CN107941924A - 一种小径管相控阵超声检测多用途对比试块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小径管或中大径薄壁管相控阵超声检测多用途对比试块，属于无损检测领域。该试块的两端均设置有一个扇形部，两个所述扇形部之间为方形部，所述扇形部宽度与方形部的宽度相同；两个所述扇形部呈中心对称布置；所述扇形部的弦面上水平布置三个短横孔；所述方形部上设置有两组横通孔区，两组所述横通孔区均包括有竖直布置的五个横通孔，两组所述横通孔区呈中心对称布置。
Description
技术领域
本发明涉及一种小径管或中大径薄壁管相控阵超声检测多用途对比试块，属于无损检测领域。
背景技术
相控阵超声检测技术是目前最先进前沿的无损检测技术之一，因其采用电子方式控制声束聚焦和扫描，探头小巧，具有良好的声束可达性，能对复杂几何形状的工件进行扫查等技术优点，所以在电力行业小径管道检测中得到越来越广泛的应用。相控阵检测时，也需要采用试块进行仪器设备调校，试块和仪器探头一样，是相控阵超声检测中重要工具。
目前，电力行业常用的小径管焊接接头对比试块有DL-1 、GS试块。相控阵超声检测技术作为一种新的检测技术，国家工艺标准已颁布实施，但无具体验收标准。相控阵超声检测时，其灵敏度太高或者太低都不好，太高杂波多，判断缺陷困难，太低会引起缺陷的漏检。因此，现在相控阵超声检测常用DL-1或GS试块的人工反射体来制作DAC曲线，采用R50或R100半圆试块进行角度增益修正。
由于电站锅炉小径管管径小、管壁薄，相控阵检测使用的探头为自聚焦一维线阵曲面探头，晶片数量大于等于16晶片。相控阵探头在仪器调校过程中，若使用现有试块进行仪器调校和复核，会影响检测结果的准确性。
目前，常用的对比试块存在的缺点有：
1、相控阵仪器调节采用DL-1 、GS试块仅能进行DAC曲线的制作，用途单一，试块的其它功能对相控阵探头不适用。
2、相控阵的角度增益修正、DAC曲线制作、扫查灵敏度确定需分别在不同试块上进行，需要购置不同类型的试块，成本高。
3、试块的宽度较窄。相控阵小径管探头宽度22mm，DL-1试块宽度15mm、GS试块宽度20mm均小于相控阵探头宽度，采用此类试块调节仪器，探头不能与试块曲面完全贴合。
4、根据标准规范要求，相控阵探头楔块的曲率应与试块曲率吻合，楔块边缘与试块接触面的间隙x不应大于0.5mm，依据此要求进行计算，两类试块曲率均不能满足要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明主要讲述了一种结构简单、现场操作简便的小径管或中大径薄壁管相控阵超声检测对比试块。
一种小径管相控阵超声检测多用途对比试块，该试块的两端均设置有一个扇形部，两个所述扇形部之间为方形部，所述扇形部宽度与方形部的宽度相同；两个所述扇形部呈中心对称布置；
所述扇形部的弦面上水平布置三个短横孔；
所述方形部上设置有两组横通孔区，两组所述横通孔区均包括有竖直布置的五个横通孔，两组所述横通孔区呈中心对称布置。
上述小径管相控阵超声检测多用途对比试块，所述扇形部的圆弧面为对应直径为50mm圆形的四分之一，所述扇形部的厚度为22mm。
上述小径管相控阵超声检测多用途对比试块，所述扇形部上的短横孔直径为2mm，各个短横孔与其接近探头放置面之间的距离均为7mm，相邻短横孔之间圆心距为6mm；最里侧的短横孔深度为2mm、距离扇形部圆心的水平距离为28mm；中间位置的短横孔深度为4mm；最外侧的短横孔深度为6mm。
上述小径管相控阵超声检测多用途对比试块，所述横通孔直径均为2mm，距离探头接触面的距离分别为10mm、20mm、30mm、40mm、50mm。
上述小径管相控阵超声检测多用途对比试块，所述对比试块为碳钢或P91材质制成。
本发明的有益效果为：
1、本发明设计制作的试块，具有多种功能用途，试块结构简单，操作方便，便于携带。
2、试块采用两个分开的1/4扇形部设计，能够对相应曲率的楔块探头进行角度增益修正，解决了以往检测时必须更换平楔块进行角度修正的问题。
3、对试块扇形部曲率进行调整，满足标准规范中楔块边缘与试块接触面的间隙x不应大于0.5mm的条件要求。
4、试块增加了短横孔设置，进行扫查灵敏度确定，避免了以往扫查灵敏度确定困难的问题。
附图说明
图1为本发明试块的正视示意图；
图2为本发明试块的俯视示意图；
图3为本发明试块的侧视示意图；
