CN108303469A - 一种在线超声波无损检测用对比试板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种在线超声波无损检测用对比试板,对比试板沿长度方向分布有多列人工伤缺陷,所述人工伤缺陷不穿透钢板纵剖面,所述人工伤缺陷包括平底孔和平底槽,所述平底孔分为微型平底孔、小型平底孔、中型平底孔、大型平底孔和特大型平底孔,所述平底槽分为线形槽和矩形槽。与现有试板相比较,本发明增加直径为13mm、18mm的检测灵敏度,同时增加了检测钢板上下表面盲区的功能,在钢板全自动化检测情况下,利用此发明可以验证超声仪器与探头组合性能和验收标准,以保证在线超声波无损检测过程中性能能够满足生产要求。
Description
技术领域
本发明属于超声波无损检测领域,具体涉及调节全自动检测系统灵敏度过程中所使用的在线对比试板。
背景技术
目前,我国超声波无损检测主要应用的技术是脉冲反射式的检测方法,这种技术的应用可以准确的定位缺陷出现的位置和形式,具有非常高的灵敏度,简化了技术人员检查缺陷的工作,完善了技术标准。脉冲反射式的检测技术还具有非常高的灵活性和适用性,可以适应超声波无损检测的要求。
自动超声探伤设备系统能够对碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢、造船板、压力容器板、锅炉板、管线钢、机械工程用钢板、汽车大梁板、桥梁板等钢种的钢板进行轧制、热处理状态、未切周边或周边已切状态的在线探伤。其检测原理是:超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对声波的传播产生一定的影响,通过对超声波受影响程度和状况探测了解材料性能和结构变化。
EN12668系列标准规定了无损检测超声检验设备的表征及校验,但是EN12668-3只描述人工检测设备情况时,利用适当的标准校验试块验证超声仪器与探头组合性能的方法和验收标准,对于全自动化检测情况,则需要通过不同的参考试块做相应测试,以保证在线超声波无损检测过程中性能能够满足生产要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷,提供一种能够应用于全自动化在线超声波无损检测的对比试板。
本发明具体采用如下技术方案:
对比试板沿长度方向分布有多列人工伤缺陷,所述人工伤缺陷不穿透钢板纵剖面,所述人工伤缺陷包括平底孔和平底槽,所述平底孔分为微型平底孔、小型平底孔、中型平底孔、大型平底孔和特大型平底孔,所述平底槽分为线形槽和矩形槽;
所述多列人工伤缺陷在对比试板上分布如下:
第一列靠近对比试板的左侧边,为一列小型平底孔(1#~4#,24#);往右,第二列,对比试板纵轴线上设置有一个矩形槽(9#),矩形槽(9#)下面为一列小型平底孔(25#,5#~8#);第三列为微型平底孔(10#~14#);第四列为中型平底孔(15#~18#);第五列为小型平底孔(19#~23#);第六列为大型平底孔(29#~32#);第七列位于对比试板的横轴线上,从上到下平行等距分布有三条与轴线成45°角的线形槽(33#、34#、35#);横轴线上,靠近对比试板顶端的位置、上面两条线形槽(33#、34#)之间的位置、靠近对比试板底端的位置分别设置有一个矩形槽(36#、28#、37#);位于横轴线右边的第八列、第九列均为矩形槽(47#、48#、49#、53#、54#、55#、50#、51#、52#、56#、57#、58#),且位于对比试板上半部分矩形槽的面积小于下半部分矩形槽的面积;第十列、第十一列均为线形槽(59#、8 5#);第十二列,靠近对比试板顶端和底端的位置分别设置有一个矩形槽(46#、73#),两个矩形槽之间是一列小型平底孔(60#~64#);第十三列为线形槽(86#);第十四列,在对比试板纵轴线上设置有一个矩形槽(79#),矩形槽(79#)下面是一列小型平底孔(27#,8 0#~84#);第十五列靠近对比试板的右侧边,靠近对比试板顶端和底端的位置分别设置有一个矩形槽(74#,84#),对比试板顶端矩形槽(74#)的下面是一列小型平底孔(75#~78#, 26#);
本发明试板与现有试板相比较,增加直径为13mm、18mm的检测灵敏度,同时增加了检测钢板上下表面盲区的功能,此试板检测最大面积到2100mm2。如钢板全自动化检测情况下,利用此发明可以验证超产仪器与探头组合性能和验收标准,以保证在线超产波无损检测过程中性能能够满足生产要求。
