CN110763769A - 一种弯月试块 - Google Patents

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陈昌华
陈庆勇
徐正茂
董政
汪海潮
刘晓磊
张利
陈新华
龚洋道
施虹屹
张洪
徐加银
张思瑞
哈曜
王姣
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Abstract

本发明公开了一种弯月试块，所述弯月试块的纵截面包括依次首尾相接的第一圆弧(1)、第二圆弧(3)、第二线段(4)和第三圆弧(5)，所述第一圆弧(1)的半径为R，所述第二圆弧(3)和第三圆弧(5)的半径为r，所述第一圆弧(1)的圆心为O’点，所述第二圆弧(3)和第三圆弧(5)的圆心均为O点，所述O点位于所述第一圆弧(1)上，所述弯月试块的O点处设置有矩矩形刻线(8)。本发明的弯月试块结构简单，可以对周向斜探测凹曲面锻件入射点、声速及零点进行标定，利用本发明的凹形对比试块标定的仪器和探头参数，满足了仪器准确校准目的，更有利于凹曲面锻件的超声波缺陷定位探伤。

Description

一种弯月试块
技术领域
本发明属于凹曲面类锻件的精度定位领域，具体涉及一种弯月试块。
背景技术
超声波探伤仪和探头的标定工作，目前主要的标准试块为V1(IIW1)船形试块和V2(IIW2)牛角试块，它们的作用主要为水平线性、垂直线性、动态范围、灵敏度余量、分辨力、盲区、探头的入射点、折射角等测量，探头的检测面为通常为平面。而弯月试块与船形试块(或牛角试块)的作用基本相同，但探头的检测面均为曲面。工件面的形状通常为平面和曲面，平面作为检测面的探伤工作，其仪器和探头标定为船形试块和牛角试块；凹曲面作为检测面的探伤工作，其仪器和探头标定全世界范围内没有检测试块。
凹曲面锻件的超声波周向斜探测缺陷精确定位，在国际上一直没有标准试块调试。如何确定凹曲面锻件检测的入射点、扫描速度及零点，成为无损检测领域重大难题。对缺陷的精度定位无法保证，现有的对比试块均无法满足入射点、速度及零点标定工作。
因此，需要一种新的对比试块来解决上述问题。
发明内容
发明目的：本发明针对现有技术中的对比试块均无法满足入射点、扫描速度及零点标定的缺陷，提供一种可以对斜探测凹曲面锻件入射点、声速及零点进行标定的弯月试块。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的弯月试块采用如下技术方案：
一种弯月试块，所述弯月试块的纵截面包括依次首尾相接的第一圆弧、第二圆弧、第二线段和第三圆弧，所述第一圆弧的半径为R，所述第二圆弧和第三圆弧的半径为r，所述第一圆弧的圆心为O’点，所述第二圆弧和第三圆弧的圆心均为O点，所述O点位于所述第一圆弧上，所述O’点位于所述O点的上方,所述弯月试块的O点处设置有矩形刻线。
优选的，还包括第一线段和第三线段，所述第二圆弧通过所述第一线段连接所述第一圆弧的一端，所述第三圆弧通过所述第三线段连接所述第一圆弧的另一端。
优选的，所述第一线段和第三线段平行设置。
优选的，经过所述O’点和O点的直线与所述第二线段垂直。
优选的，R＝2r。
优选的，所述第二线段的长度为2r/5。本发明中,优选的，R＝2r,所述第二线段的长度为2r/5，所述弯月试块包括以下规格的多块试块：r为25mm、50mm、75mm、100mm或125mm等。
优选的，所述O点的两侧均设置有弧长刻线。方便观察超声波探头的移动距离。
优选的，所述弯月试块各部分纵截面的大小形状均相同。
优选的，所述弯月试块两个端面之间的距离为所述弯月试块的厚度，所述弯月试块的厚度大于等于25mm。本发明中弯月试块的厚度为25mm±0.1mm或50mm±0.1mm。
优选的，所述矩形刻线设置在所述弯月试块的一端或两端。
有益效果：本发明的弯月试块结构简单，可以对周向斜探测凹曲面锻件入射点、声速及零点进行标定，利用本发明的凹形对比试块标定的仪器和探头参数，满足了仪器准确校准目的，更有利于凹曲面锻件的超声波缺陷定位探伤。
附图说明
图1为本发明弯月试块的主视图；
图2为本发明弯月试块的左视图；
图3为本发明弯月试块的使用示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明的弯月试块，弯月试块的纵截面包括依次首尾相接的第一圆弧1、第二圆弧3、第二线段4和第三圆弧5，第一圆弧1的半径为R，第二圆弧3和第三圆弧5的半径为r，第一圆弧1的圆心为O’点，第二圆弧3和第三圆弧5的圆心均为O点，O点位于第一圆弧1上，O’点位于O点的上方,弯月试块的O点处设置有矩形刻线8。
优选的，还包括第一线段2和第三线段6，第二圆弧3通过第一线段2连接第一圆弧1的一端，第三圆弧5通过第三线段6连接第一圆弧1的另一端。
优选的，第一线段2和第三线段6平行设置。
优选的，经过O’点和O点的直线与第二线段4垂直。
优选的，R＝2r。
优选的，第二线段4的长度为2r/5。本发明中,优选的，R＝2r,第二线段4的长度为2r/5，弯月试块包括以下规格的多块试块：r为25mm、50mm、75mm、100mm或125mm。
优选的，O点的两侧均设置有弧长刻线。方便观察超声波探头的移动距离。弧长刻线按照“毫米”精度左右刻线，刻线一般刻15个以上。
优选的，弯月试块各部分纵截面的大小形状均相同。
优选的，弯月试块两个端面之间的距离为弯月试块的厚度，弯月试块的厚度大于等于25mm。本发明中弯月试块的厚度为25mm±0.1mm或50mm±0.1mm。
优选的，矩形刻线8设置在弯月试块的一端或两端。
本发明的弯月试块结构简单，可以对周向斜探测凹曲面锻件入射点、声速及零点进行标定，利用本发明的凹形对比试块标定的仪器和探头参数，满足了仪器准确校准目的，更有利于凹曲面锻件的超声波缺陷定位探伤。
制作步骤：弯月试块的纵截面首先以O点为圆心，半径r画圆，再以O’点为圆心，半径R画圆，相交部位组合形成，测试结构由半径r的弦AB，弦AB的弦长等于2r/5，去掉弦弧组合形成。弯月试块为结构(1)-结构(2)的结构。
实施例1
凹曲面锻件入射点、声速及零点标定对比试块称为弯月试块，弯月试块厚度等于1"(25mm)，宽度为两圆相交跨距，高度为r减去弦弧高。位置O点的附近制作成左右各25mm刻线，每隔1mm刻一个线，长刻线为0，5，10，15，20，25，短刻线为其它线，见图3所示。
1.凸面半径r的探头，在O点左右移动，将只有一点反射波最强，测量此刻线与探头的前端面的对应位置点，即为探头前沿。
2.凸面半径r的探头，在O点左右移动，将第一次反射波调至最强位置(深程为r)，压缩深程会出现第二次反射波(深程为2r)，可以进行声速及零点标定。
对比试块材料：对比试块技术指标需符合GB/T 11259及ASTM E428标准要求。
发明原理：为了更好地确保凹曲面锻件或空心类锻件周向方向斜入射超声波探伤水平、垂直、声程的精度定位，设计了一种弯月试块，通过先校准探头入射点，同时计算超声反射声程S1＝r、S2＝2r，再校准探头速度、零点的方法，达到了凹曲面锻件斜入射的检测精度定位。
本发明显著提高了超声波周向斜入射缺陷的精确定位，大大提高了凹曲面锻件超声波周向斜入射检测的水平，同时可以与各种圆弧半径50mm差系列的弯月试块相配合，实现凹曲面锻件纵向缺陷的超声波探伤的准确定位。利用本发明的凹形对比试块标定的仪器和探头参数，满足了仪器准确校准目的，更有利于凹曲面锻件的超声波缺陷定位探伤。
利用超声波周向斜探测缺陷精确定位，可有效地判定凹曲面锻件的缺陷位置，利于后道工序是否加工或判废的制造过程，充分发挥探伤检测方法的潜力与优势。

