CN103512959A

CN103512959A - 用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组

Info

Publication number: CN103512959A
Application number: CN201310470502.6A
Authority: CN
Inventors: 罗为民; 刘建屏
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; North China Electric Power Research Institute Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; North China Electric Power Research Institute Co Ltd
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2033-10-10
Also published as: CN103512959B

Abstract

本发明提供了一种用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组，包括多个对比试块（10），每个对比试块（10）的侧面设有焊缝（12），每个对比试块（10）内含有至少一个通孔（11），通孔（11）的中心线平行于该通孔（11）所在对比试块（10）的上表面，所有通孔（11）的中心线到该通孔（11）所在对比试块（10）的上表面的距离为一等差数列。该用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组可以测试奥氏体焊缝超声检测系统的检测能力，也可以用于检测前的灵敏度调节，还很小巧便于携带。

Description

用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，具体的是一种用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组。

背景技术

在电力发电及其他化工等领域，有不少奥氏体制造的压力容器。为了保证这些设备的质量，需要对这些焊缝内部质量进行无损检测。可选方案一般有射线和超声波两种，其中超声检测由于奥氏体焊缝组织晶粒粗大和各向异性的因素，难以进行有效检测。设备在制造过程中，制造厂一般采用射线检测，成本高，效率低而其伴随辐射损伤风险，设备进入服役阶段，大多因为结构原因，无法再采用射线检测的方式。开发奥氏体焊缝检测系统，克服超声检测的困难，满足灵敏度要求，是无损检测领域急需解决的问题。

虽然无损检测标准JB/T4730-2005《承压设备无损检测》附录N规定了奥氏体不锈钢焊缝的超声波检测，也给出了调节灵敏度的试块，但是在奥氏体超声检测中，最大的问题是信噪比不足以及难以达到所需灵敏度，所以针对每一套超声检测系统，必须在检测前测试系统是否具有足够的信噪比以及能否达到指定的灵敏度，上述《承压设备无损检测》标准中规定的试块不能很好完成这一目的，同时体积大也不便携带。

发明内容

为了解决现有的对比试块的灵敏度差不便于携带的技术问题。本发明提供了一种用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组，可以测试奥氏体焊缝超声检测系统的检测能力，也可以用于检测前的灵敏度调节，还很小巧便于携带。

本发明为解决其技术问题采用的技术方案是：一种用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组，包括多个对比试块，每个对比试块的侧面设有焊缝，每个对比试块内含有至少一个通孔，通孔的中心线平行于该通孔所在对比试块的上表面，所有通孔的中心线到该通孔所在对比试块的上表面的距离为一等差数列。

通孔的中心线垂直于焊缝的焊接行进方向，通孔的中心线垂直于焊缝所在的表面。

通孔贴着焊缝。

通孔的直径为2mm。

该等差数列为从2mm到30mm的等差数列，并且该等差数列的公差为1mm。

每个对比试块的大小和外形均相同，当一个对比试块内含有多个通孔时，相邻两个通孔的中心线之间的距离大于等于8mm。

所述用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组包括四个对比试块，分别为第一对比试块、第二对比试块、第三对比试块和第四对比试块；第一对比试块中含有三个通孔，第一对比试块内的三个通孔的中心线到第一对比试块的上表面的距离分别为8mm、16mm、24mm；第二对比试块中含有四个通孔，第二对比试块内的四个通孔的中心线到第二对比试块的上表面的距离分别为2mm、10mm、18mm、26mm；第三对比试块中含有四个通孔，第三对比试块内的四个通孔的中心线到第三对比试块的上表面的距离分别为4mm、12mm、20mm、28mm；第四对比试块中含有四个通孔，第四对比试块内的四个通孔的中心线到第四对比试块的上表面的距离分别为6mm、14mm、22mm、30mm。

该四个对比试块的厚度均为33mm；第一对比试块中三个通孔的中心线到第一对比试块的下表面的距离分别为25mm、17mm、9mm；第二对比试块中四个通孔的中心线到第二对比试块的下表面的距离分别为31mm、23mm、15mm、7mm；第三对比试块中四个通孔的中心线到第三对比试块的下表面的距离分别为29mm、21mm、13mm、5mm；第四对比试块中四个通孔的中心线到第四对比试块的下表面的距离分别为27mm、19mm、11mm、3mm。

每个对比试块的一端均设有半径分别为15mm和30mm的圆弧形表面。

在每个对比试块的侧面，每个通孔的一侧设有用于表示该通孔的中心线到该对比试块上表面距离的孔深标识和箭头标识，每个通孔的另一侧设有用于表示该通孔的中心线到该对比试块下表面距离的孔深标识和箭头标识。

本发明的有益效果是：可以同时测试奥氏体超声检测系统是否具有足够的信噪比和调节检测系统的灵敏度，还很小巧便于携带。另外，孔位置的分布做了最佳优化，使得同一试块上的相邻孔不相互干扰，板厚选择在30mm以上，可以避免侧壁干扰，如果选取20mm厚，则存在侧壁干扰。