附图说明
图1为本发明对比试板的结构图。
图2为图1左边部分的局部放大图。
图3为图1去掉图2后剩余部分的局部放大图。
具体实施方式
如图1-3所示,选择一张与被检测产品的材质及声学相似的钢板,同时考虑可能影响声 波传递的因素,如晶粒度、热处理状态、物理及化学成分、表面粗糙度及制造工艺(工艺、 锻造),制作长×宽×厚尺寸为8000×1800×17.6mm的对比试板,对比试板上由数控机加工 方式制作九十个确定尺寸的人工伤缺陷,分别包括平底孔、平底槽两种。
其中,不大于3mm的平底孔为微型平底孔(如图φ3:10-14#),大于3mm小于或等于8mm 的平底孔为小型平底孔(如图φ5:60-64#;φ6:1-8#、19-27#、38-45#、65-72#、75-78#、80-83#、87-99#),大于8mm小于或等于15mm的平底孔为中型平底孔(如图φ13:14#-18号),大于15mm小于或等于20mm的平底孔为大型平底孔(如图φ18:29-32#),大于20mm的平底孔为特大型平底孔。此发明包括5个微型平底孔,50个小型平底孔,4个中型平底孔,4 个大型平底孔。
对于一个具体平底槽,若槽短轴方向尺寸与槽长轴方向尺寸比值小于等于0.06,则此平底槽称之为线形槽(如图中33-35#、59#、85#、86#),反之,则称之为矩形槽(如图中9#、28# 、36#、37#、46-49#、50-58#、73#、74#、79#、84#)。此发明包括21个矩形槽,6个线形槽。按照具体平底槽中长轴与对比试板轧制方向的关系,又可以分为纵槽、横槽和斜槽,纵槽(如图中9#、50-52#、56-58#、59#、74#、79#、84#、85#、86#)是槽的长轴与对比试板轧制线垂直的平底槽,横槽(如图中28#、36#、37#、47-49#、53-55#、46#、73#)是槽的长轴平行于对比试板轧制线的平底槽,斜槽(如图中33-35#)是槽的长轴与对比试板轧制线成一定角度的平底槽。包括13个纵槽,11个横槽,3个斜槽。
与对比试板四条边分别平行且向中心点方向移动100mm形成的矩形框将对比试板分别两部分,在此矩形框内的部分称为本体检测区域,此矩形框之外的部分称为边部检测区域。大于50%的平面面积落在本体检测区域的单独人工缺陷,称之为本体人工伤,小于50%的平面面积落在边部检测区域的单独人工缺陷,称之为边部人工伤。此发明包括48个边部人工伤,42 个人工伤。
从对比试板的左侧到右侧有9列不同检测孔径的平底孔,孔径从左到右依次为6mm、6mm 、3mm、13mm、6mm、18mm、5mm、6mm、6mm,6列不同面积的平底槽,涉及到的矩形平底槽尺寸有70×30mm(28#、36#、37#,53~55#)、30×70mm(9#、56~58#、79#)、30×17mm(47 ~49#)、17×30mm(50~52#)、17×6mm(73#、46#)、6×17mm(74#、84#),线形平底槽尺寸有700×6mm(59#、85#、86#)和980×6mm(33~35#)。对比试板的顶端和下端各有2排孔径为6mm的平底孔,每排5个,其间距分别为200mm,并每排距离对比试板最近端部距离分别为15mm和25mm。
对比试板从左端开始,第一列平底孔(如图中1-4#,24#)距左端15mm,第二列平底孔( 如图中5-8#,25#)距左端25mm,第三列平底孔(如图中10-14#)与第四列平底孔之间间距600mm ,第四列平底孔(如图中15-18#)与第五列平底孔之间间距为500mm,第五列平底孔(如图中19- 23#)与第六列平底孔之间间距为1000mm,第六列平底孔(如图中29-32#)与第七列平底槽之间的间距为1000mm,第七列平底槽(如图中28#、36#、37#)与第八列平底槽之间的间距为148 0mm,第八列平底槽(如图中47-49#、53-55#)与第九列平底槽(如图中50-52#、56-58#)之间间距为626.5mm,第十列(如图中59#)与第七列之间距离2788.5mm,第十一列(如图中85#)与第十列之间距离300mm,第十二列(如图中60-64#)与第七列之间间距3388.5mm,第十三列( 如图中86#)与第七列之间距离3700mm,第十四列(如图中27#、80-83#)距离对比试板右端为25 mm,第十五列(如图中26#、75-78#)距离对比试板右端为15mm。