了解一种新型TOFD扫查面盲区对比试块.docx

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1、超声衍射时差法(TOFD)检测技术具有检测效率高、定量准确、精度高、检测结果直观、检测时无辐射等优点，近几年在国内工业检测中得到广泛的应用.准确确定扫查面盲区、减小扫查面盲区是TOFD技术避免漏检的关健因素之一,因此在制定工艺时必须仔细考虑盲区的问题。NB/T47013.10-2015标准承压设备无损检测第10部分:衍射时差法超声检测中提出了对盲区的控制要求，并规定f采用扫查面盲区试块“华电郑州机械设计研究院有限公司/郑州国电机械设计研究所有限公司的检测人员提出了种新型的ToFD技术扫查面目区对比试块，该忒块可为制定检测工艺时确定扫查面盲区提供准确的数据支撑.下面就让我们来详细J解一下吧.TO

2、FD技术的扫查面盲区特征TOFD检测技术采用探头对一发一收的放包方法来控制发射短脉冲，通过计算遇到缺陷尖端转变的衍射信号到达时间来分析缺陷的位出及大小。受信号脉冲宽度的限制，近表面缺陷的端点衍射波与直通波发生重变，形成扫查面百区，导致缺陷定位困难。盲区深度为d，声速为c,探头中心距为2S,直通波的传输时间T1.=2Sc,直通波脉冲时间宽度TP可从振他的10%处截取得到，般情况下取直通波两倍周期，则自区的深度d可按下式算出：d=(cTp2)2+cSTp(1)目前，通过优化检测参数(减小探头中心距、提高探头频率等)来控制扫查面盲区，但上述参数无论怎样调节都无法使盲区减小到可忽略的程度。由于扫查面盲

3、区较大，实际检测时需要采取其他有效措施解决扫查面盲区内缺陷漏检的问扫查面盲区对比试块NB/T47013.10-2015标准要求使用扫查面自区高度测定忒块来确定初始扫查面盲区的高度.该试块上有即离扫查面不同深度、不同长度的8个2mm横孔，从标准中可以看出对试块加工工艺有很高的要求，这些横孔孔径较小且长度较长。新型TOFD扫查面盲区对比试块设计的新型ToFD扫查面盲区对比试块采用深度连续变化的矩形槽（见图1）.该试块所用材料需经过MT（磁粉检测）、UT（超声检测）、PAUT（相控阵超声检测）等方法严格检测，试块声束通过区不得有大丁等丁2mm的平底孔当量的缺陷存在。试块采用电火花数控线切割机床加工而

4、成，加工工艺简单，成本较低，数控加工精度可控，可以满足现场检测对比验证的需耍.有条件的情况下，可以在试块上表面刻上长度，并计算出对应长度位置处盲区的高度。1.（八）主视图机加工进线(b)侧视图A-A视图(c)剖面图图1新型ToFD扫查面盲区对比试块结构示意制作方法及要求:加工如图1所示的人工缺陷试块,试板厚度T不小于20mm,对比试块应选用声学性能与工件相同或相似的母材.采用电火花数控线切割机床从钢板卜.表面向钢板上表面切割一个矩形槽，矩形槽高度为2mm,矩形槽的长度不小P100mm,矩形槽缺陷距离钢板上表面最小高度为0mm,最大高度Y不小于IOmrn,且该矩形槽与钢板上表面成一定夹角X(推荐

5、夹角为2。8)。需要保证人工缺陷与试块上表面夹角X为已知角度，以便下后期的验证计算“两种对比试块的比较在使用NB/T47013.10-2015标准要求的扫查面盲区高度对比成块时，除规定深度的盲区能够准确对比外，其余深度的扫查面盲区只能粗略判定，不能对具体技术检测条件卜扫查面对应的盲区进行精准判断。该试块的白孔必须一次性加工成型，因为每一次钻孔后会在孔壁上留下细微的台槽,加工出符合要求的高精度百孔成块的加工成本较高，且需要多张图谱才能验证当前参数卜的盲区范围。新设计的ToFD扫查面目区对比成块利用三角关系计算人工缺陷至试块表面的百度和该人工缺陷垂直的高度，可以物证扫查面盲区真实准确的深度数据，而

6、且能够验证任何检测条件卜.实际盲区的大小。该试块加工制作工艺简雎、成本低,操作性强、重复性强，扫查面盲区深度覆盖范围大。新型TOFD扫查面盲区对比试块险证试检测人员制作了新型ToFD扫查面盲区对比试块,该试块采用线径为0.12mm的电火花数控线切割机床加工而成，人工跳陷（槽）宽度、高度均为2mm减块长200mm,宽250mm,高24mm,人工槽角度为87使用OmnisCanMX2型检测设备，配置IoMHz,6mm探头对，楔块角度为60。，在此配理下，采用非平行扫查的方式，检测数据图谱如图2所示。图2新型ToFD扫查面盲区对比试块检测图谱根据式（1）,直通波时间宽度TP取1.5个周期据.15s）

7、,声速c=5.95mms.可以计算出扫查面盲区深度C1.通过直通波去除后的图谱验证，可以得到人工缺陷的最小深度为du该人工缺陷可以清晰地显示在图谱中。现场检测实际验证检测人员采用制作的试块，分别对26mm和40mm厚的现场对接焊缝进行现场检测验证，使用OmniSCanMX2型检测设备，配置IoMHz,6mm探头对,楔块角度为60。,采用非平行扫查方式,直通波时间宽度TP取1.5个周期（015s）,纵波声速C为595mms,根据式（1）计并理论盲区数值d,用对比试块验证的盲区深度为di,现场实际饵健盲区深度为d2,对以上3个数据进行比较：1.焊缝厚度：26mm材料：Q345R2S=60mmd=5

8、.19mmd=5.3mmd2=5.2mm图谱:（八）试块图谱(b)实际焊缝图谱图3探头中心距为60mm的打杳面盲区2焊缝厚度：40mm材料:JH61OCF2S=92mmd=6.42mmd=6.5mmd2=6.1mm图谱：（八）试块图谱(b)实际焊缝图谱图4探头中心距为92mm的扫杳面盲区通过分析比较可知，在上述检测参数下，式(1)计算的盲区与人工对比试块得到的盲区，以及其实缺陷自区深度在数值上有差别，但是相差不大。有文献指出实际测量的自区深度与理论计算的盲区深度并不一致，前者比后者要大，这个观点在这里也得到证实。实际焊缝的盲区数值耍稍小于对比试块的盲区数值，但是差别很小。从数据上看，检测前采用该对比试块验证可以较为精准地得到当前检测参数下的扫查面盲区深度.结语I新型扫查面盲区对比试块的制作工艺简单，试块精度容易保证，旦制作成本较低.可以验证任何检测条件下扫查面S区的准确数据。2通过验证人工缺陷得到的扫查面盲区深度，可以为扫查面自区补充检测方法的选择提供依据“3新型试块可以验证检测系统的性能，即图谱显示盲区深度与实际位置人工孔高度是否一致.4从图2可以推测，如果将人工缺陷深度加工到工件的全厚度，该试块同样可以险证检测参数下初始底面盲区的大小.