CN101196481B - 可变裂缝测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种测试无损检测设备的裂缝检测能力的装置及其测试方法。本发明可变裂缝测试装置包括两片对称布置的厚度渐变的裂缝形成板、两根紧固螺栓以及插装在两片裂缝形成板之间的两把厚度相同的塞规，其中两把塞规分布在裂缝形成板的两端部，通过改变塞规的厚度来改变两片裂缝形成板之间裂缝的宽度；在两片裂缝形成板的上表面对应地设置有厚度指示线，其中一个裂缝形成板上设有若干个裂缝深度指示通孔。本发明是一个可变裂缝宽度的、且在同一裂缝宽度下有不同裂缝深度的测试装置。适合于射线成像无损检测系统检测裂缝的特点，通过调整本发明的装置中裂缝的宽度，经无损检测设备检测成像，查看此成像便可确定检测设备的裂缝检测能力。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域，特别是一种用于测试无损检测设备的裂缝检测能力的可变裂缝测试装置及其检测方法。
背景技术
现有射线成像系统的成像能力可以用像质计的成像来评估。像质计的结构多种多样，如丝(线)型像质计、阶梯孔型像质计、平板孔型像质计及槽型像质计、线对卡等。上述种类的像质计适合于描述被检工件中的体积型密度变化区域的检测能力，对于工件中的裂缝则无定量参考价值。对于无损检测系统的裂缝检测能力，目前尚无合适的定量检测手段。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的一个目的是针对上述现有技术的不足，提供一种适合于测试无损检测设备的裂缝检测能力的可变裂缝测试装置；
本发明的另一个目的是提供一种可变裂缝测试装置的测试方法。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明所述的可变裂缝测试装置，包括两片对称布置的厚度渐变的裂缝形成板和连接两片裂缝形成板的两根紧固螺栓以及插装在两片裂缝形成板之间的两把厚度相同的塞规，其中两把塞规分布在裂缝形成板的两端部，通过改变塞规的厚度来改变两片裂缝形成板之间裂缝的宽度；在两片裂缝形成板的上表面对应地设置有厚度指示线，其中一个裂缝形成板上设有若干个裂缝深度指示通孔。
所述裂缝形成板为楔形或阶梯形状。
其中在裂缝形成板的后面设有与可变裂缝测试装置材料相同、且厚度与待测工件一致的模拟测试环境或测试条件板。
其中在每个裂缝形成板的两端部及外侧面各自设有防止其变形的凸台。
所述凸台与裂缝形成板为一体结构。
所述塞规上设有用于供紧固螺栓穿过的安装孔或安装槽。
所述塞规的厚度范围为0.02mm～1mm，裂缝形成板的厚度在0.3毫米～3毫米之间渐变。
所述裂缝形成板由金属材料或刚性非金属材料制成。
本发明所述的可变裂缝测试装置的测试方法，包括如下步骤：
(1)在两片裂缝形成板形成的裂缝的两端各放置一个厚度相同的塞规，拧紧两个紧固螺钉；
(2)用待测试的无损检测设备对本发明的装置进行成像检测；
(3)观察在某一深度位置是否有裂缝可见的临界点，如果有，则说明在前述裂缝宽度下，此处裂缝深度即为无损检测设备的极限值；如果没有观察到裂缝可见的临界点，则需要重新选择塞规的厚度，从而改变裂缝宽度，再次用无损检测设备对本发明的装置进行成像检测，直至观察到裂缝可见的临界点为止。
优选的测试方法是在步骤(2)和步骤(3)之间还包括在本发明的装置后叠加与本发明的装置材料相同、且与待测工件厚度一致的模拟测试环境或测试条件板步骤，以增加阻止穿透能力，这时在某一深度位置观察到的的裂缝可见的临界点，即是在前述拟测试环境或测试条件板厚度下，在前述裂缝宽度下，此处裂缝深度即为无损检测设备的极限值。
(三)有益效果
