CN113916977A - 一种通过tofd单探头偏置覆盖底面盲区的计算方法 - Google Patents

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方志泓
李旭
王飞
苏润
康松
王鹏飞
毛敏
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Abstract

本发明公开了一种通过TOFD单探头偏置覆盖底面盲区的计算方法，包括步骤：1)通过工艺计算、实际测量得到底面盲区，底面盲区不得大于1mm；2)固定扫查架，偏置单个探头；3)偏置后，经过计算，得出新的底面盲区，直到满足底面盲区小于等于1mm。本发明方法不改变扫查架的水平位置，通过偏置单探头，实现底面盲区的覆盖。

Description

一种通过TOFD单探头偏置覆盖底面盲区的计算方法
技术领域
本发明属于衍射时差法超声检测技术领域，具体涉及一种通过TOFD单探头偏置覆盖底面盲区的计算方法。
背景技术
TOFD(衍射时差法超声检测)是基于超声衍射时差法实现对工件内部的缺陷进行检测的一种无损检测方法。在应用过程中，因焊缝宽度过大/焊缝深度过大/其他工艺因素导致焊缝根部无法实现全覆盖。或因工件几何空间受限，导致无法通过平移扫查架的方式实现偏置非平行扫查。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种通过TOFD单探头偏置覆盖底面盲区的计算方法，该方法不改变扫查架的水平位置，通过偏置单探头，实现底面盲区的覆盖。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种通过TOFD单探头偏置覆盖底面盲区的计算方法，包括以下步骤：
1)通过工艺计算、实际测量得到底面盲区，底面盲区不得大于1mm；
2)固定扫查架，偏置单个探头；
3)偏置后，经过计算，得出新的底面盲区，直到满足底面盲区小于等于1mm。
本发明进一步的改进在于，步骤1)的具体实现方法如下：
对预检焊缝进行工艺计算或实际测量底面盲区，如底面盲区不满足要求，则需要偏置单探头。
本发明进一步的改进在于，步骤2)的具体实现方法如下：
301)将两个探头位置作为椭圆焦点F1、F2；
302)将探头到焊缝根部中心的连线作为a，将壁厚作为椭圆短轴b；
303)以焊缝图示的水平方向为x，以焊缝图示的竖直方向为y；
304)两个探头之间的距离为PCS；
305)偏置单个探头；
306)偏置后探头位置作为椭圆的焦点F1＇；
307)偏置后的探头到焊缝根部中心的连线作为a＇，平移距离为ΔL；
308)探头之间的距离PCS＇＝PCS-ΔL；
309)因焦点改变，
Figure BDA0003222944950000021
310)根据椭圆公式，T-y＇即为新的热影响区底面盲区高度。
本发明进一步的改进在于，探头为45～75°纵波TOFD探头。
本发明进一步的改进在于，扫查架具备移动单侧探头的能力。
本发明进一步的改进在于，扫查架的刻度线具备对中刻度线。
本发明进一步的改进在于，扫查架具备滚轮锁死装置。
本发明进一步的改进在于，该方法不改变扫查架的水平位置，通过偏置单探头，实现底面盲区的覆盖。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
本发明可以在无法实现轴偏离扫查时，通过偏置单探头覆盖底面盲区。
本发明基于TOFD检测特征和椭圆曲线原理。将TOFD探头看做两个焦点，将发射声束和接收声束的路径看做焦点到椭圆任意一点。TOFD原理认为，椭圆曲线覆的区域即为检测覆盖区域。基于此原理，本发明通过移动椭圆焦点，压缩或舒张椭圆曲线，实现对底面盲区的覆盖。
附图说明
图1为未偏置前的TOFD检测示意图。
图2为偏置单侧探头后的TOFD检测示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