还包括:三条斜线槽(如图中3 3-35#)均与轴线成45°角平行等距分布在钢板横轴线上,且没有穿透钢板纵剖面。边部检测区域同一列或者同一排直径6mm平底孔的深度分别为1.2mm、板厚、板厚、板厚、16 .4mm,本体检测区域直径为3mm、6mm、5mm的平底孔、同一列深度分别为1.2mm、板厚、板厚、板厚、16.4mm,本体检测区域直径为13mm、18mm的平底孔,同一列深度分别为板厚、板厚、板厚、16.4mm;所有相同尺寸的平底槽深度分别为板厚、板厚、板厚、16.4mm。
此发明的创新部分为增加了1.2mm和16.4mm的深度。
在线超声波无损检测的工作原理,包括三层内容:第一层为针对各排探头组的系统,主要功能:控制探头的机械部分,水、压缩空气的回路控制,对钢板测量的监控;第二层为单元组的整体控制和独立的探伤评价系统,同时完成对探伤信号的转换和分析,并向第三层传递;第三层则完成品质解析评价及生成 C型显示,以形成实绩判定。C-扫描图提供了整块钢板的长、宽、厚各方向及面积的结果及尺寸,并定点定量地指出何处缺陷、其深度及探伤的波幅。
实际生产钢板过程中为了解决更加准确检查和保证钢板的内部质量,可探测出其它探伤方法所不能探出的细小缺陷,主要是指非金属夹杂物密集、夹渣、偏析部分裂纹所引起的内部质量缺陷。对于全自动化检测情况,则需要通过此参考试块自动通过探伤仪,模拟钢板实际检测并存储其C显示图示,以保证在线超声波无损检测过程中系统性能能够满足生产要求,同时可以为探伤评价系统提供分析依据,更加准确的分析出实际探伤结果的各向尺寸、深度及面积,除此之外也可以综合分析出此超声探伤系统的盲区范围以及分辨力的情况。
按照不同的探伤标准及要求,根据此对比试板的C显示图像及数据为超声探伤仪设定报警信号,如果钢板产品超声探伤中产生低于触发器/报警水平的信号将被认定为通过检测。如生等于或高于触发器/报警水平的信号将被认定为可疑或者由持有II级(中级)或III级( 高级)超声波检测资格证书人员决定是否再进行重复测试。如果连续进行两次重复测试后所有的信号低于触发器/报警水平,带材/板材将被认定为通过检测;反之带材/板材将被认定为可疑产品,需要手工复检。
实施例1:用磁铁行车将长×宽×厚尺寸为8000×1800×17.6mm的对比试板调运至探伤仪前段的静止辊道上面,确保探伤仪整体工作状态良好的情况下开动辊道,在辊道的传输作用下,对比试板通过边部探头和本体探头区域时,通过传感器的作用,会自定开启需要工作的本体探头和自动设定边部探头的位置,从而实现100%扫查钢板表面的目的,并且在探伤仪显示系统中根据人工伤的位置及尺寸自动生成C显示图像,在实际生产中称之为超声检测图谱。当超声探伤一块规格为12000×1800×15mm的钢板时,C显示中除了对比试板之外,还会呈现不同颜色的点状显示,人工通过对这些显示的数据结果进行分析及对比,从而判定实际钢板的探伤结果是否合格。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种在线超声波无损检测用对比试板,其特征在于:
对比试板沿长度方向分布有多列人工伤缺陷,所述人工伤缺陷不穿透钢板纵剖面,所述人工伤缺陷包括平底孔和平底槽,所述平底孔分为微型平底孔、小型平底孔、中型平底孔、大型平底孔和特大型平底孔,所述平底槽分为线形槽和矩形槽;
所述多列人工伤缺陷在对比试板上分布如下:
第一列靠近对比试板的左侧边,为一列小型平底孔(1#~4#,24#);往右,第二列,对比试板纵轴线上设置有一个矩形槽(9#),矩形槽(9#)下面为一列小型平底孔(25#,5#~8#);第三列为微型平底孔(10#~14#);第四列为中型平底孔(15#~18#);第五列为小型平底孔(19#~23#);第六列为大型平底孔(29#~32#);第七列位于对比试板的横轴线上,从上到下平行等距分布有三条与轴线成45°角的线形槽(33#、34#、35#);横轴线上,靠近对比试板顶端的位置、上面两条线形槽(33#、34#)之间的位置、靠近对比试板底端的位置分别设置有一个矩形槽(36#、28#、37#);位于横轴线右边的第八列、第九列均为矩形槽(47#、48#、49#、53#、54#、55#、50#、51#、52#、56#、57#、58#),且位于对比试板上半部分矩形槽的面积小于下半部分矩形槽的面积;第十列、第十一列均为线形槽(59#、85#);第十二列,靠近对比试板顶端和底端的位置分别设置有一个矩形槽(46#、73#),两个矩形槽之间是一列小型平底孔(60#~64#);第十三列为线形槽(86#);第十四列,在对比试板纵轴线上设置有一个矩形槽(79#),矩形槽(79#)下面是一列小型平底孔(27#,80#~84#);第十五列靠近对比试板的右侧边,靠近对比试板顶端和底端的位置分别设置有一个矩形槽(74#,84#),对比试板顶端矩形槽(74#)的下面是一列小型平底孔(75#~78#,26#);