本发明所述的可变裂缝测试装置的优点和积极效果是：本发明包括两片对称布置的厚度渐变的裂缝形成板和厚度可选择的塞规，因此是一个可变裂缝宽度的，且在同一裂缝宽度下有不同裂缝深度的测试装置。适合于射线成像无损检测系统检测裂缝的特点，即对于一定宽度的裂缝，裂缝越深，越容易检测出来。对于一般尺寸的钢铁制品，裂缝宽度通常在几微米至几百微米之间，裂缝深度从几百微米至几毫米，本发明的装置，在上述尺度范围内，通过本发明的装置中裂缝的宽度，经无损检测设备检测成像，查看此成像便可确定检测设备的裂缝检测能力。
附图说明
图1是本发明的可变裂缝测试装置的结构示意图；
图2是本发明的可变裂缝测试装置在测试时的示意图。
图中：1、2裂缝形成板；3.紧固螺栓；4.塞规；5.裂缝深度指示孔；6.厚度指示线；7.凸台；8.射线束；10.模拟测试环境或测试条件板。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明的可变裂缝测试装置包括两片对称布置的楔形裂缝形成板1、2，两个紧固螺栓3和插在两片裂缝形成板之间的两把塞规4。在每个裂缝形成板的两端部及其中一侧面各自设有与其一体的防止其变形的凸台7，两片裂缝形成板1、2上的凸台7围成四边形，除防止裂缝形成板1、2变形的作用外，还起到保护作用，使本发明在使用中能够保证一定的精度要求。在精度要求不高时，如在10微米精度级以下，凸台7与裂缝形成板为分体结构。在分体结构时，可以分别加工后焊接好再成型。在凸台7与裂缝形成板一体结构情况下用一块料加工成型。
在裂缝形成板1、2的两端部的凸台7上分别设置有螺栓孔，两个紧固螺栓3通过该螺栓孔将裂缝形成板1、2连接在一起。两把塞规4被夹持在裂缝形成板1、2的两端的相应凸台7之间，为了增大塞规4被夹持的面积，在塞规4的上端部剪裁掉一部分，即让出紧固螺栓3的位置，这样，塞规4会牢牢地夹持在两裂缝形成板之间。塞规4的厚度可以在0.02mm～1mm范围内根据需要选择使用，如选用0.02mm、0.03mm、......0.1mm；0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.30mm、0.40mm、0.50mm、0.75mm、1mm等。测试时，通过改变塞规4的厚度来改变两片裂缝形成板1、2之间裂缝的宽度。
为了进一步提高测试精度，塞规4是上设有用于供紧固螺栓3穿过的安装孔或安装槽。即在塞规4上较宽的位置上开一个宽度比紧固螺钉直径略宽，深度明显比螺钉直径深的缺口，或者开一个直径略大于螺栓直径的孔，紧固螺钉3穿过此塞规缺口或孔紧固裂缝形成板。目的是在紧固螺钉孔外周都有塞规支垫，避免受力不均造成裂缝形成板变形，影响裂缝宽度的精度。楔形裂缝形成板最薄处的厚度可以是0.3毫米，最厚处的厚度可以是3毫米。这样，由两片裂缝形成板1、2所形成的裂缝深度在0.3毫米～3毫米范围之间是渐变的。这样的范围在通常尺度的工件中足够了，但更大型的工件需要更深的裂缝，即楔形板厚度要适当增加。裂缝形成板1、2的上表面对应地设置有厚度指示线6，其中一个裂缝形成板上相应于厚度指示线6设有若干个裂缝深度指示通孔5，这些裂缝深度指示通孔5可以间隔地布置在位于厚度指示线6一端部，以孔的大小和排列数量代表不同的数值，孔的形状也可以是用激光加工出的贯穿数字，表达不同的厚度值，以便射线成像能够看到。在测试过程中，可以在每个裂缝形成板的后面设有模拟测试环境或测试条件板10，模拟测试环境或测试条件板。该模拟测试环境或测试条件板10与本发明的测试装置的材料相同，其厚度与待测工件的厚度一致。因为材料和厚度也是射线探伤极限参数的环境参数，不同厚度的板材，极限参数会不一样。其板材厚度应与待测工件的厚度一致，如果是钢材可以用有代表性的厚度来测试，如20mm模拟测试环境或测试条件板等。
本发明中，裂缝形成板1、2的形状不限于楔形，只要裂缝形成板的厚度由其一端到另一端是逐渐变化的，使两块裂缝形成板形成的裂纹的深度是逐渐变化的即可；裂缝形成板1、2的表面不限于平面，可以是曲面或适当跳变厚度的阶梯形。制成裂缝形成板1、2的材料优选为金属材料，也可以是具有一定密度的刚性非金属材料。如图2所示，使用本发明的装置测试无损检测设备的裂缝检测能力可按下述步骤进行：
