TOFD (Uçuş Zamanı Difraksiyon)

TOFD (Time of Flight Diffraction — Uçuş Zamanı Difraksiyonu), bir süreksizliğin uç noktalarından yayılan kırınım (difraksiyon) dalgalarının uçuş süresini ölçerek kusurun konumunu ve boyutunu belirleyen gelişmiş bir ultrasonik muayene yöntemidir. Geleneksel darbe-yankı (pulse-echo) tekniklerinden farklı olarak TOFD, yansıyan sinyalin genliğine (amplitüd) değil, ses dalgasının kaynaktan alıcıya ulaşma süresine dayanır. Kaynak dikişinin iki yanına karşılıklı yerleştirilen bir verici ve bir alıcı prob (pitch-catch düzeni), muayene bölgesine açılı boyuna dalga (longitudinal) demeti gönderir. Bir çatlağın üst ve alt uçları, üzerlerine gelen enerjiyi her yöne saçan ikincil kaynaklar gibi davranır; bu kırınım sinyallerinin varış süreleri, kusurun yüzeyden derinliğinin ve dikey uzanımının doğrudan hesaplanmasını sağlar. Genlik değişimlerine bağımlı olmadığı için yöntem, kusurun yönelimine büyük ölçüde duyarsızdır ve boyutlandırmada yüksek tekrarlanabilirlik sunar.

Muayene sırasında alıcı probun kaydettiği sinyaller belirli bir zaman sırasıyla dizilir. En hızlı ulaşan sinyal, parça yüzeyi boyunca ilerleyen yanal dalgadır (lateral wave); en geç ulaşan ise arka duvardan (backwall) yansıyan sinyaldir. Bu iki referans arasında görünen her difraksiyon sinyali, malzeme içindeki bir süreksizliğe işaret eder. Üst uç ve alt uç sinyalleri arasındaki faz farkı, kusurun üst mü yoksa alt kenarı mı olduğunun ayırt edilmesine yardımcı olur. Toplanan A-tarama verileri, prob çifti kaynak boyunca ilerledikçe yan yana dizilerek gri tonlamalı bir D-tarama (D-scan) görüntüsü oluşturur; bu görüntü, kaynak boyunca kusurların yerini ve derinliğini tek bir kesitte gösterir ve arşivlenebilir kalıcı bir kayıt sağlar.

Ekipman olarak TOFD; yüksek sönümlemeli açılı boyuna dalga probları, uygun kama (wedge) açıları, dijital veri toplama cihazı ve tarama pozisyonunu hassas ölçen bir konum kodlayıcıdan (enkoder) oluşur. Prob merkezleri arası mesafe (PCS — Probe Centre Spacing), demetlerin kesişim noktasının incelenen kalınlık aralığını kapsayacak biçimde geometrik olarak hesaplanır. Kalın parçalarda tek bir tarama tüm kalınlığı örtemeyebileceğinden farklı derinlik bölgeleri için birden fazla prob çifti veya çoklu tarama düzeni (multi-zone) kullanılır. Sistem, taramadan önce uygun bir referans/kalibrasyon bloğu üzerinde zaman ekseni ve derinlik açısından ayarlanır.

Yöntemin en güçlü yönü, düşey uzanımlı ve yüzeye dik kusurları — özellikle kaynak kaynaklanmaması (lack of fusion), çatlaklar ve nüfuziyet eksiklikleri — güvenilir biçimde tespit ve boyutlandırmasıdır; uygun koşullarda dikey boyutlandırma doğruluğu milimetre mertebesindedir. Bu nedenle kaynak dikişlerinin imalat muayenesinde ve özellikle basınçlı ekipmanlarda çatlak büyümesinin periyodik izlenmesinde (hasarsız ömür değerlendirmesi) tercih edilir. Buna karşın parça yüzeyine yakın bölgede yanal dalganın oluşturduğu bir ölü bölge (dead zone) bulunur; bu sınırlama, karşılıklı tarama, farklı PCS değerleri veya faz dizili ultrasonik (PAUT) ile tamamlayıcı biçimde birlikte uygulanarak aşılır. Radyografiye kıyasla iyonlaştırıcı radyasyon içermemesi, saha güvenliğini ve vardiya sürekliliğini önemli ölçüde artırır.

Değerlendirme aşamasında elde edilen difraksiyon sinyalleri, sinyal yüksekliği yerine derinlik ve uzunluk esasına göre ölçülür; kusur boyutları ilgili kabul standardındaki (örneğin TS EN ISO 15626) kabul seviyeleriyle karşılaştırılarak kabul/ret kararı verilir. Muayene raporunda tarama görüntüleri, kusur konum-derinlik-boyut değerleri, ekipman ve kalibrasyon parametreleri ile uygulanan standartlar kayıt altına alınır. TÜV AUSTRIA SILA KALİTE, TOFD muayene hizmetini TS EN ISO/IEC 17020 kapsamında akredite bir muayene kuruluşu olarak, ISO 9712 seviyesinde sertifikalı personeliyle bağımsız ve izlenebilir biçimde yürütür; böylece müşteriye yalnızca bir tespit değil, hukuken ve teknik olarak savunulabilir bir uygunluk değerlendirmesi sunulur.