盲区计算
1、计算表面盲区：若采用 5MHz①6mm 60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=92 1/f=T=1/5 （频率）=0.2X 10'6
B
________________________ V X T=ABC-PCS 即 ABC=V X T+PCS
将 V=5.9X 106纵波声速，T=1/5=0.2 X 1O6 代入
ABC=5.9X 0.2+92=93.18
ABC 2 / PCS 2 93.18 2 /92 2 OB=目区咼度为?（\\ 2 2 ------- \\ 2 2）（
——）=■ （ ---- ） （一）=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/f
2、计算底面盲若米用5MHz①6mm 60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
4/
解：使用椭圆公式：令吿1
a b
式中：x为焊缝宽度的一半
y为待求值
a 值=「（PCS）2 T2
（T 板厚）
\\ 2 b值=工件厚度
PCS=4/3 X T X tan 0=4/3 X 40X tan60=92
'/PCS、2
92
402
61
叭（丁）T
X=焊缝宽度/2=20/2=10 b=工件厚度=40
2
将以上值代入笃
a
2
则：轴偏离盲区高度y 为40-39.44=0.56 b2
)402 (612 102答：熔合线的底面轴偏离盲区高度为 0.56mm 39.44 2 40 (61 10 )匸
2y 2 即y 61 2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。 61
2 2
2
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： 5.0u9
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 X 3+2 X 6=58) 2、 表面耦合补偿：标准规定 4dB 3 、 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 X 136 {0~27.2} 第二层 1/5t~3/5t 即 1/5 X
136~3/5 X 136 {27.2~81.6} 第三层 3/5t~t 即 3/5X 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=2X 2/3 X tan70X 27.2=99.6
第二通道： PCS=2X tan60X( 2/3 X( 81.6-27.2) +27.2) =219.8 第三通道： PCS=2X tan55X( 2/3 X( 136-81.6) +81.6) 336.6
7、 -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 2.4/5.9 0.382 p1 22.47
2)楔块中声束扩散角：
sin P1 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：
22.47 4.28 26.75
PT1
22.47-4.28 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 1.106
i 上 1
90
sin 吓1
sin 18.19
5.9/2.4 0.767
l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
0.352
2) 楔块中声束扩散角：
sin p2 0.7
2.4/(5 6) 0.056
3) 楔块中纵波声束的上下边界角：
p上2
20.62 3.21 23.83 P下2
20.62-3.21
17.41
4)计算钢中纵波的声束上下边界角：
sin |上2
sin 23.83 5.9/2.4
0.993 83.32 sin |下2 sin 17.41 5.9/2.4
0.735
47.35
第三通道： 4M8mm 55 度
1) 楔块中纵波入射角： sin P3 sin55
2.4/5.9 0.333
2) 楔块中声束扩散角： sin
P3
0.7 2.4/(4 8)
0.0525
3) 楔块中纵波声束的上下边界角：
p 上3 19.46 3.00 22.46 P 下3
19.46-3.00
16.46
4)计算钢中纵波的声束上下边界角：
sin i上3
sin 22.46 5.9/2.4 0.939
69.91
P2
20.62 P2
3.21
P3
19.46 P3
3.00
sin I下3 sin 16.46 5.9/2.4 0.696
I下3
44.15
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=空 楔块对总延时-0.5
C
=99.6 5 0.5 =21.38us
5.9
1/5t厚度到达时间 即（厚度=丄136 27.2）的时间
5
PCS1 2 2( 21)2 D2
-
I
2
c
楔块对总延时
99.6 2
(——)2 27.22 丄
5.9
2
5=24.23us
第二通道时间窗口 ：向上覆盖25% （42.89-51.4
时间窗口为（1丄）h厚度到达时间?3 4 51厚度到达时间
4
5
5
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=勺?楔块对总延时 C
20.42
5=42.89us
（
(219?8)2
-
5.9
81.6厚度到达时间=- ——2
时
2 ：（^2^）2 D2
楔块对总延
(219?8)2 81.62
5.9
-
5=51.40us
第三通道时间窗口：向上覆盖 25%（66.53-78.84
时间窗口为3t 1 （3t」t）厚度到达时间?t厚度到达时间
5
4
5
5
TOFD工艺计算综合试题
