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TOFD 检测技术在市政桥梁检测领域的应用
李 佳
（北京环安工程检测有限责任公司，北京 100020）
［摘 要 ］ 通过论述超声波衍射时差法（TOFD）在市政钢结构桥梁检测中的应用，对TOFD检测和射线
检测结果进行对照，探讨TOFD结合爬波、表面波或者磁粉综合检测取代射线检测的可能性。以工程实例分
析射线检测和TOFD检测成本的差异，并以实际现场检测情况对处理TOFD检测盲区的方法选择给予合理的
推荐。以此解决城市中钢结构桥梁射线检测的弊端，进而提高检测效率，节约成本，还能避免对周围环境
的干扰。
［关键词 ］ TOFD；市政桥梁；无损检测；取代射线检测；节约成本；表面盲区
［中图分类号］ TU 74 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 1001 -523X （2023 ）07-0123 -03
APPLICATION OF TOFD DETECTION TECHNOLOGY IN THE
FIELD OF MUNICIPAL BRIDGE DETECTION
Li Jia
［Abstract ］ This paper mainly discusses the application of ultrasonic diffraction time difference method
（TOFD） in the detection of municipal steel structure bridges, The results of TOFD detection and radiographic
detection were compared to explore the possibility of TOFD combined with creeping wave, surface wave or
magnetic particle comprehensive detection to replace radiographic detection. The difference between the cost of ray
detection and TOFD detection is analyzed by engineering examples, and the method of dealing with the blind area
of TOFD detection is according to the actual field detection situation. In this way, the disadvantages of radiographic
testing of steel structure bridges in cities can be solved, thereby improving detection efficiency, saving costs, and
avoiding interference with the surrounding environment.
［Keywords ］ TOFD; municipal bridges; nondestructive testing; replace radiographic testing; cost savings;
surface blind area
随着交通行业的不断发展，钢结构桥梁被越来
越多地应用在公路领域，尤其在城市道路跨越既有高
速公路、大跨度高速公路穿越峡谷等场景。根据现行
JTG/T 3650— 2020要求，钢桥主要全熔透焊缝均需射
线检测，射线检测成本较高，对检测人员及其周围环
境影响较大，并且检测部位容易受到钢桥肋板的影
响，增加了焊缝质量缺陷的风险。而TOFD检测具有
实时成像、快速分析、检测不受缺陷方向影响、缺陷
检出率高、缺陷高度测量精确等优点。
1 TOFD检测技术
1.1 TOFD检测技术的原理
衍射时差法是用缺陷端点的衍射信号来定量检测
焊缝内部缺陷的一种超声波检测方法，通常情况下，
采用纵波斜探头，多为一发一收模式，TOFD检测一
般在焊缝双侧布置所需探头，接收探头首先接收到的
信号为直通波，最后接收到的信号为底面反射波。如
有缺陷存在，根据惠更斯- 菲涅尔原理，缺陷端点处
会发出衍射波，又因为声程与传播时间成正比，缺陷
的衍射波必然在直通波和底面反射波之间，但要排除
底面和缺陷部位因为波形转换即横波的影响，横波的
声速小于纵波，变形横波一般迟于底面反射波。
1.2 钢桥TOFD检测的扫查形式
在钢桥检测领域，常见的TOFD扫查方式有平行
扫查、非平行扫查、偏置非平行扫查。出于不同的检
测目的可以选择不用的扫查方式，作为初始的检测方
式（粗扫）一般为非平行扫查。当粗扫发现缺陷需要
提高检测范围、增加灵敏度时采用偏置非平行扫查，
此种扫查方式可以发现缺陷更多信息、减少表面盲
区，一般对近表面缺陷检测时常用。平行扫查一般是
针对一些难以推断性质的缺陷进行的，可以通过准确
测量缺陷的高度、缺陷位置等形式确定此处焊缝是否
需要返修处理。
1.3 TOFD检测对于缺陷高度的测量
TOFD检测的另一个优势是可以精确测量缺陷的
深度，对于承受动荷载的市政钢结构桥梁来说，桥梁
的安全不仅仅与焊缝中的缺陷长度息息相关，更多时
收稿日期 ：2023–02–17
作者简介 ：李佳（1992—），男，辽宁朝阳人，主要研究方向为桥
梁检测技术。
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候缺陷的深度对钢桥的影响更大。TOFD检测相对于
传统的超声波检测或者射线检测优势就在于此。假定
收发探头间距为2S，待测缺陷深度为d1 ，缺陷离焊
缝中心线距离为x ，根据几何关系有：
声程 =c（ T–2 t0）=[ d12+（ S+x） 2]1/2+[d12+（ S–x） 2]1/2
（1）
式中： c为钢中声速（一般为5 90 0 m /s）； T为超
声波传播的总时间； t0为超声波在探头中传播时间。
2 钢桥射线检测与TOFD检测对比
2.1 TOFD检
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