裝置，并且可以記錄和保留所有的掃查數(shù)據(jù)用于歸檔和分析。TOFD檢測需要記錄每個檢測位置的完整的未校正的A掃信號，可見TOFD檢測的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一種更先進(jìn)的復(fù)雜的數(shù)字化系統(tǒng)，在接受放大系統(tǒng)、數(shù)字化采樣、信號處理、信息存儲等方面都到達(dá)了較高的水平。TOFD技術(shù)與老式脈沖回波技術(shù)的最重要的兩個區(qū)別在于：A)愈加精確的尺寸測量精度(一般為±1mm，當(dāng)監(jiān)測狀態(tài)為±0.3mm)，且檢測時與缺陷的角度幾乎無關(guān)。尺寸測量是基于衍射信號的傳播時間而不依賴于波幅。B)TOFD技術(shù)不使用簡樸的波幅閾值作為匯報缺陷與否的原則。由于衍射信號的波幅并不依賴于缺陷尺寸，在任何缺陷也許被判不合格之前所有數(shù)據(jù)必須通過度析，因此培訓(xùn)和經(jīng)驗對于TOFD技術(shù)的應(yīng)用是極為基本的規(guī)定。

壓電復(fù)合材料是什么？在上世紀(jì)80年代中期研制出來壓電復(fù)合材料，最早研制出來壓電復(fù)合材料目的是為了提高生物醫(yī)學(xué)中超聲成像辨別力，後來發(fā)現(xiàn)其具有一系列優(yōu)越性能，同樣合用于工業(yè)超聲檢測。壓電復(fù)合材料是壓電陶瓷與高分子聚合物復(fù)合構(gòu)成，所用的高分子聚合物有好幾種，例如硅膠、環(huán)氧樹脂、聚偏二氟乙烯(PDF)等等。換能器用的壓電復(fù)合材料有多種構(gòu)造，圖3.7所示為1-3型復(fù)合構(gòu)造，由一系列定向均布的壓電棒插在環(huán)氧樹脂中構(gòu)成，插在聚合樹脂中的壓電陶瓷具有一維連通性（即朝試件單向振動），而聚合物則具有三維連通性。圖3-8所示為應(yīng)用切割填充法制造壓電復(fù)合材料的過程，先將單體陶瓷切割成骰子塊狀，再注入聚合樹脂，然後切片、打磨、鍍銀、沖壓、極化制成。該種構(gòu)造可用于相控陣探頭、TOFD探頭和高性能常規(guī)脈沖超聲探頭。1、壓電復(fù)合材料的長處用壓電復(fù)合材料制作的探頭有如下長處：（1）發(fā)射和接受性能好，敏捷度高。與壓電陶瓷PZT相比，前者要高數(shù)拾倍到上百倍。（2）機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Q值低，帶寬敞，脈沖短，辨別力高。與壓電陶瓷PZT相比，前者要低幾倍到幾拾倍。（3）機(jī)電耦合系數(shù)值大，聲能/電能的轉(zhuǎn)換效率高。（4）在較大溫度范圍內(nèi)特性穩(wěn)定。（5）可加工形狀復(fù)雜的探頭，僅需簡易的切塊和充填技術(shù)。（6）聲阻抗可以變化，以實現(xiàn)與不一樣聲阻抗的材料匹配。

衍射時差法（TOFD）是廣泛應(yīng)用于焊縫檢測的一種無損檢測技術(shù)，衍射時差法（TOFD）是通過接受缺陷尖端產(chǎn)生的衍射波信號，而不是接受老式超聲波措施中的反射信號來檢測缺陷的。在TOFD技術(shù)中，一對探頭通過掃查器置于焊縫的兩側(cè)，一種探頭發(fā)射超聲波脈沖，另一種探頭接受超聲波脈沖，這樣可以對整個焊縫體積進(jìn)行檢測，以及確定不持續(xù)性的詳細(xì)位置和深度。這種技術(shù)的重要長處是：檢測的可靠性最大；缺陷的測量測量精度高（不小于0.2mm）；檢測速度快；檢測數(shù)據(jù)可以永久保留；可有效檢測缺陷的方向和實現(xiàn)檢測質(zhì)量的最大