1.根据椭圆原理，将两个探头位置作为椭圆焦点F1、F2；
2.将探头到焊缝根部中心的连线作为半长轴，将壁厚作为半短轴；
Figure BDA0003222944950000031
Figure BDA0003222944950000032
Figure BDA0003222944950000041
3.两个探头之间的距离为PCS，根据椭圆公式计算得T-y为初始底面盲区高度；
4.固定扫查架，偏置单个探头，假设偏置左侧探头(以深色表示)；
5.偏置后探头位置作为椭圆的焦点F1＇；
6.深色探头到焊缝根部中心的连线作为a＇，平移距离为ΔL；
7.探头之间的距离PCS＇＝PCS-ΔL；
8.因焦点改变，
Figure BDA0003222944950000042
9.根据椭圆公式，T-y＇即为新的热影响区底面盲区高度。
实施例：
T＝60mm的X型坡口平板对接焊缝，检测技术等级为B级，焊缝宽度为40，实际要求检测宽度为焊缝宽度加两侧热影响区，共40+10+10＝60mm。根据TOFD检测工艺应采用两通道的仪器对焊缝进行分成2个区扫查。第一分区聚焦深度为16mm处，采用7.5M70度探头；第二分区聚焦深度为48mm处，采用5M60度探头，第二分区PCS为166mm。经过计算，此时底面热影响区边缘处盲区高度为1.8mm，不符合盲区小于1mm的要求。通过偏置单侧探头，将一侧探头向焊缝方向平移25mm，新PCS为140mm，底面热影响区边缘处盲区高度为0.86mm。符合底面盲区高度小于1mm的要求。同理，将另一侧探头向焊缝方向平移25mm后，完成了另一侧热影响区盲区覆盖。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种通过TOFD单探头偏置覆盖底面盲区的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)通过工艺计算、实际测量得到底面盲区，底面盲区不得大于1mm；
2)固定扫查架，偏置单个探头；
3)偏置后，经过计算，得出新的底面盲区，直到满足底面盲区小于等于1mm。
2.根据权利要求1所述的一种通过TOFD单探头偏置覆盖底面盲区的计算方法，其特征在于，步骤1)的具体实现方法如下：
对预检焊缝进行工艺计算或实际测量底面盲区，如底面盲区不满足要求，则需要偏置单探头。
3.根据权利要求1所述的一种通过TOFD单探头偏置覆盖底面盲区的计算方法，其特征在于，步骤2)的具体实现方法如下：
301)将两个探头位置作为椭圆焦点F1、F2；
302)将探头到焊缝根部中心的连线作为a，将壁厚作为椭圆短轴b；
303)以焊缝图示的水平方向为x，以焊缝图示的竖直方向为y；
304)两个探头之间的距离为PCS；
305)偏置单个探头；
306)偏置后探头位置作为椭圆的焦点F1＇；
307)偏置后的探头到焊缝根部中心的连线作为a＇，平移距离为ΔL；
308)探头之间的距离PCS＇＝PCS-ΔL；
309)因焦点改变，
Figure FDA0003222944940000011
310)根据椭圆公式，T-y＇即为新的热影响区底面盲区高度。
4.根据权利要求1所述的一种通过TOFD单探头偏置覆盖底面盲区的计算方法，其特征在于，探头为45～75°纵波TOFD探头。
5.根据权利要求1所述的一种通过TOFD单探头偏置覆盖底面盲区的计算方法，其特征在于，扫查架具备移动单侧探头的能力。
6.根据权利要求1所述的一种通过TOFD单探头偏置覆盖底面盲区的计算方法，其特征在于，扫查架的刻度线具备对中刻度线。
7.根据权利要求1所述的一种通过TOFD单探头偏置覆盖底面盲区的计算方法，其特征在于，扫查架具备滚轮锁死装置。
8.根据权利要求1所述的一种通过TOFD单探头偏置覆盖底面盲区的计算方法，其特征在于，该方法不改变扫查架的水平位置，通过偏置单探头，实现底面盲区的覆盖。
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