TOFD工艺标准计算综合试题

1、!-盲区计算1、计算表面盲区：若采用 5MHz C6mm 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=2X 2/3 X K X t =4/3 X tan 60 X 40=921/f=T=1/5 (频率)=0.2 X 10-6V X T=ABC-PCS 即 ABC=V X T+PCS将 V=5.9 X 106 纵波声速，T=1/5=0.2 X 10-6 代入ABC=5.9 X 0.2+92=93.18OB=盲区高度为 J(BC)2 (PCS)2 =)(9318)2 (92)2=7.39 2 2 2 2答：盲区的高度为7.39mm注：如果直通波周期为2,即

2、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5MHz6mm 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?2 2解：使用椭圆公式：仔与1a b式中：x为焊缝宽度的一半y为待求值a值彳号T2 （T板厚）b值二工件厚度PCS=4/3Xrxtan 0=4/3 X0Xtan60=92a=(PF)2 T2(Y)2 40261X=焊缝宽度/2=20/2=10b=工件厚度=402 2 2 2 将以上值代入a2 *1即器4?12402 (612 102)前y 一即y严(612 102)39.44612则：轴偏离盲区高度为40-39.4

3、4=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1.5 5、焊缝宽度40mm，热影响区3mm，要求检

4、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+2X3+2X6=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01/5t 即 01/5 X136 027.2第二层1/5t3/5t 即 1/5 X363/5 X136 27.281.6第三层3/5tt 即 3/5 X36136 81.61365、按已知条件选择探头:第一通道应选择角度大一点：7.5M3

5、mm 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:P CS=2<2/3 Xan70X27.2=99.6第二通道:P CS=2<tan60X (2/3 X(81.6-27.2 ) +27.2 ) =219.8第三通道:P CS=2<tan55X (2/3 X( 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:sin p1 sin70 2.4/5.90.382 p1 22.47(2)楔块中声束扩散角:sin p1

6、0.7 2.4/(7.5 3)0.074 p2 4.28(3)楔块中纵波声束的上下边界角:pz22.47 4.28 26.75P下122.47-4.28 18.19(4)计算钢中纵波的声束上下边界角:sin l上 1 sin 26.75 5.9/2.4 1.106l上1 90sin sin18.195.9/2.4 0.767l下2 50.1第二通道：5M6mm 60度(1 )楔块中纵波入射角：sin p2 sin60 2.4/5.9 0.352p220.62(2)楔块中声束扩散角：sin p2 0.72.4/(5 6)0.056P23.21(3)楔块中纵波声束的上下边界角:p上220.62 3

7、.2123.83P下220.62-3.2117.41(4)计算钢中纵波的声束上下边界角:sin I上2 sin 23.83 5.9/ 2.40.993l 上 283.32sin I下2 sin 17.41 5.9/ 2.40.735i 下247.35第三通道：4M8mm 55度(1 )楔块中纵波入射角：sinp3 sin 552.4/5.90.333p319.46(2 )楔块中声束扩散角：sinp3 0.72.4/(4 8)0.0525P33.00(3)楔块中纵波声束的上下边界角:p 上319.46 3.0022.46P下319.46-3.00 16.46(4)计算钢中纵波的声束上下边界角:s

8、in l上3sin 22.46 5.9/2.4 0.939l 上 369.91sin 吓3 sin 16.46 5.9/2.40.696l 下344.158、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=竺 楔块对总延时-0.5C99 6 =99 5 0.5=21.38us5.91/5t厚度到达时间即(厚度二1 136 27.2)的时间5=2骨D2楔块对总延时C忤 27-22 5=24.23us5.9第二通道时间窗口时间窗口为即:向上覆盖 25%( 42.89-51.4)(1 1) 1t厚度到达时间勻厚度到

9、达时间 45520.4厚度到达时间-81.6厚度到达时间20.4厚度到达时间=坐匕楔块对总延时C2 件）2 20.42=2 5 =42.89us5.9f pcs2 22（-C-2）2 D281.6厚度到达时间 = 2 楔块对总延时C219.8 222（-）81.62 5=51.40us5.9第三通道时间窗口：向上覆盖25% (66.53-78.84 )时间窗口为3t - (3t 1t)厚度到达时间t厚度到达时间5455即：68厚度到达时间-136厚度到达时间P2268厚度到达时间=楔块对总延时2浮2 682 5=66.53us5.9136厚度（底波）到达时间=2J（pC d2-楔块对总延时+0

10、.52警）2 13625.95 o.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%第二通道: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

11、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PR"扫查增量一平均次数=1000 X 1 * 2=500mm/s14、位置传感器校准：移动距离多少都可以但误差V所填入距离数值的1%卩可15、底面盲区（计算）：使用椭圆公式:2 2a*1式中：x为检测区域宽度的一半y为待求值a值=（于2（T板厚）b值二工件厚度数据已知:第三通道PCS3=336.6 工件厚度=136 叭

12、学 t2 涪）2 1362 216.38X=扫查检测宽度/2=58/2=292 2 2 2将以上值代入字白1即越頑总1y2 1362 （2豐22 "）即 y 严算空 134.77216.382216.382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，、偏置检测通道：第三通道偏置量：检测区域宽度的四、偏置扫查次数：焊缝两侧各-值=58 X - =14.5mm441次五、偏置底面盲区:a值为第三层PCS）2 （实际工件厚度）2b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:a336)2 1362 =216.38 b=136 x=29 - 14.5-14.5y=135.18贝y：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 2pcs （第三层）+探头前沿+偏置量= 336.6+1