CN113267571A - 套管下瓷件的超声检测用试块及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种套管下瓷件的超声检测用试块及检测方法，套管下瓷件的超声检测用试块包括，第一试块，用于为下瓷件的等径体检验提供对缺陷定量分析参照，第二试块，用于为下瓷件的等径体和圆锥体连接处检验提供对缺陷定量分析参照，第三试块，用于为下瓷件的圆锥体检验提供对缺陷定量分析参照。本发明可以实现套管下瓷件超声检测对缺陷位置、大小的定量及简单的缺陷定性，可有效提高检测准确度。

Description

套管下瓷件的超声检测用试块及检测方法

技术领域

本发明涉及电力设备检测技术领域，尤其涉及一种套管下瓷件的超声检测用试块及检测方法。

背景技术

变压器(高抗)套管是变压器(高抗)箱外的主要绝缘装置。72.5kV及以上电压等级油浸式变压器(高抗)套管均有下瓷件，下瓷件主要用于输变电设备引线的绝缘支撑或做为绝缘容器用，其结构如图5所示。套管下瓷件制造、安装、运行阶段可能会产生缺陷，缺陷达到一定尺寸后发生失效会造成设备损坏。

现有针对下瓷件检测主要方法为目视检测、敲击法检测、超声纵波检测。其中目视检测仅能针对下瓷件外表面进行宏观检测，而敲击法检测在检测大型下瓷件时仅能发现较大的缺陷，检测结果受人为因素影响大，不同的检测人员检测结果可能完全不同，难以规范化评定。而传统超声检测在定量上受制于检测试块形状和材料限制，对缺陷的定量不够准确。现有的检测方法在检测套管下瓷件时检测效果不佳。

现有技术中，如图6所示，在套管下瓷件制造阶段，会从下瓷件的两端的端面用纵波直探头94检测下瓷件内部缺陷。该方法存在以下问题：

(1)仅适用于制造阶段。下瓷件未装配到套管时才能从端面检测，在役阶段该技术无法实施。

(2)超声波所能检测的最小缺陷的尺寸为波长的一半。现有技术采用纵波直探头，由于相同介质中传播时纵波波长比横波长，因此采用纵波检测缺陷的能力不如横波检测。

(3)探头发射超声波，当缺陷方向垂直于超声波传播方向时，反射信号才会被探头接收。因此采用纵波直探头仅能发现垂直于超声波传播方向的缺陷，对于其它方向的内部缺陷会漏检。

(4)采用直探头纵波检测时，由于端面位置较小，会产生侧壁干涉，影响缺陷定性、定位和定量，出现漏检和误判。侧壁干涉原理：声束入射到工件边界，超声波在工件界面反射并发生波形转换，由此会产生超声波的叠加和干涉，使原主声束的指向性、灵敏度受到影响。

(5)直探头纵波检测无法记录检测数据，不利于设备的长期运行状态监控。

(6)直探头纵波检测仅有某一视图波形显示，无法直接观测到缺陷形貌。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种套管下瓷件的超声检测用试块及检测方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种套管下瓷件的超声检测用试块及检测方法，本发明可以实现套管下瓷件超声检测对缺陷位置、大小的定量及简单的缺陷定性，可有效提高检测准确度。

本发明的目的是这样实现的，一种套管下瓷件的超声检测用试块，包括，

第一试块，用于为下瓷件的等径体检验提供对缺陷定量分析参照，所述第一试块呈第一等径圆弧块设置；所述第一试块内设置第一人造缺陷孔结构，用于等径体内部缺陷检测的分析参照；所述第一试块的表面设置第一刻槽结构，所述第一刻槽结构为表面开口型缺陷，用于等径体表面缺陷检验的分析参照；

第二试块，用于为下瓷件的等径体和圆锥体连接处检验提供对缺陷定量分析参照，所述第二试块包括相互连接的第二等径圆弧块和第一圆锥弧块，第二等径圆弧块和第一圆锥弧块连接处的内部设置第二人造缺陷孔结构，用于等径体和圆锥体连接处内部缺陷检测的分析参照；第二等径圆弧块和第一圆锥弧块连接处的表面设置第二刻槽结构，所述第二刻槽结构为表面开口型缺陷，用于等径体和圆锥体连接处表面缺陷检验的分析参照；