在对比试板的右半部分,靠近对比试板顶端和底端的区域,位于对比试板横轴线和第十列线形槽之间,分别设置有两排小型平底孔(38#~45#,87#,88#)。
2.如权利要求1所述的在线超声波无损检测用对比试板,其特征在于微型平底孔直径不大于3mm,小型平底孔直径大于3mm小于或等于8mm,中型平底孔直径大于8mm小于或等于15mm的平底孔,大型平底孔直径大于15mm小于或等于20mm。
3.如权利要求1所述的在线超声波无损检测用对比试板,其特征在于线形槽是指槽短轴方向尺寸与槽长轴方向尺寸比值小于等于0.06,反之则为矩形槽。
4.如权利要求1所述的在线超声波无损检测用对比试板,其特征在于所述平底槽按照平底槽长轴与对比试板轧制方向的关系,分为纵槽、横槽和斜槽,纵槽的长轴与对比试板轧制线垂直,横槽的长轴平行于对比试板轧制线,斜槽的长轴与对比试板轧制线成一定角度;其中,位于第一列、第九列、第十列、第十一列、第十三列、第十四列、第十五列上的平底槽为纵槽,位于对比试板横轴线、第八列以及第十二列上的矩形槽为横槽,位于对比试板横轴线上的线形槽为斜槽。
5.如权利要求1所述的在线超声波无损检测用对比试板,其特征在于:对比试板长×宽×厚尺寸为8000×1800×17.6mm;与对比试板四条边分别平行且向中心点方向移动100mm形成的矩形框将对比试板分为本体检测区域和边部检测区域两部分,在矩形框内的部分称为本体检测区域,矩形框外的部分称为边部检测区域。
6.如权利要求5所述的在线超声波无损检测用对比试板,其特征在于:人工伤面积落在本体检测区域的单独人工缺陷,称之为本体人工伤,人工伤面积落在边部检测区域的单独人工缺陷,称之为边部人工伤;对比试板上共48个边部人工伤,42个本体人工伤。
7.如权利要求1所述的在线超声波无损检测用对比试板,其特征在于:所述两排小型平底孔每排5个,其间距分别为200mm,每排距对比试板最近端部的距离分别为15mm和25mm。
8.如权利要求1所述的在线超声波无损检测用对比试板,其特征在于:所述多列人工伤缺陷,第一列距对比试板左端15mm,第二列距左端25mm,第三列与第四列之间间距600mm,第四列与第五列之间间距500mm,第五列与第六列之间间距为1000mm,第六列与第七列之间间距为1000mm,第七列与第八列之间间距为1480mm,第八列与第九列之间间距为626.5mm,第十列与第七列之间距离2788.5mm,第十一列与第十列之间距离300mm,第十二列与第七列之间间距3388.5mm,第十三列与第七列之间距离3700mm,第十四列距离对比试板右端为25mm,第十五列距离对比试板右端为15mm。
9.如权利要求1所述的在线超声波无损检测用对比试板,其特征在于:从对比试板的左侧到右侧有9列不同检测孔径的的平底孔,孔径从左到右依次为6mm、6mm、3mm、13mm、6mm、18mm、5mm、6mm、6mm,9列不同面积的平底槽,涉及到的矩形平底槽尺寸有70×30mm、30×70mm、30×17mm、17×30mm、17×6mm、6×17mm,线形平底槽尺寸有700×6mm和980×6mm。
10.如权利要求1所述的在线超声波无损检测用对比试板,其特征在于:边部检测区域同一列或者同一排直径6mm平底孔的深度分别为1.2mm、板厚、板厚、板厚、16.4mm;本体检测区域直径为3mm、6mm、5mm的平底孔,同一列深度分别为1.2mm、板厚、板厚、板厚、16.4mm;本体检测区域直径为13mm、18mm的平底孔,同一列深度分别为板厚、板厚、板厚、16.4mm;所有相同尺寸的平底槽深度分别为板厚、板厚、板厚、16.4mm。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180720 |