图中：1与1＇为扇形部部；2与2＇为第一短横孔；3与3＇为第二短横孔；4与4＇为第三短横孔；5与5＇为扇形部部圆心；6与6＇为横通孔；7上探头放置面；8下探头放置面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步解释说明。
本发明主要讲述了一种结构简单、现场操作简便的小径管或中大径薄壁管相控阵超声检测对比试块。本对比试块包括：一端设有一个扇形部部1，扇形部部宽度与试块宽度相同；另一端同样设有一个扇形部部1＇，两扇形部部大小相同，方向相反；两扇形部部上均有3个短横孔2,3,4和2＇,3＇,4＇；对比试块上设有数个横通孔6和6＇，调试时在探头上放置面7或探头下放置面8上进行，两探头放置面的曲率半径不相同；扇形部部面圆心为5和5＇。
所述对比试块为碳钢或P91材质制成。
所述对比试块材质均匀，无影响使用的缺陷，具有良好的声学性能。
所述对比试块平行度、垂直度、光洁度和尺寸精度都符合要求。
所述对比试块的扇形部部1半径为50mm的1/4扇形部，厚度为22mm；扇形部部1＇规格与扇形部部1相同；
所述两侧扇形部部上的短横孔2,3,4和2＇,3＇,4＇，孔径为φ2，各短横孔距离相近探头放置面为7mm，相邻短横孔2和3（或3和4）之间间距为6mm；短横孔4或4＇距离扇形部部圆心水平距离为28mm，深度为2mm；短横孔3或3＇深度为4mm；短横孔2或2＇深度为6mm。
所述对比试块上的横通孔6和6＇为φ2，共10个，距离探头接触面7或面8的距离分别为5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm。
所述对比试块为系列试块，由多块组成，对比试块的探头放置面7、8曲率应符合表1中规定。
表1试块扇形部曲率半径 单位为mm
其中R1为上探头放置面的扇形部曲率半径；R2为下探头放置面的扇形部曲率半径；
使用时，根据被检管件选择相应曲率的楔块及探头，根据被检管外径大小按照表1中要求，选择对应的试块编号，在对应的扇形部曲率半径上进行仪器调节，利用扇形部部进行角度增益修正，根据被检测管件厚度，使用横通孔6进行灵敏度的校准及DAC曲线制作或灵敏度的校准，调校完成后，探头对准扇形部部的短横孔位置，按照检测能力要求，调节增益至能够检测出2mm短横孔或4mm短横孔或6mm短横孔，仪器调节完成。
本发明的对比试块结合多个试块的功能和特点，用途广、功能全，结构简单，便于携带；增加了试块宽度和厚度，提高了楔块与试块的贴合紧密度。同时试块采用曲面设计模式，可通过曲面楔块直接进行角度修正；本设计的对比试块，能满足楔块边缘与试块接触面的间隙x不应大于0.5mm的条件要求，符合标准要求范围；本设计的对比试块，增加了三个短横孔，可进行扫查灵敏度的确定。可解决常规试块存在的各类问题，本专利设计的试块，仅需一个便能够实现相控阵的角度增益修正、DAC曲线制作、扫查灵敏度确定，设计的试块宽度与探头宽度相同，曲率与楔块吻合，满足楔块边缘与试块接触面的间隙x不应大于0.5mm的条件要求。角度增益修正可对应每一个曲率楔块进行修正，设有单独的扫查灵敏度确定反射体，减少了试块的使用，提高相控阵超声检测仪器调校效率，而且保证了调校结果更加准确。
Claims (5)
1.一种小径管相控阵超声检测多用途对比试块，其特征在于：该试块的两端均设置有一个扇形部，两个所述扇形部之间为方形部，所述扇形部宽度与方形部的宽度相同；两个所述扇形部呈中心对称布置；
所述扇形部的弦面上水平布置三个短横孔；
所述方形部上设置有两组横通孔区，两组所述横通孔区均包括有竖直布置的五个横通孔，两组所述横通孔区呈中心对称布置。
2.根据权利要求1所述小径管相控阵超声检测多用途对比试块，其特征在于：所述扇形部的圆弧面为对应直径为50mm圆形的四分之一，所述扇形部的厚度为22mm。
3.根据权利要求2所述小径管相控阵超声检测多用途对比试块，其特征在于：所述扇形部上的短横孔直径为2mm，各个短横孔与其接近探头放置面之间的距离均为7mm，相邻短横孔之间圆心距为6mm；最里侧的短横孔深度为2mm、距离扇形部圆心的水平距离为28mm；中间位置的短横孔深度为4mm；最外侧的短横孔深度为6mm。
4.根据权利要求3所述小径管相控阵超声检测多用途对比试块，其特征在于：所述横通孔直径均为2mm，距离探头接触面的距离分别为10mm、20mm、30mm、40mm、50mm。
5.根据权利要求1所述小径管相控阵超声检测多用途对比试块，其特征在于：所述对比试块为碳钢或P91材质制成。
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