第三试块，用于为下瓷件的圆锥体检验提供对缺陷定量分析参照，所述第三试块包括第二圆锥弧块；所述第三试块内设置第三人造缺陷孔结构，用于圆锥体内部缺陷检测的分析参照；所述第三试块的表面设置第三刻槽结构，所述第三刻槽结构为表面开口型缺陷，用于圆锥体表面缺陷检验的分析参照。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一人造缺陷孔结构包括第一试块内沿其轴向设置的第一轴向缺陷孔和沿其周向设置的第一周向缺陷孔，所述第一轴向缺陷孔自第一试块的轴向一端向内延伸设置，所述第一周向缺陷孔自第一试块的周向一端向内延伸设置，所述第一轴向缺陷孔用于等径体内部缺陷检测时周向扫查的检测灵敏度确认，所述第一周向缺陷孔用于等径体内部缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一刻槽结构包括多个第一外表面刻槽和第一内表面刻槽，各所述第一外表面刻槽沿第一试块的轴向或周向设置于第一试块的外表面上，各所述第一内表面刻槽沿第一试块的轴向或周向设置于第一试块的内表面上，各第一外表面刻槽用于等径体外表面缺陷检测时周向扫查和轴向扫查的检测灵敏度确认，各第一内表面刻槽用于等径体内表面缺陷检测时周向扫查和轴向扫查的检测灵敏度确认。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二人造缺陷孔结构包括第二等径圆弧块和第一圆锥弧块连接处沿其周向设置的第二周向缺陷孔，所述第二周向缺陷孔自第二等径圆弧块的周向一端向内延伸设置，所述第二周向缺陷孔用于等径体和圆锥体连接处内部缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二刻槽结构包括多个第二外表面刻槽和第二内表面刻槽，各所述第二外表面刻槽沿第二等径圆弧块的周向设置于第二等径圆弧块和第一圆锥弧块连接处的外表面上，各所述第二内表面刻槽沿第二等径圆弧块的周向设置于第二等径圆弧块和第一圆锥弧块连接处的内表面上，各第二外表面刻槽用于等径体和圆锥体连接处外表面缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认，各第二内表面刻槽用于等径体和圆锥体连接处内表面缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第三人造缺陷孔结构包括第二圆锥弧块内沿其母线方向设置的第三轴向缺陷孔和沿其周向设置的第三周向缺陷孔，所述第三轴向缺陷孔自第二圆锥弧块的母线方向一端向内延伸设置，所述第三周向缺陷孔自第二圆锥弧块的周向一端向内延伸设置，所述第三轴向缺陷孔用于圆锥体内部缺陷检测时周向扫查的检测灵敏度确认，所述第三周向缺陷孔用于圆锥体内部缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第三刻槽结构包括多个第三外表面刻槽和第三内表面刻槽，各所述第三外表面刻槽沿第二圆锥弧块的周向或母线方向设置于第二圆锥弧块的外表面上，各所述第三内表面刻槽沿第二圆锥弧块的周向或母线方向设置于第二圆锥弧块的内表面上，各第三外表面刻槽用于圆锥体外表面缺陷检测时周向扫查和轴向扫查的检测灵敏度确认，各第三内表面刻槽用于圆锥体内表面缺陷检测时周向扫查和轴向扫查的检测灵敏度确认。

在本发明的一较佳实施方式中，圆锥体远离等径体的一端连接有小径圆环体，所述第三试块还包括与第二圆锥弧块连接的第三等径圆弧块；所述第三刻槽结构还包括第四外表面刻槽和第四内表面刻槽，各所述第四外表面刻槽沿第三等径圆弧块的周向设置于第二圆锥弧块和第三等径圆弧块连接处的外表面上，各所述第四内表面刻槽沿第三等径圆弧块的周向设置于第二圆锥弧块和第三等径圆弧块连接处的内表面上，各第四外表面刻槽用于圆锥体和小径圆环体连接处外表面缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认，各第四内表面刻槽用于圆锥体和小径圆环体连接处内表面缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认；第三刻槽结构还包括第五外表面刻槽和第五内表面刻槽，各第五外表面刻槽沿第三等径圆弧块的周向设置于第三等径圆弧块外表面上，各第五内表面刻槽沿第三等径圆弧块的周向设置于第三等径圆弧块内表面上。

本发明的目的还可以这样实现，一种检测方法，包括，根据检测部位选择如前述的套管下瓷件的超声检测用试块，使用选定的第一试块、第二试块或第三试块调整扫查的精测灵敏度，保存检验参数，使用超声波检测下瓷件检测部位的内部缺陷、内表面缺陷和外表面缺陷，根据检测结果对被检的下瓷件的合格情况进行评价，保留检测数据。

