CN202486106U - 管道超声波检测一体化对比试块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种管道超声波检测周向扫查用对比试块，特别是一种管道超声波检测一体化对比试块，其结构要点在于，包括有灵敏度测定部分，该功能区呈一种半圆环柱体，还包括探头参数测定部分，该功能区为一种等径圆柱体的相交柱体，两功能区的表面圆弧半径相同，二者一体化构造。优点在于：首先，增加的探头参数测定部分实现了对修磨后的探头折射角、探头前沿及扫描速度的测试和调整；其次，两个功能区一体化构造，检测时避免了因为测定不同参数而在不同试块上多次测定、调整，使用方便，测试精准，集成了测量超声波探头入射点、折射角、探头前沿、扫描速度以及扫查灵敏度于一体的技术效果，为准确测试管道产品提供了良好的对比数据，精确了测量结果。

Description

管道超声波检测一体化对比试块

技术领域

本实用新型涉及一种管道超声波检测周向扫查用对比试块，特别是一种管道超声波检测一体化对比试块。 

背景技术

本实用新型涉及的名词解释： 

探头角度，超声波从探头进入工件后发生波型转换和折射，折射角即一般所说探头角度。

扫描速度，仪器示波屏上时基扫描线的水平刻度值 

和实际声程

（单程）的比例关系，即：

=1：称为扫描速度或时基扫描线比例。 

探伤灵敏度，是指在确定的声程范围内发现规定大小缺陷的能力，一般根据产品技术要求或有关标准确定。调节探伤灵敏度的目的在于发现工件中规定大小的缺陷，并对缺陷定量。 

扫查灵敏度：实际探伤中，在进行粗探时为了提高扫查速度又不至于引起漏检，常将探伤灵敏度适当提高，这种在探伤灵敏度的基础上适当提高后的灵敏度叫做扫查灵敏度或搜查灵敏度。 

现有技术中，各类管道的产品可通过超声波来进行无损检测，其原理是基于超声波在试件中的传播特性，采用一定的方式使超声波进入工件/试件，超声波在工件/试件中传播并与工件/试件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征被改变，通过检测设备接收改变后的超声波信号并可对其进行处理和分析，从而评估工件/试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。 

在无损检测中，常常采用与已知量相比较的方法来确定被检物的状况。采用各种条件已知的试块在超声波探伤中对仪器和探头性能进行测试，调节仪器参数，确定探伤灵敏度、评价缺陷大小。超声波探伤的发展，一直与试块的研制、使用分不开。根据试块的用途，可分为调节仪器及测试探头和提供当量缺陷确定探伤灵敏度及评价缺陷大小两大类。试块根据来历一般分为两类，一种是标准试块，标准试块是由权威机构制定的试块，试块材质、形状、尺寸及表面状态都由权威部门统一规定；另一种是参考试块，也称对比试块，是由各部门按某些具体探伤对象制定的试块。 

目前管道超声波检测用参考试块多为一种灵敏度校准对比试块，呈半圆环柱体，其上分布有与柱体纵向高度同向的V型尖槽或者矩形槽，用于确定超声波探头的探伤灵敏度或者扫查灵敏度。然而普通超声波探头触面为平面，也称平探头，其进行管道超声波周向检测时，平探头与管道表面为线接触或点接触（表面粗糙时），影响耦合，不利于检测。因此，会选择将平探头进行修磨使之与管道耦合良好。然而平探头修磨后，其入射点发生了变化，从而导致折射角发生变化，探头前沿也随之改变，严重影响缺陷定位，只能依靠经验和仪器确定折射角和前沿的大致范围，精度差。除此之外，现有技术中，仅有灵敏度校准对比试块，超声波探头的扫描速度调节并无参照试块。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种能够集测量超声波探头入射点、折射角、探头前沿、扫描速度以及扫查灵敏度于一体的管道超声波检测一体化对比试块。 

