超声TOFD检测技术（全称Time of F1ight Diffraction超声衍射时差技术）是一种利用缺陷端部产生的衍射信号的时间差来对缺陷进行定位和定量的无损检测方法。正是由于TOFD检测的这种原理，使得其在对厚壁部件的检测方面有着巨大的优势。TOFD检测技术具有检出率高、检测速度快、精度高、定位准确等优点，而且极易实现自动化，是当前国内外超声波检测领域研究的热点。本项目研究的整体思路是：采用常规检测技术与TOFD检测技术相结合的方式展开研究。借鉴常规检测方法的优点，并针对其不足之处，充分利用TOFD纵波检测的特点，通过选择适宜的探头、楔块等，研究在厚壁及粗晶材料上进行检测的适用性及对缺陷尺寸的精确测量。充分利用电站带自然裂纹缺陷的实物和模拟试块，采用不同检测工艺分别进行试验测试，通过总结分析，实现预期的技术指标。经项目研究确定的检测工艺经过多次现场应用，证明能够满足对电站厚壁部件进行现场检测的需要。应用该工艺对多个电厂的厚壁部件进行了检测试验，实验结果表面该检测工艺可操作性强，适合现场进一步推广应用。本文的主要内容包括以下四部分：1.简要介绍本项目的概述、超声TOFD检测的原理、扫描方式与图像的形成。2.分析了厚壁部件中缺陷性质、方向、位置对部件安全的影响，不同厚度处缺陷检测方法的选择和常规脉冲反射法超声检测厚壁部件存在的问题。随后给出TOFD检测典型图谱分析。3.设计加工含各种缺陷的厚壁缺陷模拟试块。采用常规超声波法及TOFD检测方法对上述试块和含实际裂纹缺陷的发电机护环分别进行检测。制定多种工艺对不同缺陷的检测灵敏度进行试验，分析不同工艺参数下缺陷检测的灵敏度，以确定最佳检测工艺，在实际应用中进一步优化工艺参数。通过理论分析与试验研究，发现当检测厚壁部件中下部缺陷时，选择20°的探头楔块能有效降低超声波的衰减、提高信噪比。4.超声TOFD检测盲区研究，主要包括：近表面和底面盲区的理论计算及理论解决方法。通过设计试块验证上述盲区理论。TOFD检测与其他无损检测相结合以达到减小甚至消除盲区的目的。