在本发明的一较佳实施方式中，使用相控阵超声、单晶或双晶横波的一次波检测下瓷件的内部缺陷及内表面缺陷；使用相控阵超声、单晶或双晶横波的二次波检测下瓷件的外表面缺陷，检测下瓷件的等径体时选择第一试块，检测下瓷件的等径体和圆锥体连接处时选择第二试块，检测下瓷件的圆锥体时选择第三试块，检测下瓷件检测部位的内部缺陷、内表面缺陷和外表面缺陷时采用第一试块、第二试块或第三试块调整扫描灵敏度，出现异常情况时对检测结果进行记录，并保存缺陷的相控阵超声采集数据，异常情况包括：

a、判定为裂纹的缺陷；

b、检测结果符合下列条件之一的：

b1、单个缺陷波大于或等于设定的缺陷孔当量的缺陷；

b2、单个缺陷波小于设定的缺陷孔当量，且指示长度大于或等于设定长度的缺陷；

b3、单个缺陷波小于设定的缺陷孔当量，呈现至少3个反射波或林状反射波的缺陷；

b4、在下瓷件的外表面一侧检测其内表面时，内表面反射波检测大于或等于第一当量时的缺陷；下瓷件的外表面采用二次波检测时，缺陷波大于或等于第一当量时的缺陷。

在本发明的一较佳实施方式中，采用爬波检测下瓷件的外表面缺陷，检测下瓷件的等径体时选择第一试块，检测下瓷件的等径体和圆锥体连接处时选择第二试块，检测下瓷件的圆锥体时选择第三试块，检测下瓷件检测部位的外表面缺陷时采用第一试块、第二试块或第三试块调整扫描灵敏度，将仪器探头置于相应的试块上，根据扫查方向选择相应的刻槽结构，测出最强反射波，依次测出多个距离处模拟裂纹波高，绘制出距离——波幅曲线，出现异常情况时对检测结果进行记录，并保存缺陷的采集数据，异常情况包括：

a、判定为裂纹的缺陷；

b、检测结果符合下列条件之一的：

b1、反射波幅超过距离——波幅曲线高度的缺陷；

b2、反射波幅等于或低于距离——波幅曲线高度，且指示长度大于或等于设定长度的缺陷。

由上所述，本发明提供的套管下瓷件的超声检测用试块及检测方法具有如下有益效果：

本发明的套管下瓷件的超声检测用试块中，各试块仿下瓷件的各部位制作，各试块内设置人造缺陷孔结构，为下瓷件各部位的内部缺陷检测提供分析参照，各试块的内外表面设置刻槽结构，为下瓷件各部位的表面缺陷检验提供分析参照；通过使用本发明的套管下瓷件的超声检测用试块，可以实现套管下瓷件超声检测对缺陷位置、大小的定量，及简单的缺陷定性。

本发明的检测方法，根据检测部位选择前述的套管下瓷件的超声检测用试块，可以使用此套试块对特高压套管下瓷件进行相控阵超声、双晶或单晶横波、爬波检测的方法，通过采用本方法可以实现对套管下瓷件的有效检验，并对其内部和表面缺陷准确定量并记录，便于对套管下瓷件的使用状况和安全性能进行相应的评估，可有效提高检测准确度。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

其中：

图1：为本发明的第一试块的示意图。

图2：为本发明的第二试块的示意图。

图3：为本发明的第三试块的示意图。

图4：为本发明的检测方法的工作过程示意图。

图5：为下瓷件的结构示意图。

图6：为现有技术中纵波直探头检测下瓷件时的示意图

图中：

1、第一试块；

11、第一轴向缺陷孔；12、第一周向缺陷孔；13、第一外表面刻槽；14、第一内表面刻槽；

2、第二试块；

21、第二等径圆弧块；22、第一圆锥弧块；23、第二周向缺陷孔；24、第二外表面刻槽；25、第二内表面刻槽；

3、第三试块；

31、第二圆锥弧块；32、第三等径圆弧块；33、第三轴向缺陷孔；34、第三周向缺陷孔；35、第三外表面刻槽；36、第三内表面刻槽；37、第四外表面刻槽；38、第四内表面刻槽；39、第五外表面刻槽；40、第五内表面刻槽；

9、下瓷件；91、等径体；92、圆锥体；93、圆环体；94、纵波直探头；95、相控阵超声探头；96、单晶横波探头；97、双晶横波探头；98、爬波探头。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图3所示，本发明提供一种套管下瓷件的超声检测用试块，包括，

第一试块1，用于为下瓷件9的等径体91检验提供对缺陷定量分析参照，试块材质为高强瓷，第一试块1呈第一等径圆弧块设置；第一试块1内设置第一人造缺陷孔结构，用于等径体内部缺陷检测的分析参照；第一试块1的表面设置第一刻槽结构，第一刻槽结构为表面开口型缺陷，用于等径体表面缺陷检验的分析参照；

