60mmTOFD工艺卡(修改10-21)

委托单位：***** 单位内编号/设备代码：******
检测
区域
与探
头布
置图
辅助
检测
说明
1、外表面进行100%磁粉检测，内表面可疑部位磁粉检测。

2、对于发现的内部可疑部位按照JB/T4730.3进行超声检测复验。

编制: *** 日期:*** 审核: *** 日期:***
工艺卡说明
序号参数编制说明
1 被检工件按实际情况填写，其中焊缝宽度需实际测量值
试块选择对比试块、模拟试块厚度应为工件厚度的0.9～1.3倍且最大厚度差不大于25mm。

对比试块、模拟试块中应满足JB4730.10标准规定。

若工件为60mm，则对比、模拟试块厚度为54～78mm之间均可。

本工艺卡选用与工件壁厚相同（60mm）的对比试块****和模拟试块****。

对比试块用于灵敏度设置及深度校准（时间窗口设置），模拟试块用于工艺验证。

2 灵敏度设置因被检工件壁厚大于50mm，故采用对比试块进行灵敏度设置。

设置方法：将某一分层内较弱的衍射信号波
幅设置为满屏高的40%～80%，并在被检工件表面扫查时进行表面耦合补偿（4 dB或适当值）。

3 扫查增量根据JB/T 4730.10标准中9.3.2条规定，厚度为60的工件，最大扫查增量≤1mm，本工艺选取0.5mm。

4 扫查速度根据JB/T 4730.10标准中10.2条规定进行计算。

V max=PRF·ΔX /N=500×0.5/2=12
5 mm/s。

5 检测区域
根据4730标准“8.1.1.2.1 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6mm的范围”。

根据PQR，该焊缝的实际热影响
区小于等于焊缝熔合线外4mm，故检测区域为焊缝熔
合线两侧各10mm的区域。

6 深度校准
采用对比试块进行校准，使试块中的侧孔实际深度与显示对应，深度校准应保证深度测量误差不大于工件厚度的1％或0.5mm （取较大值）。

7 位置传感器校准 使扫查装置移动一定距离时对检测设备所显示的位移与实际位移进行比较，其误差应小于1％。

8
盲区
扫查面盲区：按直通宽度2周期计算结果为8.4mm 。

底面盲区：在距离焊缝中心线30mm 位置底面盲区计算结果为2.6mm ， 公式如下：示意图如右所示。

式中：△h 为轴偏离底面盲区，H 为工件厚度，x 为轴偏离值，s=1/2(PCS)
进行偏置扫查后，当偏置量为20mm 时，通过计算，距离焊缝中心30mm 位置处的底面盲区为0.3mm.
9
打磨宽度
焊缝每侧最小打磨宽度为118mm （1/2PCS(166)+偏置20mm+探头后部区域15mm=118mm ），应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他杂质。

10 扫查面准备 检测表面应平整，其表面粗糙度Ra 值不低于6.3um ，一般应进行打磨。

如果焊缝表面有咬边、较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨，并作圆滑过渡以免影响检测结果的评定。

11
探头中心间距
厚度分区为：第一区0-2/5t ，即0-24mm ；第二区24-60mm ，由此，第一区声速聚焦点为2/3*24=16mm ，则PCS1=2*16*tan70=88mm;第二区声束交点深度为2/3*(60-24)+24mm=48mm ，故PCS=2*48*tg60=166mm 。

12 楔块延迟 声束在楔块中的传播时间，此工艺指两楔块的总延迟时间。

按照作业指导书规定的方法进行实测。

13 楔块前沿 声束入射点至探头前端的距离。

此工艺为单个楔块前沿值。

按照作业指导书规定的方法进行实测。

14
-12dB 声束扩散角
与主声相差12dB 的上、下声束角度，按照标准应按作业指导书规定的方法进行实际测量。

此处为理论计算值。

15
时间窗口设置
最上分区的时间窗口的起始位置设置为直通波到达接收探头前0.5μs 以上，最下分区的时间窗口的终止位置设置为底面反射波到达接收探头后0.5μs 以上；本工艺的覆盖方法为：第二区向上单向覆盖第一区厚度的25％，即第二区时间窗口覆盖的厚度范围为：18-60mm ，通过计算，本工艺时间窗口设置见工艺卡。

16
偏置量
经验取值后(一般取焊缝覆盖范围的1/4)，试算判断是否可行。

一：计算说明：
1、仪器：独立四通道TOFD 检测仪（仪器脉冲重复频率为2000）
2、一般规定：声压下降12dB 的扩散因子F-12=0.8；钢中纵波声速为5.95mm/μs ；楔块中纵波声速2.4mm/μs ；单个楔块延迟时间为2.8us 。

3、焊缝热影响区宽度为4mm 。

二：计算过程：
根据标准中表1的要求，检测分区数应为2，第1分区检测深度范围为“0-24mm ”，第2分区检测深度范围为“24-60 mm ”，计算如下：
A) 第一分区选择探头频率7.5MHz ，晶片尺寸Φ3mm ，折射角为70°： 探头中心距mm PCS 88243
2
70tan 2=⨯⨯
︒⨯=； 楔块中声束扩散角()︒=⎪⎭
⎫
⎝⎛⨯⨯==90.45.734.28.0arcsin /arcsin Df FC P P γ；
楔块中纵波入射角度()()︒=⨯︒==27.2295.5/4.270sin arcsin /sin arcsin L P L p C C θθ；
楔块中上边界角︒=+=+=17.2790.427.22P P P γθγ上; 楔块中下边界角︒=-=-=37.1790.427.22P P P γθγ下；
钢中声束上边界角()︒=⨯==90)4.2/95.517.27arcsin(sin /sin arcsin P L P L C C 上上γγ； 钢中声束下边界角()︒=⨯==74.47)4.2/95.537.17arcsin(sin /sin arcsin P L P L C C 下下γγ；
扫查面盲区高度公式：S D =
式中： c ――5.95mm/us ，
ps
t ――直通波宽度， 7.5M —0.133*2=0.266us, 2S ――探头中心间距。

44mm
B) 第二分区选择探头频率5MHz ，晶片尺寸Φ6mm ，折射角为60°： 探头中心距()mm PCS 1662424603260tan 2=⎪⎭
⎫
⎝⎛+-⨯︒⨯=； 楔块中声束扩散角()︒=⎪⎭
⎫
⎝⎛⨯⨯==67.3564.28.0arcsin /arcsin Df FC P P γ；
楔块中纵波入射角度()()︒=⨯︒==45.2095.5/4.260sin arcsin /sin arcsin L P L p C C θθ； 楔块中上边界角︒=+=+=12.2467.345.20P P P γθγ上; 楔块中下边界角︒=-=-=78.1667.345.20P P P γθγ下；
钢中声束上边界角()︒=⨯==90)4.2/95.512.24arcsin(sin /sin arcsin P L P L C C 上上γγ； 钢中声束下边界角()︒=⨯==70.45)4.2/95.578.16arcsin(sin /sin arcsin P L P L C C 下下γγ；。