附图说明

下面结合附图对本发明所述的用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组作进一步详细的描述。

图1是用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组中第一对比试块的主视图。

图2是用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组中第一对比试块的俯视图。

图3是用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组中第二对比试块的主视图。

图4是用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组中第三对比试块的主视图。

图5是用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组中第四对比试块的主视图。

其中10.对比试块，101.第一对比试块，102.第二对比试块，103.第三对比试块，104.第四对比试块，11.通孔，12.焊缝，13.箭头标识，14.孔深标识，15.孔深标识，16.箭头标识，17.半径为15mm的圆弧面，18.半径为30mm的圆弧面，20.探头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所述的用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组作进一步详细的说明。一种用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组，包括多个对比试块10，每个对比试块10的侧面设有焊缝12，每个对比试块10内含有至少一个通孔11，通孔11的中心线平行于该通孔11所在对比试块10的上表面，所有通孔11的中心线到该通孔11所在对比试块10的上表面的距离为一等差数列,如图1、图2、图3、图4、图5所示。

每个对比试块10采用与被检奥氏体工件相同或者相近声学特性的钢板，厚度30mm以上，如本实施例中，对比试块10的厚度为33mm，按照图1和图2所示的形状进行加工。对比试块组中可以有多个对比试块，每个对比试块10与其他对比试块10的唯一区别就是通孔11的位置不同。满足了在33mm厚的奥氏体不锈钢焊缝对接板上，每隔1mm深度都有1个孔对应,如对比试块组中最多可以含有29个对比试块10，每个对比试块10中只含有一个通孔11，所有通孔11到该通孔所在的对比试块10的上表面的距离形成一个等差数列，该等差数列的公差为1mm。本发明的对比试块组可以同时测试奥氏体超声检测系统是否具有足够的信噪比和调节检测系统的灵敏度。板厚选择在30mm以上，可以避免侧壁干扰，如果选取20mm厚，则存在侧壁干扰。

通孔11的中心线垂直于焊缝12的焊接行进方向，如图1中，焊缝12的焊接行进方向为上下方向，通孔11的中心线垂直于焊缝12所在的表面。通孔11紧贴着焊缝12，如图1所示，通孔11布置在焊缝12与母材的熔合区，因为在焊接接头中，熔合区是最容易产生危险缺陷（如气孔、裂纹）的位置，将横通孔布置在这里，可以很好地模拟焊缝中的缺陷。

通孔11的直径为2mm。该等差数列为从2mm到30mm的等差数列，并且该等差数列公差为1mm。

每个对比试块10的大小和外形均相同,为了避免干扰，减小误差，当一个对比试块10内含有多个通孔11时，相邻两个通孔11的中心线之间的距离大于等于8mm。为减少对比试块10的数量，对通孔11的位置分布做了最佳优化，使得同一试块上的相邻的通孔之间不相互干扰，该用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组此时包括四个对比试块10，分别为第一对比试块101、第二对比试块102、第三对比试块103和第四对比试块104；第一对比试块101中含有三个通孔11，三个通孔11的中心线到第一对比试块101的上表面的距离分别为8mm、16mm、24mm；第二对比试块102中含有四个通孔11，第二对比试块102内的四个通孔11的中心线到第二对比试块102的上表面的距离分别为2mm、10mm、18mm、26mm；第三对比试块103中含有四个通孔11，第三对比试块103内四个通孔11的中心线到第三对比试块103的上表面的距离分别为4mm、12mm、20mm、28mm；第四对比试块104中含有四个通孔11，第四对比试块104内四个通孔11的中心线到第四对比试块104的上表面的距离分别为6mm、14mm、22mm、30mm。四个对比试块10的厚度均为33mm；第一对比试块101中三个通孔11的中心线到第一对比试块101的下表面的距离分别为25mm、17mm、9mm；第二对比试块102中四个通孔11的中心线到第二对比试块102的下表面的距离分别为31mm、23mm、15mm、7mm；第三对比试块103中四个通孔11的中心线到第三对比试块103的下表面的距离分别为29mm、21mm、13mm、5mm；第四对比试块104中四个通孔11的中心线到第四对比试块104的下表面的距离分别为27mm、19mm、11mm、3mm。如表1所示。

如表1

由表1可知，所有通孔11的中心线到其所在的对比试块10的上表面形成的等差数列为：2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm、30mm。

每个对比试块10的一端均设有半径分别为15mm和30mm的圆弧形表面，如图1至图5所示。为了方便测量，了解通孔11的深度，在每个对比试块10的侧面，每个通孔11的一侧设有用于表示该通孔的中心线到该对比试块10上表面距离的孔深标识4和箭头标识3，如图1中，孔深标识4为表示（设置在通孔11左侧）通孔11中心线距离上表面的距离的阿拉伯数字，箭头标识3为向下，表示通孔的中心线与上表面的距离，每个通孔11的另一侧设有用于表示该通孔的中心线到该对比试块10下表面距离的孔深标识5和箭头标识6，如图1中，孔深标识5为表示（设置在通孔11右侧）通孔11中心线距离下表面的距离的阿拉伯数字，箭头标识6为向上，表示通孔的中心线与下表面的距离。