第二试块2，用于为下瓷件9的等径体91和圆锥体92连接处检验提供对缺陷定量分析参照，试块材质为高强瓷，第二试块2包括相互连接的第二等径圆弧块21和第一圆锥弧块22，第二等径圆弧块21和第一圆锥弧块22连接处的内部设置第二人造缺陷孔结构，用于等径体91和圆锥体92连接处内部缺陷检测的分析参照；第二等径圆弧块21和第一圆锥弧块22连接处的表面设置第二刻槽结构，第二刻槽结构为表面开口型缺陷，用于等径体91和圆锥体92连接处表面缺陷检验的分析参照；

第三试块3，用于为下瓷件9的圆锥体92检验提供对缺陷定量分析参照，试块材质为高强瓷，第三试块3包括第二圆锥弧块31；第三试块3内设置第三人造缺陷孔结构，用于圆锥体内部缺陷检测的分析参照；第三试块3的表面设置第三刻槽结构，第三刻槽结构为表面开口型缺陷，用于圆锥体表面缺陷检验的分析参照。

本发明的套管下瓷件的超声检测用试块中，各试块仿下瓷件的各部位制作，各试块内设置人造缺陷孔结构，为下瓷件各部位的内部缺陷检测提供分析参照，各试块的内外表面设置刻槽结构，为下瓷件各部位的表面缺陷检验提供分析参照；通过使用本发明的套管下瓷件的超声检测用试块，可以实现套管下瓷件超声检测对缺陷位置、大小的定量，及简单的缺陷定性。

进一步，如图1所示，第一人造缺陷孔结构包括第一试块1内沿其轴向设置的第一轴向缺陷孔11和沿其周向设置的第一周向缺陷孔12，第一轴向缺陷孔11自第一试块1的轴向一端向内延伸设置，第一周向缺陷孔12自第一试块1的周向一端向内延伸设置，第一轴向缺陷孔11用于等径体内部缺陷检测时周向扫查的检测灵敏度确认，第一周向缺陷孔12用于等径体内部缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认。

进一步，如图1所示，第一刻槽结构包括多个第一外表面刻槽13和第一内表面刻槽14，各第一外表面刻槽13沿第一试块的轴向或周向设置于第一试块的外表面上，各第一内表面刻槽14沿第一试块的轴向或周向设置于第一试块的内表面上，各第一外表面刻槽13用于等径体外表面缺陷检测时周向扫查和轴向扫查的检测灵敏度确认，各第一内表面刻槽14用于等径体内表面缺陷检测时周向扫查和轴向扫查的检测灵敏度确认。

在本发明的一具体实施例中，第一轴向缺陷孔11和第一周向缺陷孔12为孔径1mm、深度20mm的盲孔；第一外表面刻槽13包括第一试块外表面上3道沿周向分布的刻槽，1道长10mm、深1mm，1道长15mm、深2mm，1道长15mm、深3mm；还包括3道沿轴向分布的刻槽，1道长10mm、深1mm，1道长15mm、深2mm，1道长15mm、深3mm；第一内表面刻槽14包括第一试块内表面上3道沿周向分布的刻槽，1道长10mm、深1mm，1道长15mm、深2mm，1道长15mm、深3mm；还包括3道沿轴向分布的刻槽，1道长10mm、深1mm，1道长15mm、深2mm，1道长15mm、深3mm。

进一步，如图2所示，第二人造缺陷孔结构包括第二等径圆弧块21和第一圆锥弧块22连接处沿其周向设置的第二周向缺陷孔23，第二周向缺陷孔23自第二等径圆弧块的周向一端向内延伸设置，第二周向缺陷孔23用于等径体和圆锥体连接处内部缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认。

进一步，如图2所示，第二刻槽结构包括多个第二外表面刻槽24和第二内表面刻槽25，各第二外表面刻槽24沿第二等径圆弧块的周向设置于第二等径圆弧块和第一圆锥弧块连接处的外表面上，各第二内表面刻槽25沿第二等径圆弧块的周向设置于第二等径圆弧块和第一圆锥弧块连接处的内表面上，各第二外表面刻槽24用于等径体和圆锥体连接处外表面缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认，各第二内表面刻槽25用于等径体和圆锥体连接处内表面缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认。

在本发明的一具体实施例中，第二周向缺陷孔23为孔径1mm、深度20mm的盲孔；第二外表面刻槽24包括第二等径圆弧块和第一圆锥弧块连接处外表面上3道沿周向分布的刻槽，1道长10mm、深1mm，1道长15mm、深2mm，1道长15mm、深3mm；第二内表面刻槽25第二等径圆弧块和第一圆锥弧块连接处内表面上3道沿周向分布的刻槽，1道长10mm、深1mm，1道长15mm、深2mm，1道长15mm、深3mm。

