Time-of-Flight Diffraction [TοFD]
Η διάθλαση χρόνου πτήσης [Time-of-Flight Diffraction – TοFD] είναι μια τεχνική υπερήχων που μετρά τον χρόνο που χρειάζεται για να «πετάξει» ένας παλμός από έναν πομπό σε έναν δέκτη. Χρησιμοποιούνται αποκλίνουσες δέσμες και είναι απαραίτητο να σαρωθεί το ζεύγος ανιχνευτών ToFD πάνω από το ελάττωμα για να λειτουργήσει σωστά η τεχνική. Αυτό που διακρίνει την τεχνική από μια τυπική διαμόρφωση pitch-catch είναι το D που σημαίνει περίθλαση. Η τεχνική βασίζεται στην ανίχνευση του διαθλασμένου ηχητικού σήματος που δημιουργείται τόσο από το πάνω όσο και από το κάτω άκρο ενός επίπεδου ελαττώματος. Ο χρόνος άφιξης των σημάτων από τα άκρα ελαττώματος μετράται σε σχέση με τον χρόνο πυροδότησης του ανιχνευτή. Η μέτρηση του χρόνου μπορεί να γίνει με μεγάλη ακρίβεια. Ο συνδυασμός αυτής της ακρίβειας και του γεγονότος ότι η πηγή διασποράς είναι το άκρο του ελαττώματος αποτελεί τη βάση μιας τεχνικής μέτρησης μεγέθους υψηλής ακρίβειας.
Ο επιθεωρητής χρησιμοποιεί ένα ζεύγος ανιχνευτών υπερήχων, τοποθετώντας τους σε αντίθετες πλευρές μιας άρθρωσης συγκόλλησης ή γενικά στην περιοχή που πρόκειται να δοκιμαστεί. Ένας πομπός εκπέμπει έναν υπερηχητικό παλμό που λαμβάνεται από τον ανιχνευτή-δέκτη στην αντίθετη πλευρά. Σε ένα άθικτο τμήμα, τα σήματα που λαμβάνονται από τον ανιχνευτή του δέκτη προέρχονται από δύο κύματα: ένα που ταξιδεύει κατά μήκος της επιφάνειας (πλευρικό κύμα) και ένα που ανακλάται από το μακρινό τοίχωμα (αντανάκλαση πίσω τοιχώματος). Όταν υπάρχει μια ασυνέχεια όπως μια ρωγμή, προκύπτει περίθλαση του υπερηχητικού κύματος ήχου από το πάνω και κάτω άκρο της ρωγμής. Χρησιμοποιώντας τον μετρούμενο χρόνο πτήσης του παλμού, το βάθος των άκρων ρωγμών μπορεί να υπολογιστεί αυτόματα με χρήση της τριγωνομετρίας. Αυτή η μέθοδος είναι ακόμη πιο αξιόπιστη από τις παραδοσιακές μεθόδους ραδιογραφίας, UT παλμικής ηχούς και τις αυτοματοποιημένες μεθόδους δοκιμής συγκόλλησης UT.
Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα του ToFD που περιλαμβάνουν αλλά δεν περιορίζονται σε:
- Ταχύτητα ανίχνευσης ασυνεχειών
- Ακριβής τοποθέτηση και διαστασιολόγηση των ασυνεχειών
- Η αναπαραγωγιμότητα και η ακρίβεια είναι αποδεδειγμένη <0,5 mm
- Μόνιμες ψηφιακές εγγραφές με γραφικά και εικόνες
- Η ανίχνευση είναι ανεξάρτητη από τον τύπο και τον προσανατολισμό των ασυνεχειών
- Συνεπή αποτελέσματα μεταξύ προ και μετα-θερμικής επεξεργασίας
- Ακριβής μέθοδος για τη μέτρηση της αύξησης των ασυνεχειών
- Υψηλότερη πιθανότητα ανίχνευσης σε συνδυασμό με άλλες τεχνικές UT
- Τα δεδομένα συλλέγονται σε μορφή σάρωσης B ή D-scan για τη βελτίωση της ανίχνευσης των ασυνεχειών
- Μπορούν να ανιχνευθούν επίπεδες ασυνέχειες, οι οποίες δεν είναι κάθετες στις μετρούμενες επιφάνειες
- Υψηλότερο POD που σημαίνει βελτίωση της μείωσης του κινδύνου και του υπολογισμού
- Δεν γίνεται εκκένωση περιοχών κατά τη λειτουργία γιατί δεν χρησιμοποιείται ακτινοβολία
- Τα αποτελέσματα των επιθεωρήσεων είναι άμεσα διαθέσιμα
Τα μειονεκτήματα της μεθόδου ToFD που έχουν βρεθεί μέχρι στιγμής αναφέρονται παρακάτω:
- Η εμπειρία του επιθεωρητή είναι σημαντική για τη σωστή ρύθμιση του επιπέδου ευαισθησίας προκειμένου να αξιολογηθούν οι εικόνες.