下面介绍该用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组的使用方法：

1：测试超声检测系统对不同深度的孔的反射信号

首先将探头20放在如图1中对比试块10的表面上焊缝12的右侧，如图1中位置A，移动探头20，获得每个通孔11的最高反射信号，按需要记录相应信息（比如深度、水平、波高和信噪比），然后在把探头20放在对比试块10的下表面焊缝12的右侧，如图1中位置B，同样移动探头20测量记录相关信息。对图1至图5所示的4件对比试块10测试完成后，可以获得2mm～29mm，间隔1mm的不同通孔11的有关信息。用它来分析该探头20对不同通孔11的信噪比以及对定位的影响。

上述的是对声束穿过粗晶焊缝区域，如果把探头放置在图1中焊缝的左侧，使声束不穿过焊缝区域，则可以获得不穿过粗晶区域的孔的反射信息。

2：调节超声检测系统的扫描比例（测量声速）

将探头20放在对比试块10的下表面13，如图1中位置C，对准对比试块10右侧的圆弧反射面，使用常规调试的方式调整声速及延迟，使得半径为15mm的圆弧面17和半径为30mm的圆弧面18的反射信号正好成2倍关系，即与实际30mm与15mm成2倍关系相吻合，则扫描比例（或者声速）调节完成。

3：调节超声检测系统的折射角

在超声波检测系统的扫描比例（或者声速）以及延迟调整完成后，将探头20放在任意表面，使声束穿过焊缝打到通孔11上，然后调节角度，使仪器显示深度与实际深度吻合即可。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。

Claims

1.一种用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组，其特征在于，所述用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组包括多个对比试块（10），每个对比试块（10）的侧面设有焊缝（12），每个对比试块（10）内含有至少一个通孔（11），通孔（11）的中心线平行于该通孔（11）所在对比试块（10）的上表面，所有通孔（11）的中心线到该通孔（11）所在对比试块（10）的上表面的距离为一等差数列。

2.根据权利要求1所述的用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组，其特征在于：通孔（11）的中心线垂直于焊缝（12）的焊接行进方向，通孔（11）的中心线垂直于焊缝（12）所在的表面。

3.根据权利要求2所述的用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组，其特征在于：通孔（11）贴着焊缝（12）。

4.根据权利要求1所述的用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组，其特征在于：通孔（11）的直径为2mm。

5.根据权利要求1所述的用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组，其特征在于：该等差数列为从2mm到30mm的等差数列，并且该等差数列的公差为1mm。

6.根据权利要求1所述的用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组，其特征在于：每个对比试块（10）的大小和外形均相同，当一个对比试块（10）内含有多个通孔（11）时，相邻两个通孔（11）的中心线之间的距离大于等于8mm。

7.根据权利要求1所述的用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组，其特征在于：所述用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组包括四个对比试块（10），分别为第一对比试块（101）、第二对比试块（102）、第三对比试块（103）和第四对比试块（104）；

第一对比试块（101）中含有三个通孔（11），第一对比试块（101）内的三个通孔（11）的中心线到第一对比试块（101）的上表面的距离分别为8mm、16mm、24mm；

第二对比试块（102）中含有四个通孔（11），第二对比试块（102）内的四个通孔（11）的中心线到第二对比试块（102）的上表面的距离分别为2mm、10mm、18mm、26mm；

第三对比试块（103）中含有四个通孔（11），第三对比试块（103）内的四个通孔（11）的中心线到第三对比试块（103）的上表面的距离分别为4mm、12mm、20mm、28mm；

第四对比试块（104）中含有四个通孔（11），第四对比试块（104）内的四个通孔（11）的中心线到第四对比试块（104）的上表面的距离分别为6mm、14mm、22mm、30mm。

8.根据权利要求7所述的用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组，其特征在于：该四个对比试块（10）的厚度均为33mm；

第一对比试块（101）中三个通孔（11）的中心线到第一对比试块（101）的下表面的距离分别为25mm、17mm、9mm；

第二对比试块（102）中四个通孔（11）的中心线到第二对比试块（102）的下表面的距离分别为31mm、23mm、15mm、7mm；

第三对比试块（103）中四个通孔（11）的中心线到第三对比试块（103）的下表面的距离分别为29mm、21mm、13mm、5mm；

第四对比试块（104）中四个通孔（11）的中心线到第四对比试块（104）的下表面的距离分别为27mm、19mm、11mm、3mm。

9.根据权利要求1所述的用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组，其特征在于：每个对比试块（10）的一端均设有半径分别为15mm和30mm的圆弧形表面。

10.根据权利要求1所述的用于奥氏体不锈钢焊缝超声检测的对比试块组，其特征在于：在每个对比试块（10）的侧面，每个通孔（11）的一侧设有用于表示该通孔的中心线到该对比试块（10）上表面距离的孔深标识（4）和箭头标识（3），每个通孔（11）的另一侧设有用于表示该通孔的中心线到该对比试块（10）下表面距离的孔深标识（5）和箭头标识（6）。