进一步，如图3所示，第三人造缺陷孔结构包括第二圆锥弧块31内沿其母线方向设置的第三轴向缺陷孔33和沿其周向设置的第三周向缺陷孔34，第三轴向缺陷孔33自第二圆锥弧块31的母线方向一端向内延伸设置，第三周向缺陷孔34自第二圆锥弧块31的周向一端向内延伸设置，第三轴向缺陷孔33用于圆锥体内部缺陷检测时周向扫查的检测灵敏度确认，第三周向缺陷孔34用于圆锥体内部缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认。

进一步，如图3所示，第三刻槽结构包括多个第三外表面刻槽35和第三内表面刻槽36，各第三外表面刻槽35沿第二圆锥弧块的周向或母线方向设置于第二圆锥弧块的外表面上，各第三内表面刻槽36沿第二圆锥弧块的周向或母线方向设置于第二圆锥弧块的内表面上，各第三外表面刻槽35用于圆锥体外表面缺陷检测时周向扫查和轴向扫查的检测灵敏度确认，各第三内表面刻槽36用于圆锥体内表面缺陷检测时周向扫查和轴向扫查的检测灵敏度确认。

进一步，圆锥体92远离等径体的一端连接有小径圆环体93，如图3所示，第三试块还包括与第二圆锥弧块31连接的第三等径圆弧块32；第三刻槽结构还包括第四外表面刻槽37和第四内表面刻槽38，各第四外表面刻槽37沿第三等径圆弧块的周向设置于第二圆锥弧块和第三等径圆弧块连接处的外表面上，各第四内表面刻槽38沿第三等径圆弧块的周向设置于第二圆锥弧块和第三等径圆弧块连接处的内表面上，各第四外表面刻槽37用于圆锥体和小径圆环体连接处外表面缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认，各第四内表面刻槽38用于圆锥体和小径圆环体连接处内表面缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认。

如图3所示，第三刻槽结构还包括第五外表面刻槽39和第五内表面刻槽40，各第五外表面刻槽39沿第三等径圆弧块的周向设置于第三等径圆弧块外表面上，各第五内表面刻槽40沿第三等径圆弧块的周向设置于第三等径圆弧块内表面上，各第五外表面刻槽39用于小径圆环体外表面缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认，各第五内表面刻槽40用于小径圆环体内表面缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认。

在本发明的一具体实施例中，第三轴向缺陷孔33和第三周向缺陷孔34为孔径1mm、深度20mm的盲孔；第三外表面刻槽35包括第二圆锥弧块31外表面上3道沿周向分布的刻槽，1道长10mm、深1mm，1道长15mm、深2mm，1道长15mm、深3mm；还包括3道沿母线方向分布的刻槽，1道长10mm、深1mm，1道长15mm、深2mm，1道长15mm、深3mm；第三内表面刻槽36包括第二圆锥弧块31内表面上3道沿周向分布的刻槽，1道长10mm、深1mm，1道长15mm、深2mm，1道长15mm、深3mm；还包括3道沿母线方向分布的刻槽，1道长10mm、深1mm，1道长15mm、深2mm，1道长15mm、深3mm。

第四外表面刻槽37包括第二圆锥弧块和第三等径圆弧块连接处的外表面上沿周向分布的刻槽，1道长10mm、深1mm，1道长15mm、深2mm，1道长15mm、深3mm；第四内表面刻槽38包括第二圆锥弧块和第三等径圆弧块连接处的内表面上沿周向分布的刻槽，1道长10mm、深1mm，1道长15mm、深2mm，1道长15mm、深3mm。

第五外表面刻槽39包括第三等径圆弧块外表面上沿周向分布的刻槽，1道长10mm、深1mm，1道长15mm、深2mm；第五内表面刻槽40包括第三等径圆弧块内表面上沿周向分布的刻槽，1道长10mm、深1mm，1道长15mm、深2mm。

本发明还提供一种检测方法，包括，根据检测部位选择前述的套管下瓷件的超声检测用试块，使用选定的第一试块1、第二试块2或第三试块3调整扫查的精测灵敏度，保存检验参数，使用超声波检测下瓷件检测部位的内部缺陷、内表面缺陷和外表面缺陷，根据检测结果对被检的下瓷件的合格情况进行评价，保留检测数据。