Claims (10)

1.一种弯月试块，其特征在于：所述弯月试块的纵截面包括依次首尾相接的第一圆弧(1)、第二圆弧(3)、第二线段(4)和第三圆弧(5)，所述第一圆弧(1)的半径为R，所述第二圆弧(3)和第三圆弧(5)的半径为r，所述第一圆弧(1)的圆心为O’点，所述第二圆弧(3)和第三圆弧(5)的圆心均为O点，所述O点位于所述第一圆弧(1)上，所述O’点位于所述O点的上方，所述弯月试块的O点处设置有矩形刻线(8)。
2.根据权利要求1所述的弯月试块，其特征在于：还包括第一线段(2)和第三线段(6)，所述第二圆弧(3)通过所述第一线段(2)连接所述第一圆弧(1)的一端，所述第三圆弧(5)通过所述第三线段(6)连接所述第一圆弧(1)的另一端。
3.根据权利要求2所述的弯月试块，其特征在于：所述第一线段(2)和第三线段(6)平行设置。
4.根据权利要求1所述的弯月试块，其特征在于：经过所述O’点和O点的直线与所述第二线段(4)垂直。
5.根据权利要求1所述的弯月试块，其特征在于：R＝2r。
6.根据权利要求1所述的弯月试块，其特征在于：所述第二线段(4)的长度为2r/5。
7.根据权利要求1所述的弯月试块，其特征在于：所述O点的两侧均设置有弧长刻线。
8.根据权利要求1所述的弯月试块，其特征在于：所述弯月试块各部分纵截面的大小形状均相同。
9.根据权利要求1所述的弯月试块，其特征在于：所述弯月试块两个端面之间的距离为所述弯月试块的厚度,所述弯月试块的厚度大于等于25mm。
10.根据权利要求1所述的弯月试块，其特征在于：所述矩形刻线(8)设置在所述弯月试块的一端或两端。
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