TOFD工艺计算综合试题资料.doc

盲区计算1、计算表面盲区：若采用5MHz Φ6mm 60º探头对40mm工件进行TOFD扫查，直通波周期为1，则表面盲区高度？解：PCS=2×2/3×K×t =4/3××40=921/f=T=1/5（频率）=0.2×10-6V×T=ABC-PCS即ABC=V×T+PCS将V=5.9×106纵波声速，T=1/5=0.2×10-6代入ABC=5.9×0.2+92=93.18OB=盲区高度为==7.39答：盲区的高度为7.39mm注：如果直通波周期为2，即T=2/f（f为探头标称频率）直通波周期为n时，T=n/f2、计算底面盲区：若采用5MHz Φ6mm 60º探头，板厚40mm，X型坡口，底面焊宽20mm，求熔合线的底面轴偏离盲区？解：使用椭圆公式：式中：x为焊缝宽度的一半 y为待求值 a值= （T板厚） b值=工件厚度PCS=4/3×T×tanθ=4/3×40×tan60=92a=X=焊缝宽度/2=20/2=10b=工件厚度=40将以上值代入 即即则：轴偏离盲区高度为40-39.44=0.56答：熔合线的底面轴偏离盲区高度为0.56mm注：底面盲区通常指轴偏离底面盲区，最大检测区域处通过轴偏离扫查只能减小，并不能消除。

案例：已知条件：1、 探头：10M3mm、7.5M3mm、5M6mm、4M8mm、3.5M12.5mm、4M爬波探头，K1、K2横波斜探头2、 楔块：70度、65度、60度、55度、50度、45度（前沿：10mm，延时：5.0us）3、 工件厚度136mm，对比试块/模拟试块：156mm，钢中纵波声速5.9，材质：CF62，楔块中的声速2.4；4、 仪器的PRF=1000，扩散因子F=0.7，直通波周期1.55、 焊缝宽度40mm，热影响区3mm，要求检出底面高度大于1mm的缺陷工艺卡填写如工艺卡已填写就不要填写了，如空白就按已知条件填入即可空白处多为计算填入，具体如下：1、 检测区域：焊缝宽度+2倍热影响区+标准要求（40+2×3+2×6=58）2、 表面耦合补偿：标准规定4dB3、 扫查方式：非平行扫查4、 因板厚为136mm，按标准要求要分层扫查，分层标准见（标准100-200一栏） 分三层：第一层0~1/5t即0~1/5×136 {0~27.2} 第二层1/5t~3/5t即1/5×136~3/5×136 {27.2~81.6} 第三层3/5t~t即3/5×136~136 {81.6~136}5、 按已知条件选择探头： 第一通道应选择角度大一点：7.5M3mm 70度 第二通道应选择角度比第一层小：5M6mm 60度 第三通道应选择角度比第二层小：4M8mm 55度6、 计算PCS 第一通道：PCS=2×2/3×tan70×27.2=99.6 第二通道：PCS=2×tan60×（2/3×（81.6-27.2）+27.2）=219.8 第三通道：PCS=2×tan55×（2/3×（136-81.6）+81.6）336.67、 -12dB声束扩散角： 第一通道：7.5M3mm 70度 （1）楔块中纵波入射角： （2）楔块中声束扩散角： （3）楔块中纵波声束的上下边界角： （4）计算钢中纵波的声束上下边界角： 第二通道：5M6mm 60度 （1）楔块中纵波入射角： （2）楔块中声束扩散角： （3）楔块中纵波声束的上下边界角： （4）计算钢中纵波的声束上下边界角： 第三通道：4M8mm 55度 （1）楔块中纵波入射角： （2）楔块中声束扩散角： （3）楔块中纵波声束的上下边界角： （4）计算钢中纵波的声束上下边界角： 8、 时间窗口设置： 第一通道时间窗口：不考虑向下覆盖(21.38-24.23) 时间窗口为直通波到达时间~1/5t厚度到达时间 直通波到达时间= ==21.38us 1/5t厚度到达时间 即（厚度=27.2）的时间 = ==24.23us 第二通道时间窗口：向上覆盖25%（42.89-51.4） 时间窗口为厚度到达时间~厚度到达时间 即：20.4厚度到达时间~81.6厚度到达时间 20.4厚度到达时间= ==42.89us 81.6厚度到达时间= ==51.40us 第三通道时间窗口：向上覆盖25%（66.53-78.84） 时间窗口为厚度到达时间~t厚度到达时间 即：68厚度到达时间~136厚度到达时间 68厚度到达时间= ==66.53us 136厚度（底波）到达时间=+0.5 ==78.84us9、 灵敏度设置: 第一通道：选择根据第一通道厚度分区厚度0-27.2范围找对比试块上12.5mm和25mm深度侧孔，将其中较弱衍射波波幅设置为满屏的40%~80% 第二通道：选择根据第二通道厚度分区厚度27.2-81.6范围找对比试块上37.5mm和75mm深度侧孔，将其中较弱衍射波波幅设置为满屏的40%~80% 第三通道：选择根据第三通道厚度分区厚度27.2-81.6范围找对比试块上87.5mm和125mm深度侧孔，将其中较弱衍射波波幅设置为满屏的40%~80%10、 深度校准： 第一通道：找到对比试块上25mm深度侧孔，误差小于1.36mm（工件厚度1%） 第二通道：找到对比试块上75mm深度侧孔，误差小于1.36mm（工件厚度1%） 第三通道：找到对比试块上125mm深度侧孔，误差小于1.36mm（工件厚度1%）11、 扫查增量：一般填入1mm或0.5mm12、 平均处理次数：（一般告知）13、 扫查速度=仪器的PRF×扫查增量÷平均次数 =1000×1÷2=500mm/s14、 位置传感器校准：移动距离多少都可以 但误差<所填入距离数值的1%即可15、 底面盲区（计算）： 使用椭圆公式：式中：x为检测区域宽度的一半 y为待求值 a值= （T板厚） b值=工件厚度 数据已知：第三通道PCS3=336.6工件厚度=136a=X=扫查检测宽度/2=58/2=29 将以上值代入 即即则：盲区高度为136-134.77=1.2316、 是否需要偏置非平行扫查？ 要根据已知条件（因有“要求检出底面高度大于1mm的缺陷”条件），才要看计算数值是否大于（或小于）已知值。

如大于，则要进行偏置；如小于，则不要偏置 一、因：计算值为1.23,大于已知值1，所以要进行偏置非平行扫查， 二、偏置检测通道：第三通道 三、偏置量：检测区域宽度的值=58×=14.5mm 四、偏置扫查次数：焊缝两侧各1次 五、偏置底面盲区： 根据 a值为 b值为工件厚度 X为：检测区域宽度/2+偏置量 y为：要求出偏置后底面盲区高度 将已知数值： a==216.38 b=136 x=29－14.5-14.5 代入： y=135.18 则：偏置后的底面盲区高度为=136-135.18=0.82mm17、 打磨宽度：焊缝每侧最小为PCS（第三层）+探头前沿+偏置量 =+10+14.5=217mm18、 扫查面盲区：第一通道PCS=99.6mm1/f=T=1/7.5（频率）×1.5(周期）=0.2×10-6V×T=ABC-PCS即ABC=V×T+PCS已知：PCS=99.6 V=5.9 T=0.2×10-6 代入 式中ABC=5.9×0.2+99.6=100.78OB=盲区高度为==7.68答：盲区的高度为7.68mm。