具体地，如图4所示，检测时选择相控阵超声检测仪或A型超声检测仪(现有技术)，可以使用相控阵超声(仪器探头为相控阵超声探头95)、单晶横波(仪器探头为单晶横波探头96)或双晶横波(仪器探头为双晶横波探头97)的一次波检测下瓷件的内部缺陷及内表面缺陷；使用相控阵超声、单晶横波或双晶横波的二次波检测下瓷件的外表面缺陷。检测下瓷件的等径体91时选择第一试块1，检测下瓷件的等径体91和圆锥体92连接处时选择第二试块2，检测下瓷件的圆锥体92时选择第三试块3，检测下瓷件检测部位的内部缺陷、内表面缺陷和外表面缺陷时采用第一试块、第二试块或第三试块调整扫描灵敏度，规定如下：

(1)下瓷件9壁厚不大于30mm，根据扫查方位为径向和轴向分别将第一试块、第二试块或第三试块上缺陷孔(深度为20mm的Φ1mm孔)反射波高调到60％～80％屏高；

(2)下瓷件9壁厚大于30mm，根据扫查方位为径向和轴向分别将第一试块、第二试块或第三试块上缺陷孔(深度为20mm的Φ1mm孔)的二次反射波高调到60％～80％屏高，并增加一定的增益补偿(△dB)。

出现异常情况时对检测结果进行记录，并保存缺陷的相控阵超声采集数据，在下次检验周期时重点关注有缺陷的部位其缺陷是否有扩展。异常情况包括：

a、判定为裂纹的缺陷；

b、检测结果符合下列条件之一的：

b1、单个缺陷波大于或等于设定的缺陷孔(深度为20mm的Φ1mm孔)当量的缺陷；

b2、单个缺陷波小于设定的缺陷孔(深度为20mm的Φ1mm孔)当量，且指示长度大于或等于设定长度(10mm)的缺陷；

b3、单个缺陷波小于设定的缺陷孔(深度为20mm的Φ1mm孔)当量，呈现至少3个反射波或林状反射波的缺陷；

b4、在下瓷件的外表面一侧检测其内表面时，内表面反射波检测大于或等于第一当量(深1mm，长10mm槽屏高80％减6dB)时的缺陷；下瓷件的外表面采用横波二次波检测时，缺陷波大于或等于第一当量(深1mm，长10mm槽屏高80％减6dB)时的缺陷。

进一步，可以采用爬波检测下瓷件的外表面缺陷，爬波检测时选择A型超声检测仪(现有技术)，检测下瓷件的等径体时选择第一试块，检测下瓷件的等径体和圆锥体连接处时选择第二试块，检测下瓷件的圆锥体时选择第三试块，检测下瓷件检测部位的外表面缺陷时采用第一试块、第二试块或第三试块调整扫描灵敏度，规定如下：

将仪器探头(仪器探头为爬波探头98)置于相应的试块上，根据扫查方向选择相应的刻槽结构，测出最强反射波，依次测出多个距离处模拟裂纹波高，绘制出距离——波幅曲线。

一具体实施例中，仪器探头前沿放置在距离深度1mm、长度10mm的刻槽10mm处，测出最强反射波，调到80％屏高，然后依次测出距离分别为20mm、30mm、40mm、50mm处模拟裂纹波高，在示波屏上绘制出一条距离——波幅曲线。

出现异常情况时对检测结果进行记录，并保存缺陷的采集数据，在下次检验周期时重点关注有缺陷的部位其缺陷是否有扩展。异常情况包括：

a、判定为裂纹的缺陷；

b、检测结果符合下列条件之一的：

b1、反射波幅超过距离——波幅曲线高度的缺陷；

b2、反射波幅等于或低于距离——波幅曲线高度，且指示长度大于或等于设定长度(10mm)的缺陷。

在制造阶段可以采用纵波直探头在两个端面检测替代。

本发明的检测方法，根据检测部位选择前述的套管下瓷件的超声检测用试块，可以使用此套试块对特高压套管下瓷件进行相控阵超声、双晶或单晶横波、爬波检测的方法，通过采用本方法可以实现对套管下瓷件的有效检验，并对其内部和表面缺陷准确定量并记录，便于对套管下瓷件的使用状况和安全性能进行相应的评估。本方法采用以相控阵超声检测为主，辅以单晶或双晶横波以及爬波检测相结合的方式，结合本发明的套管下瓷件的超声检测用试块对套管下瓷件进行检测，可有效提高检测准确度。

由上所述，本发明提供的套管下瓷件的超声检测用试块及检测方法具有如下有益效果：

本发明的套管下瓷件的超声检测用试块中，各试块仿下瓷件的各部位制作，各试块内设置人造缺陷孔结构，为下瓷件各部位的内部缺陷检测提供分析参照，各试块的内外表面设置刻槽结构，为下瓷件各部位的表面缺陷检验提供分析参照；通过使用本发明的套管下瓷件的超声检测用试块，可以实现套管下瓷件超声检测对缺陷位置、大小的定量，及简单的缺陷定性。

