CN102830182A - 用于小角度纵波探伤的对比试块和小角度纵波探伤方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于小角度纵波探伤的对比试块，该试块包括主体部（10）和形成在该主体部（10）右侧的入射点确定部（20），其中，所述主体部（10）上形成有多个通孔（11），该多个通孔（11）依次排列在从所述主体部（10）的左上部延伸至所述主体部（10）的右下部的直线上，相邻两个所述通孔（11）之间的竖直距离为15～30mm。本发明还提供了一种小角度纵波探伤方法。通过将对比试块的主体部上的通孔的竖直间距设置为15~30mm可以降低确定小角度纵波探头的灵敏度以及反射当量时杂波的干扰，从而使小角度纵波探伤结果更准确。

Description

用于小角度纵波探伤的对比试块和小角度纵波探伤方法

技术领域

本发明涉及无损探伤领域，具体地，涉及一种用于小角度纵波探伤的对比试块和小角度纵波探伤方法。

背景技术

高温紧固螺栓是火力发电厂热动力设备的重要部件。在长期运行中，由于高温及高应力的作用，螺栓材料容易产生热脆、蠕变、疲劳、应力腐蚀等问题；由于安装中预紧力过高及不慎烧伤中心孔等原因，螺栓材料容易产生裂纹。为了确保设备安全运行，加强对高温紧固螺栓的有效检验甚为重要。

目前常用小角度纵波探伤的方法检验高温紧固螺栓内部是否出现裂纹。进行小角度纵波探伤需要用到小角度纵波探伤探头。在对高温紧固螺栓进行探伤之前，需要确定小角度纵波探伤探头的入射点，并确定小角度纵波探伤的灵敏度。此时，需要用到对比试块。

图1中所示的是一种常见的用于小角度纵波探伤的对比试块，该对比试块包括主体部10和形成在该主体部10一侧的入射点确定部20，所述主体部10上形成有8个直径为1mm的通孔11，用于调整小角度纵波探伤探头的灵敏度、确定小角度纵波探伤探头的折射角和调节小角度纵波探伤探头的扫描速度，而入射点确定部20用于确定小角度纵波探伤探头的入射点。并且，利用所述主体部上的通孔还可以确定反射当量。

但是，利用上述试块调整小角度纵波探伤探头的灵敏度、确定小角度纵波探伤探头的折射角和调节小角度纵波探伤探头的扫描速度时，经常会受到杂波干扰，如图2所示，有时甚至无法确定哪一个是目标通孔的反射波。

因此，如何减轻在使用所述用于小角度纵波探伤的试块时的杂波干扰成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于小角度纵波探伤的试块和小角度纵波探伤方法，所述试块能够降低杂波干扰，使小角度纵波探伤的结果更准确。

经过发明人反复研究发现，在利用现有技术中的对比试块确定小角度纵波探头的灵敏度时，出现杂波的原因在于，现有技术中的对比试块上，通孔与通孔之间的距离过近。

因此，为了解决现有技术中存在的问题、实现本发明的发明目的，作为本发明的一个方面，提供一种用于小角度纵波探伤的对比试块，该对比试块包括主体部和形成在该主体部右侧的入射点确定部，其中，所述主体部上形成有多个通孔，该多个通孔依次排列在从所述主体部的左上部延伸至所述主体部的右下部的直线上，相邻两个所述通孔之间的竖直距离为15～30mm。

优选地，多个所述通孔中最上方的一个与所述主体部顶面的距离为20mm，与所述主体部左侧面的距离为40mm。

优选地，任意相邻两个所述通孔之间的水平距离均为40mm。

优选地，相邻两个所述通孔之间的竖直距离为20mm。

优选地，所述通孔为3至6个。

优选地，所述通孔为5个。

优选地，所述通孔的直径为1mm

优选地，所述主体部的顶面上和/或所述主体部的左侧面上设置有刻度。

作为本发明的另一个方面，还提供一种小角度纵波探伤方法，该小角度纵波探伤方法包括以下步骤：

步骤一、利用对比试块确定小角度纵波探头的入射点；

步骤二、利用所述对比试块确定所述小角度纵波探头的灵敏度；

步骤三、确定反射当量；

步骤四、将所述小角度纵波探头放置在待测螺栓的端面上，并将缺陷反射波的波辐与所述反射当量的波幅对比，当所述缺陷反射波的波幅大于或等于所述反射当量的波幅时，则判定所述缺陷为裂纹，其中，