- Υπάρχει μια “νεκρή” ζώνη για τον εντοπισμό ελαττωμάτων κάτω από την επιφάνεια, κάτι που μπορεί να αντισταθμιστεί με Δοκιμή Μαγνητικών Σωματιδίων.
- Υπάρχει μια απαίτηση ελάχιστου πάχους αντικειμένου δοκιμής.
Το Time of Flight Diffraction, είναι μια από τις πιο υποσχόμενες τεχνικές υπερήχων για την εξέταση συγκολλήσεων σε δοχεία πίεσης αντί για ραδιογραφία, για την εξέταση της ποιότητας συγκόλλησης σωλήνων ή την ανίχνευση ρωγμών και διάβρωση της συγκόλλησης. Παρά ορισμένα προβλήματα σχετικά με τη σχεδίαση της σάρωσης και τον δύσκολο χαρακτηρισμό των επικαλυπτόμενων ενδείξεων, τα πλεονεκτήματα του ToFD το καθιστούν χρήσιμο εργαλείο για την επιθεώρηση των μηχανών χύτευσης. Στο ToFD η ευαισθησία του οργάνου πρέπει να είναι πολύ υψηλή – το οποίο παράγει μια υψηλή ηχώ στο πίσω τοίχωμα – κάνοντας το μέθοδος ακατάλληλη για χονδρόκοκκα υλικά/συγκόλληση π.χ. ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας και ωστενιτικά υπερκράματα με βάση το νικέλιο-χρώμιο.
Οι υπηρεσίες Newtron ToFD μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αξιολόγηση ενός ευρέος φάσματος περιουσιακών στοιχείων σε βιομηχανίες πετροχημικών, διύλισης πετρελαίου και παραγωγής ενέργειας, υπεράκτιων και θαλάσσιων βιομηχανιών, μεταποιητικές βιομηχανίες, αμυντική βιομηχανία και επιθεώρηση γεφυρών.
International Organization for Standardization (ISO)
ISO 10863 Non–destructive testing of welds ultrasonic testing use of time of flight diffraction technique [TοFD] (2011)
ISO/DIS 10863:11, Welding – Use of time-of-flight diffraction technique [TοFD] for examination of welds
ISO 15626 Non-destructive testing of welds — time-of-flight diffraction technique [TοFD] — acceptance levels (2018)
ISO 16828 Non-destructive testing — ultrasonic testing — time-of-flight diffraction technique as a method for detection and sizing of discontinuities (2012)
ISO/WD TS 24399 Thermoplastic pipes for the conveyance of fluids — inspection of polyethylene butt fusion joints using time of flight diffraction testing [under development]
ISO 20890-1 Guidelines for in-service inspections for primary coolant circuit components of light water reactors — part 1 mechanized ultrasonic testing (2020)
European Committee for Standardization (CEN)
EN 583-6, Non-destructive testing – Ultrasonic examination – Part 6: Time-of-flight diffraction technique as a method for detection and sizing of discontinuities
EN 15617, Non-destructive testing of welds – Time-of-flight diffraction technique [TοFD] – Acceptance levels
American Society of Mechanical Engineers (ASME)
ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section V
Αυτές οι πληροφορίες είναι μια συλλογή από αναφορές. Ενώ καταβάλαμε κάθε προσπάθεια για να διασφαλίσουμε ότι οι πληροφορίες σε αυτόν τον ιστότοπο ενημερώνονται, η Newtron Technologies δεν ευθύνεται για τυχόν σφάλματα ή παραλείψεις ή για τα αποτελέσματα που προκύπτουν από τη χρήση αυτών των πληροφοριών. Δεν εγγυάται ότι το περιεχόμενο είναι πλήρες, σωστό, τρέχον ή ενημερωμένο και μπορεί να αλλάξει χωρίς προηγούμενη ειδοποίηση.