本发明的检测方法，根据检测部位选择前述的套管下瓷件的超声检测用试块，可以使用此套试块对特高压套管下瓷件进行相控阵超声、双晶或单晶横波、爬波检测的方法，通过采用本方法可以实现对套管下瓷件的有效检验，并对其内部和表面缺陷准确定量并记录，便于对套管下瓷件的使用状况和安全性能进行相应的评估，可有效提高检测准确度。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (11)

1.一种套管下瓷件的超声检测用试块，其特征在于，包括，

第一试块，用于为下瓷件的等径体检验提供对缺陷定量分析参照，所述第一试块呈第一等径圆弧块设置；所述第一试块内设置第一人造缺陷孔结构，用于等径体内部缺陷检测的分析参照；所述第一试块的表面设置第一刻槽结构，所述第一刻槽结构为表面开口型缺陷，用于等径体表面缺陷检验的分析参照；

第二试块，用于为下瓷件的等径体和圆锥体连接处检验提供对缺陷定量分析参照，所述第二试块包括相互连接的第二等径圆弧块和第一圆锥弧块，第二等径圆弧块和第一圆锥弧块连接处的内部设置第二人造缺陷孔结构，用于等径体和圆锥体连接处内部缺陷检测的分析参照；第二等径圆弧块和第一圆锥弧块连接处的表面设置第二刻槽结构，所述第二刻槽结构为表面开口型缺陷，用于等径体和圆锥体连接处表面缺陷检验的分析参照；

第三试块，用于为下瓷件的圆锥体检验提供对缺陷定量分析参照，所述第三试块包括第二圆锥弧块；所述第三试块内设置第三人造缺陷孔结构，用于圆锥体内部缺陷检测的分析参照；所述第三试块的表面设置第三刻槽结构，所述第三刻槽结构为表面开口型缺陷，用于圆锥体表面缺陷检验的分析参照。

2.如权利要求1所述的套管下瓷件的超声检测用试块，其特征在于，所述第一人造缺陷孔结构包括第一试块内沿其轴向设置的第一轴向缺陷孔和沿其周向设置的第一周向缺陷孔，所述第一轴向缺陷孔自第一试块的轴向一端向内延伸设置，所述第一周向缺陷孔自第一试块的周向一端向内延伸设置，所述第一轴向缺陷孔用于等径体内部缺陷检测时周向扫查的检测灵敏度确认，所述第一周向缺陷孔用于等径体内部缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认。

3.如权利要求2所述的套管下瓷件的超声检测用试块，其特征在于，所述第一刻槽结构包括多个第一外表面刻槽和第一内表面刻槽，各所述第一外表面刻槽沿第一试块的轴向或周向设置于第一试块的外表面上，各所述第一内表面刻槽沿第一试块的轴向或周向设置于第一试块的内表面上，各第一外表面刻槽用于等径体外表面缺陷检测时周向扫查和轴向扫查的检测灵敏度确认，各第一内表面刻槽用于等径体内表面缺陷检测时周向扫查和轴向扫查的检测灵敏度确认。

4.如权利要求1所述的套管下瓷件的超声检测用试块，其特征在于，所述第二人造缺陷孔结构包括第二等径圆弧块和第一圆锥弧块连接处沿其周向设置的第二周向缺陷孔，所述第二周向缺陷孔自第二等径圆弧块的周向一端向内延伸设置，所述第二周向缺陷孔用于等径体和圆锥体连接处内部缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认。

5.如权利要求4所述的套管下瓷件的超声检测用试块，其特征在于，所述第二刻槽结构包括多个第二外表面刻槽和第二内表面刻槽，各所述第二外表面刻槽沿第二等径圆弧块的周向设置于第二等径圆弧块和第一圆锥弧块连接处的外表面上，各所述第二内表面刻槽沿第二等径圆弧块的周向设置于第二等径圆弧块和第一圆锥弧块连接处的内表面上，各第二外表面刻槽用于等径体和圆锥体连接处外表面缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认，各第二内表面刻槽用于等径体和圆锥体连接处内表面缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认。

6.如权利要求1所述的套管下瓷件的超声检测用试块，其特征在于，所述第三人造缺陷孔结构包括第二圆锥弧块内沿其母线方向设置的第三轴向缺陷孔和沿其周向设置的第三周向缺陷孔，所述第三轴向缺陷孔自第二圆锥弧块的母线方向一端向内延伸设置，所述第三周向缺陷孔自第二圆锥弧块的周向一端向内延伸设置，所述第三轴向缺陷孔用于圆锥体内部缺陷检测时周向扫查的检测灵敏度确认，所述第三周向缺陷孔用于圆锥体内部缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认。

