TOFD检测工艺解析课件.ppt

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1、TOFD检测工艺中国特种设备检测研究院无损检测技术中心杨齐主要内容一、TOFD工艺编制关键参数二、案例讲解2一、TOFD工艺编制关键参数1、TOFD工艺编制至少应包含的内容①被检工件情况；②检测设备器材；③检测准备：包括确定检测区域、厚度分区及探头设置、扫查方式的选择、扫查面准备等；④表面盲区及其补充检测方法；⑤横向缺陷的补充检测方法（必要时）；⑥检测系统设置和校准；⑦检测；⑧数据分析和解释；⑨缺陷评定与验收。2021/7/2832、关键参数确定①检测区域a）检测区域由其高度和宽度表征。b）若焊缝实际热影响区经过测量并记录，检测区域宽度为两侧实际热影响区各加上6

2、mm的范围。c）若未知焊缝实际热影响区，检测区域宽度为焊缝本身再加上焊缝熔合线两侧各10mm的范围。d）若对已发现缺陷的部位进行复检或已确定的重点部位，检测区域可缩减至相应部位。2021/7/284②厚度分区及PCS的计算（NB/T47013.10-2010)工件厚度mm检测分区数深度范围mm标称频率MHz声束角度（°）晶片直径mm50~10020~2t/57.5~570~603~62t/5~t5~360~456~12100~20030~t/57.5~570~603~6t/5~3t/55~360~456~123t/5~t5~260~456~20200~30040

3、~407.5~570~603~640~2t/55~360~456~122t/5~3t/45~260~456~203t/4~t3~150~4010~202021/7/285实例：工件厚度150mm按照NB/T47013.10标准，分为3个区检测：1、0mm～30mm2、30mm～90mm（22.5mm～90mm）3、90mm～150mm（75mm～150mm）探头中心间距——PCS计算第一分区：7.5MHz3mm探头，70度楔块聚焦点：30*(2/3)=20mm，故PCS=2*tg70*20=110mm第二分区：5MHz6mm探头，60度楔块聚焦点：(90－30)

4、*(2/3)+30=70mm,故PCS=2*tg60*70＝242mm第三分区：3.5MHz9.5mm探头，55度楔块聚焦点：(150－90)*(2/3)+90=130mm,故PCS=2*tg55*130＝371mm2021/7/286探头声场的计算及厚度方向覆盖验证声束覆盖范围计算公式：折射角公式声束半扩散角公式实例（以第二分区为例）：5MHz6mm探头，60度楔块，工件中纵波声速5.95mm/us楔块中纵波声速2.4mm/us2021/7/287计算步骤：（1）由折射角公式计算出楔块中纵波入射角：（2）计算楔块中纵波的声束扩散角：（3)计算楔块中纵波的声束上

5、下边界角：（4）计算钢中纵波的声束上下边界角：2021/7/288厚度方向覆盖验证：根据以上－12dB声束扩散角的计算，采用5MHz6mm探头，60度楔块时，声束下半扩散角为47.22°，上半扩散角为84.0°。第二分区覆盖厚度为：22.5mm～90mm，PCS=242mm在焊缝的中心线上，－12dB声束覆盖深度范围为：经计算，满足厚度方向上深度覆盖的要求。实际工作中，应在对比试块上通过对各深度缺陷的检测效果进行验证。2021/7/289③表面盲区表面盲区是TOFD技术的固有局限性扫查面表面盲区8mm理论上：直通波宽度所反映的厚度试算：若采用5M、ϕ6mm、60

6、度探头对检测壁厚t=40mm工件，直通波周期数为1，则表面盲区高度？PCS=4Kt/3=4*1.732*40/3=92T=1/5=0.2*10-6sV*T=ABC-PCS，得到ABC=93.18mm,则x=7.4mmABC2021/7/2810扫查面表面盲区表面开口缺陷表面盲区高度近表面不开口缺陷表面盲区高度实测值取其中较大值。2021/7/2811对于表面盲区应采取其他有效的检测方法进行补充，如对扫查面和底面可按照JB/T4730.3～4730.6标准进行超声、磁粉、渗透或涡流检测等。如：爬波检测优点：1、受工件表面刻痕、不平整、凹陷、液滴等的干扰较小，有利于

7、检测近表面缺陷。2、易安装于扫查架实现焊缝整体检测缺点：衰减快，检测距离较小2021/7/2812F1F2xy0底面盲区主要是轴偏离盲区4mm3mm2mm1mm椭圆曲线方程为：x2/a2+y2/b2=x2/[(0.5PCS)2+t2]+y2/t2=1试算：若采用5M、ϕ6mm、60度探头对检测壁厚t=40mm工件，X型坡口，底面焊缝宽度20mm，则熔合线处的底面轴偏离盲区高度？PCS=4Kt/3=4*1.732*40/3=92，则a=(462+402)1/2=61,b=t=40,椭圆方程为：x2/612+y2/402=1。将x=10代入得：y=39.5故熔合线处

8、的底面轴偏离盲区高度为4