所述对比试块为本发明所提供的上述对比试块。

通过将对比试块的主体部上的通孔的竖直间距设置为15~30mm可以降低确定小角度纵波探头的灵敏度以及反射当量时杂波的干扰，从而使小角度纵波探伤结果更准确。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术中用于小角度纵波探伤的对比试块的主视图；

图2是图1中所示的对比试块上的一个通孔的反射波；

图3是本发明的用于小角度纵波探伤的对比试块的主视图；

图4是图3中所示的对比试块的俯视图；

图5是本发明所述的对比试块的一个通孔的反射波。

附图标记说明

10    主体部                11    通孔

20    入射点确定部          21    第一圆弧面

22    第二圆弧面

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是以图3中的方向为基准进行描述的。

如图3和图4所示，作为本发明的一个方面，提供一种用于小角度纵波探伤的对比试块，该对比试块包括主体部10和形成在该主体部10右侧的入射点确定部20，其中，主体部10上形成有多个通孔11，该多个通孔11依次排列在从主体部10的左上部延伸至主体部10的右下部的直线上，相邻两通孔11之间的竖直距离为15～30mm。

在本发明中不同的通孔11对应不同规格的被检螺栓。在确定小角度纵波探伤的灵敏度时，可以将小角度纵波探头放置在所述对比试块的顶面上进行调整。将图2中所示对比试块上与被检螺栓最远端螺纹距离相近的通孔11的最高反射波调整到80%屏高作为基准灵敏度，再根据被检螺栓的规格和型式提高一定的增益（dB）作为探伤灵敏度。

纵波探伤时的灵敏度选择见表1。

表1

由于通孔11之间竖直距离为15~30mm，因此，当小角度纵波探头发出的超声波到达目标通孔11时，几乎不会探测到与该目标通孔相邻的通孔11，从而降低了杂波的干扰，如图5所示，图5中波峰最高的反射波即为小角度纵波探头探测到的通孔11的反射波。

通常，多个所述通孔11中最上方的一个与主体部10顶面的距离为20mm。如上所述，不同的通孔11对应不同规格的被检螺栓，在本发明中，可以将多个通孔11中最上方的一个通孔11与主体部10左侧面的距离设置为40mm，此时该最上方的通孔11对应于螺纹长度为40mm的螺栓。该最上方的通孔11可以确定螺纹长度为40mm的螺栓上的裂纹的反射当量以及小角度纵波探伤时的灵敏度。

根据待检螺栓的规格，在本发明所述的对比试块上，任意相邻两个通孔11之间的水平距离均为40mm。从而，本发明所述的对比试块可以确定利用小角度纵波探伤方法探伤螺纹长度为40mm、80mm等的螺栓时的灵敏度。

为了降低使用对比试块确定小角度纵波探伤的灵敏度时的杂波，并同时减小所述对比试块尺寸以使其便于加工，优选地，相邻两个所述通孔11之间的竖直距离为20mm。

在本发明中，对主体部10上的通孔11的个数并没有特殊限制，只要能够降低利用所述对比试块确定小角度纵波探伤的灵敏度时的杂波即可。优选地，可以在主体部10上设置3至6个通孔11。

如上文中所述，相邻两个通孔11之间的水平距离为40mm，为了使所述对比试块具有较小的尺寸，并便于加工，可以在所述对比试块的主体部10上设置5个通孔11。图2中所示的是主体部10上设置5个通孔11，且相邻两个通孔11之间的竖直距离为20mm时，声程为160mm的通孔11的反射波，从图中可以看出，该通孔11的反射波波峰明显，杂波干扰较小。

通常，通孔11的直径为1mm。

为了便于操作，优选地，可以在所述对比试块的主体部10的顶面上和/或主体部10的左侧面上设置有刻度。在确定小角度纵波探伤的对比度时，将小角度纵波探头设置在相应的刻度处，即可获得相应型号的待检螺栓的反射当量，并确定灵敏度。

作为本发明的另一个方面，还提供一种小角度纵波探伤方法，该小角度纵波探伤方法包括以下步骤：

步骤一、利用对比试块确定小角度纵波探头的入射点；

步骤二、利用所述对比试块确定所述小角度纵波探头的灵敏度；

步骤三、确定反射当量；

步骤四、将所述小角度纵波探头放置在待测螺栓的端面上，并将缺陷反射波的波辐与所述反射当量的波幅对比，当所述缺陷反射波的波幅大于或等于所述反射当量的波幅时，则判定所述缺陷为裂纹，其中，