(1)拧松两个紧固螺钉3；
(2)在两片裂缝形成板1和2形成的裂缝的两端各放置一个已调整至相同厚度的塞规4；
(3)拧紧两个紧固螺钉3，此时裂缝形成板1和2形成的裂缝宽度即为塞规4的厚度；
(4)将本发明的测试装置放置在X光机17和面阵列探测器11之间对本发明的装置进行成像检测，使裂缝形成板1和2形成的裂缝垂直于射线主束方向，如有一定的角度，则是在这个角度下的探测能力，最后可以做出随入射角度变化的探测能力曲线；如有必要可在本发明的装置后面叠加模拟测试环境或测试条件板10，模拟测试环境或测试条件板10的材料与本发明的装置材料相同、其厚度与待测工件厚度一致，以增加阻止穿透能力；
(5)观察在某一深度位置是否有裂缝可见的临界点，如果有，则说明在前述拟测试环境或测试条件板10厚度下，在前述裂缝宽度下，此处裂缝深度即为无损检测设备的极限值；如果没有观察到裂缝可见的临界点，则需要重新选择裂缝宽度，即重新选择塞规4的厚度，重新用无损检测设备对本发明的装置进行成像检测，直至观察到裂缝可见的临界点为止。
Claims (10)
1.可变裂缝测试装置，其特征在于包括两片对称布置的厚度渐变的裂缝形成板(1、2)和连接两片裂缝形成板(1、2)的两根紧固螺栓(3)以及插装在两片裂缝形成板(1、2)之间的两把厚度相同的塞规(4)，其中两把塞规(4)分布在裂缝形成板的两端部，通过改变塞规(4)的厚度来改变两片裂缝形成板(1、2)之间裂缝的宽度；在两片裂缝形成板(1、2)的上表面对应地设置有厚度指示线(6)，其中一个裂缝形成板上设有若干个裂缝深度指示通孔(5)。
2.如权利要求1所述的可变裂缝测试装置，其特征在于所述裂缝形成板(1、2)为楔形或阶梯形状。
3.如权利要求1所述的可变裂缝测试装置，其特征在于在裂缝形成板的后面设有与可变裂缝测试装置材料相同、且厚度与待测工件一致的模拟测试环境或测试条件板(10)。
4.如权利要求1所述的可变裂缝测试装置，其特征在于在每个裂缝形成板的两端部及外侧面各自设有防止其变形的凸台(7)。
5.如权利要求4所述的可变裂缝测试装置，其特征在于所述凸台(7)与裂缝形成板为一体结构。
6.如权利要求1-5之任一所述的可变裂缝测试装置，其特征在于所述塞规(4)上设有用于供紧固螺栓(3)穿过的安装孔或安装槽。
7.如权利要求6所述的可变裂缝测试装置，其特征在于所述塞规(4)的厚度范围为0.02mm～1mm，裂缝形成板的厚度在0.3毫米～3毫米之间渐变。
8.如权利要求7所述的可变裂缝测试装置，其特征在于所述裂缝形成板(1、2)由金属材料或刚性非金属材料制成。
9.一种如权利要求1～8之任一所述的可变裂缝测试装置的测试方法，其特征是包括如下步骤：
(1)在两片裂缝形成板形成的裂缝的两端放置两个厚度相同的 塞规，拧紧两个紧固螺钉；
(2)用待测试的无损检测设备对本发明的装置进行成像检测；
(3)观察在某一深度位置是否有裂缝可见的临界点，如果有，则说明在前述裂缝宽度下，此处裂缝深度即为无损检测设备的极限值；如果没有观察到裂缝可见的临界点，则需要重新选择塞规的厚度，从而改变裂缝宽度，再次用无损检测设备对本发明的装置进行成像检测，直至观察到裂缝可见的临界点为止。
10.如权利要求9所述的测试方法，其特征是在步骤(2)和步骤(3)之间还包括在本发明的装置后叠加与本发明的装置材料相同、且与待测工件厚度一致的模拟测试环境或测试条件板(10)步骤，以增加阻止穿透能力，这时在某一深度位置观察到的裂缝可见的临界点，即是在前述模拟测试环境或测试条件板(10)厚度下，在前述裂缝宽度下，此处裂缝深度即为无损检测设备的极限值。
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