44mm厚球罐TOFD工艺探讨

3000立方球罐，材质：Q370R，X型坡口，SMAW，焊缝宽度：外45/内28mm，外壁扫查。
检测单位采用5MHz/70°/Φ6mm探头检测，PCS=161mm，采集图像如下：
问题如下：1 该检测工艺是否合适？同样厚度的工件，其它单位一般都采用5MHz/60°/Φ6mm探头检测，检测单位的理由：经计算，采用60°或63°（武汉中科）探头，底部（内壁）焊缝不能一次覆盖，故采用70°探头。
                 2 此工艺下试采集的图像，底面反射波异常（见图），大家分析一下原因，是否因为PCS过大，探头晶片尺寸过小，或其它什么原因所致？谢谢。

"底部（内壁）焊缝不能一次覆盖"的意思是什么？就算是使用70度探头，下表面中心线盲区和中心线附近的盲区还是一直存在啊？除非同时使用其它方法诸如常规超声或相控阵覆盖上下表面来弥补。
使用60度探头设置pcs为101的话，上表面和下表面中心线盲区粗略计算分别为：上表面6.5mm下表面1.3mm；
而使用70度探头设置pcs为161的话，上表面和下表面中心线盲区粗略计算分别为：上表面12mm下边面1.8mm。
显然加大pcs后盲区越来越大。

声束覆盖如图示

应该是70°探头声场的问题；采用大角度探头，可以改善上表面盲区，但对于底面盲区有增大的可能，同时对底面附近缺陷有漏检的可能；
所以一般采用70°探头，较小PCS检测上半部分缺陷，采用45°探头，合适PCS检测下半部分缺陷。
70°探头直通波分量较强，45°探头底波分量相对较强一些；由于横波产生的变型纵波声场干扰，对于特定PCS会有一定干扰，导致理论声场和实际声场有一定出入。

学习来了

jxtjndt 发表于 2013-10-19 09:01
声束覆盖如图示

你贴了一张探头频率、直径改变，PCS不变的图。而你的问题却是探头不变，PCS发生改变。
你可以在人工缺陷的试块上试试这两种选择（70度对应的160的PCS和60度对应的101的PCS）那种效果好？我倾向于60度的

我跟大家看法一致。
1。该工艺采用70度是不合理不正确的，所谓60度不能完全覆盖完全是谬论。只要直通波能达到波高要求，底面波能达到波高要求，即说明设置能完全覆盖焊缝厚度，剩下的只是盲区问题（底面焊缝宽度方向上的覆盖另说）。所谓的TOFD盲区是信号的相互叠加影响，与扩散角没有关系。且在同一波束交点深度的要求下，使用70度必然增加了PCS值，这样一方面增加了声程和衰减，另一方面增大了上表面盲区。
2。底波异常的原因就是因为使用了70度的楔块。

建议楼主改为60度楔块，重新设置并检测。根据标准，可以仅做一次扫查。

谢谢大家的回复。
5MHz、Φ6mm、60°探头在外壁1次非平等扫查检测， PCS=102mm。
理论计算结果如下：扫查面盲区11mm,底面盲区1.8mm.探头-12dB扩散角：45.7°~90°
                               底面检测宽度=102－(2×44×tg45.7°)≈12mm,一次非平行扫查是不能覆盖检测区域的。  
                               而底面焊缝宽度28mm，如果再加下两侧热影响区各10mm，.......

标准规定：探头声束在所检测区域高度范围内相对声束轴线处的声压幅值下降不应超过12dB。同时，检测工件底面的探头声束与底面法线的夹角不应小于40°。 如果60°探头只做一次扫查，虽也能获得完整的扫查图像，但在焊缝边缘及热响区处，可能是-20dB甚至更低的波束边缘扫查，导致这些部位的扫查灵敏度偏低，缺陷衍射信号过于微弱，可能不能被接收和观察到，影响缺陷的检出。

allen_hay 发表于 2013-10-21 16:36
我跟大家看法一致。
1。该工艺采用70度是不合理不正确的，所谓60度不能完全覆盖完全是谬论。只要直通波能达 ...

此工艺下：直通波波幅一般为40%~80%, 底面波一般都满屏，“底面波达到波高要求”的标准是什么，有量化指标吗？谢谢。