所述对比试块为本发明所提供的上述对比试块。

在步骤一种确定小角度纵波探头的入射点时，将小角度纵波探头设置在所述对比试块的顶面上，利用入射点确定部20上的第一圆弧面21（通常半径为100mm）确定小角度纵波探头的入射点。本领域人员应当理解的是，在入射点确定部20上还设置有第二圆弧面22，该第二圆弧面22用于确定小角度纵波探头的盲区。确定小角度纵波探头的入射点和盲区的方法是本领域公知的，这里不再赘述。

在步骤一中确定了小角度纵波探头的入射点之后，进行步骤二。将待检螺栓最远端螺纹距离相近的通孔11最高反射波调整到80%作为基准灵敏度，再根据待检螺栓的规格和型式按照表1中提供的增益（dB）作为探伤灵敏度。

在步骤二中确定了探伤灵敏度后，进行步骤三。将小角度纵波探头探测到的通孔11的反射量作为基准反射当量，按照螺栓型式进行增益，以获得反射当量。

确定反射当量后进行步骤四，将小角度纵波探头放置在待检螺栓的端面上，并将缺陷反射波的波幅与反射当量的波幅进行对比，当所述缺陷反射波的波幅大于或等于所述反射当量的波幅且所述缺陷的指示长度大于10mm时，则判定所述缺陷为裂纹。

对于无中心孔柔性螺栓：缺陷反射波位于本侧，且缺陷反射波的反射波幅大于或等于φ1mm-8dB反射当量，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。缺陷反射波位于对侧，且缺陷反射波的如果缺陷反射波的反射波辐大于或等于φ1mm-14dB反射当量，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。

对于有中心孔柔性螺栓：缺陷反射波位于本侧，缺陷反射波的波幅大于或等于φ1mm-6dB反射当量，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。

通过将对比试块的主体部上的通孔的竖直间距设置为15~30mm可以降低确定小角度纵波探头的灵敏度以及反射当量时杂波的干扰，从而使小角度纵波探伤结果更准确。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种用于小角度纵波探伤的对比试块，该对比试块包括主体部（10）和形成在该主体部（10）右侧的入射点确定部（20），其特征在于，所述主体部（10）上形成有多个通孔（11），该多个通孔（11）依次排列在从所述主体部（10）的左上部延伸至所述主体部（10）的右下部的直线上，相邻两个所述通孔（11）之间的竖直距离为15～30mm。

2.根据权利要求1所述的用于小角度纵波探伤的对比试块，其特征在于，多个所述通孔（11）中最上方的一个与所述主体部（10）顶面的距离为20mm，与所述主体部（10）左侧面的距离为40mm。

3.根据权利要求2所述的用于小角度纵波探伤的对比试块，其特征在于，任意相邻两个所述通孔（11）之间的水平距离均为40mm。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于小角度纵波探伤的对比试块，其特征在于，相邻两个所述通孔（11）之间的竖直距离为20mm。

5.根据权利要求4所述的用于小角度纵波探伤的对比试块，其特征在于，所述通孔（11）为3至6个。

6.根据权利要求5所述的用于小角度纵波探伤的对比试块，其特征在于，所述通孔（11）为5个。

7.根据权利要求1所述的用于小角度纵波探伤的对比试块，其特征在于，所述通孔（11）的直径为1mm

8.根据权利要求1所述的用于小角度纵波探伤的对比试块，其特征在于，所述主体部（10）的顶面上和/或所述主体部（10）的左侧面上设置有刻度。

9.一种小角度纵波探伤方法，该小角度纵波探伤方法包括以下步骤：

步骤一、利用对比试块确定小角度纵波探头的入射点；

步骤二、利用所述对比试块确定所述小角度纵波探头的灵敏度；

步骤三、确定反射当量；

步骤四、将所述小角度纵波探头放置在待测螺栓的端面上，并将缺陷反射波的波辐与所述反射当量的波幅对比，当所述缺陷反射波的波幅大于或等于所述反射当量的波幅时，则判定所述缺陷为裂纹，其特征在于，

所述对比试块为权利要求1至8中任意一项所述的用于小角度纵波探伤的对比试块。

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