7.如权利要求6所述的套管下瓷件的超声检测用试块，其特征在于，所述第三刻槽结构包括多个第三外表面刻槽和第三内表面刻槽，各所述第三外表面刻槽沿第二圆锥弧块的周向或母线方向设置于第二圆锥弧块的外表面上，各所述第三内表面刻槽沿第二圆锥弧块的周向或母线方向设置于第二圆锥弧块的内表面上，各第三外表面刻槽用于圆锥体外表面缺陷检测时周向扫查和轴向扫查的检测灵敏度确认，各第三内表面刻槽用于圆锥体内表面缺陷检测时周向扫查和轴向扫查的检测灵敏度确认。

8.如权利要求7所述的套管下瓷件的超声检测用试块，其特征在于，圆锥体远离等径体的一端连接有小径圆环体，所述第三试块还包括与第二圆锥弧块连接的第三等径圆弧块；所述第三刻槽结构还包括第四外表面刻槽和第四内表面刻槽，各所述第四外表面刻槽沿第三等径圆弧块的周向设置于第二圆锥弧块和第三等径圆弧块连接处的外表面上，各所述第四内表面刻槽沿第三等径圆弧块的周向设置于第二圆锥弧块和第三等径圆弧块连接处的内表面上，各第四外表面刻槽用于圆锥体和小径圆环体连接处外表面缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认，各第四内表面刻槽用于圆锥体和小径圆环体连接处内表面缺陷检测时轴向扫查的检测灵敏度确认；第三刻槽结构还包括第五外表面刻槽和第五内表面刻槽，各第五外表面刻槽沿第三等径圆弧块的周向设置于第三等径圆弧块外表面上，各第五内表面刻槽沿第三等径圆弧块的周向设置于第三等径圆弧块内表面上。

9.一种检测方法，其特征在于，包括，根据检测部位选择如权利要求1至8任一项所述的套管下瓷件的超声检测用试块，使用选定的第一试块、第二试块或第三试块调整扫查的精测灵敏度，保存检验参数，使用超声波检测下瓷件检测部位的内部缺陷、内表面缺陷和外表面缺陷，根据检测结果对被检的下瓷件的合格情况进行评价，保留检测数据。

10.如权利要求9所述的检测方法，其特征在于，使用相控阵超声、单晶或双晶横波的一次波检测下瓷件的内部缺陷及内表面缺陷；使用相控阵超声、单晶或双晶横波的二次波检测下瓷件的外表面缺陷，检测下瓷件的等径体时选择第一试块，检测下瓷件的等径体和圆锥体连接处时选择第二试块，检测下瓷件的圆锥体时选择第三试块，检测下瓷件检测部位的内部缺陷、内表面缺陷和外表面缺陷时采用第一试块、第二试块或第三试块调整扫描灵敏度，出现异常情况时对检测结果进行记录，并保存缺陷的相控阵超声采集数据，异常情况包括：

a、判定为裂纹的缺陷；

b、检测结果符合下列条件之一的：

b1、单个缺陷波大于或等于设定的缺陷孔当量的缺陷；

b2、单个缺陷波小于设定的缺陷孔当量，且指示长度大于或等于设定长度的缺陷；

b3、单个缺陷波小于设定的缺陷孔当量，呈现至少3个反射波或林状反射波的缺陷；

b4、在下瓷件的外表面一侧检测其内表面时，内表面反射波检测大于或等于第一当量时的缺陷；下瓷件的外表面采用二次波检测时，缺陷波大于或等于第一当量时的缺陷。

11.如权利要求10所述的检测方法，其特征在于，

采用爬波检测下瓷件的外表面缺陷，检测下瓷件的等径体时选择第一试块，检测下瓷件的等径体和圆锥体连接处时选择第二试块，检测下瓷件的圆锥体时选择第三试块，检测下瓷件检测部位的外表面缺陷时采用第一试块、第二试块或第三试块调整扫描灵敏度，将仪器探头置于相应的试块上，根据扫查方向选择相应的刻槽结构，测出最强反射波，依次测出多个距离处模拟裂纹波高，绘制出距离——波幅曲线，出现异常情况时对检测结果进行记录，并保存缺陷的采集数据，异常情况包括：

a、判定为裂纹的缺陷；

b、检测结果符合下列条件之一的：

b1、反射波幅超过距离——波幅曲线高度的缺陷；

b2、反射波幅等于或低于距离——波幅曲线高度，且指示长度大于或等于设定长度的缺陷。

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