[发明专利]一种不等厚对接焊缝TOFD检测的缺陷深度计算方法

摘要

本发明涉及一种不等厚对接焊缝TOFD检测的缺陷深度计算方法，包括如下步骤：(1)对焊缝进行厚度方向分区；(2)求算探头中心间距PCS；(3)求算分区虚拟中心间距PCS；(4)制作对比试块，对比试块沿厚度方向分区；(5)应用等效声程法则计算对比试块上特定信号在TOFD图像上深度显示；(6)应用等效声程法则计算确定图像虚拟深度和缺陷实际深度的关系。本发明的优点在于：本发明对不等厚对接焊缝TOFD检测，基于现行TOFD仪器模块的前提下，提出了科学的设置方法，特别是提出了该设置下深度校准，并提出了“等效声程法则”的概念，应用于缺陷深度计算；此方法可有效应用于工程实践，解决了不等厚对接焊缝TOFD不能推广应用的难题。

主权项

1.一种不等厚对接焊缝TOFD检测的缺陷深度计算方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)按照ASME规范要求，对工件母材厚度50mm＜T＜100mm厚度方向分为第一分区和第二分区；(2)第一分区选用频率5MHZ—7.5MHZ、晶片尺寸φ3mm‑‑φ6mm和折射角60°‑70°的探头楔块组合进行检测，且每组的左、右两个探头楔块各自放置位置根据主声束折射角度、聚焦深度以及厚板削薄角度及宽度应用几何知识计算获得；波束中心聚焦在焊缝中心d1深度，计算得焊缝中心线至厚板侧斜面上探头楔块实际入射点的水平距离L1和焊缝中心线至薄板侧探头楔块实际入射点的水平距离L2，则探头中心间距PCS＝L1+L2；(3)对于不等厚结构第一分区，扫查架上探头中心距按上述计算装配，但在仪器设置时，引入虚拟角度和虚拟PCS来描述输入到仪器的楔块角度和PCS值；假设左侧探头需放置在削薄斜边上，计算该削薄角度为a,第一分区左侧虚拟角度，即焊缝中心线与实际主声束角度应为b＝70°‑a，右侧虚拟角度为70°和实际一致，计算得L3＝d1tan(70°‑a)，则第一分区虚拟PCS＝L2+L3；(4)根据ASME标准要求制作对比试块，对比试块沿厚度方向分两个分区，每个分区有两个孔，且分别在每个分区的1/4、3/4深度处电火花加工制作该横孔，第一分区的1/4深度记为H1，分区的3/4深度记为H2，用于校准；(5)分析直通波H0＝0在图像上显示深度H1的值，将左侧声束虚拟入射点记为点A，波束中心聚焦点记为点O，所述点O作竖直直线与点A所在水平直线相互垂直，且两相互垂直线相交的点记为点D，右侧探头声束入射点记为点B，左侧探头声束实际入射点记为点C；设置直通波的声程是ADB＝L3+L2，实际直通波的声程是CDB＝CD+L2，显然CDB＞ADB，则直通波在图像上显示深度大于0，实际直通波声程的1/2为CDB/2，分别以A、B为圆心，以CDB/2为半径画圆，两圆交点记为E，实测得E点深度为d2，那么虚拟设置中E点的声程和实际直通波声程等效，即AE+BE＝CD+DB，则虚拟点E点的深度显示值即为直通波H0＝0在图像上显示深度H1的值；同时，通过该方法同理得出H1孔上尖端和H2孔上尖端分别在图像上显示深度值；(6)在图像上得到某缺陷虚拟深度信息时，再确定它的实际深度；将焊缝厚度以每毫米作为步进单位计算到TOFD图像上深度信息，同时利用公式发挥excel电子表格的计算功能，得出各图像显示深度值对应的缺陷实际深度；此外，计算第二分区缺陷实际深度，按(3)～(6)计算步骤计算。