本实用新型的目的是通过以下途径来实现的： 

管道超声波检测一体化对比试块，包括有灵敏度测定部分，该部分呈一种半圆环柱体，其结构要点在于，还包括有探头参数测定部分，该部分为一种等径圆柱体的相交柱体，横截面呈两端尖角的类椭圆形状，以经过该类椭圆形状的中心点连接两端尖角的轴线为长轴，相交柱体的外底面上具有一长横孔，开孔处位于长轴上，孔的延伸方向与相交柱体的纵向轴同向；灵敏度测定部分和探头参数测定部分的侧面圆弧半径相同，且连接延续成一侧面，二者一体化构造。

管道超声波检测一体化对比试块的大小可根据具体管道产品进行制作，相交柱体的表面圆弧半径与半圆环柱体外表面圆弧半径相同，均为管道产品半径。本实用新型所述的灵敏度测定部分具有以下功能： 

根据其上分布的V型线槽/矩形槽产生的回波绘制距离-波幅曲线，作为检测时的基准灵敏度。

本实用新型所述的探头参数测定部分具有以下功能： 

1、入射点和前沿的测定。将探头置于相交柱体表面对无长横孔一侧扫查时，下圆弧面会产生一个回波，回波波幅最高时，探头入射点位于类椭圆形截面短轴最高点，即刻度45°位置，此时探头入射点的位置至探头前端的距离即为探头前沿长度。

2、探头角度的测定。在相交柱体上设置有长横孔，当超声波探头在该相交柱体表面探查时，可利用该长横孔的回波信号来确定探头的折射角。 

3、扫描速度的测定。根据长横孔和相交柱体下圆弧面的回波测定扫描速度。 

本实用新型通过研发一种新型试块及其形状、结构，将其与现行领域中的灵敏度测定试块一体化构造，实现了对修磨后的探头入射点、折射角、前沿及扫描速度的测试和调整，集合了测量超声波探头入射点、折射角、探头前沿、扫描速度以及扫查灵敏度于一体的技术效果，为准确检测管道产品提供了良好的对比数据，精确了测量结果。 

本实用新型可以进一步具体为： 

灵敏度测定部分在两部分交界处外周侧面分布有1道V型线槽/矩形槽，灵敏度测定部分另一端内表面位于内周侧面等距分布有3道V型线槽/矩形槽，槽的长度方向均与试块的纵轴线平行。

另外，灵敏度测定部分总长度大于3倍槽的长度。 

本实用新型可以进一步具体为： 

探头参数测定部分和灵敏度测定部分的弧形侧面半径与所测试的管道半径相同。

作为相交柱体的原模型——等径圆柱体，其半径等于相交柱体的短轴长度。这是因为相交柱体的弧形表面来自于等径圆柱体，是根据所检测的管道外径确定的，为了便于计算和标示折射角角度，选择短轴等于圆柱体半径、即为所测试管道半径是最优选择。 

长横孔在横截面上位于短轴的两端点所引出的射线在长轴上垂直相交的点上。 

管道内壁纵向缺陷的检测最佳角度为探头折射角（β_s）为35°~37°，长横孔位置满足了折射角（β_s）为35°~45°的探头的测定，如往中心点位置移动，则可测定的折射角上限变小，不利于检测；如往尖角方向移动则可测定的折射角下限变大。 

长横孔孔径为2mm。 

长横孔相对短横孔而言，其回波在示波屏上更容易识别，方便仪器调节；2mm孔径能满足检测所需灵敏度要求。 

为了使试块在进行超声波检测时能够快速、直观的得到探头的折射角度数，可将计算所得的角度标示在试块的表面上相应位置，以便快速查看。 

综上所述，本实用新型提供了一种管道超声波检测一体化对比试块，是一种参考试块，在原有的灵敏度测定对比试块（即灵敏度测定部分）的基础上增加了探头参数测定对比试块（即探头参数测定部分），其中该增加的部分采用等径圆柱体的相交柱体，并在其横截面的长轴上设置一长横孔，实现了对修磨后的探头折射角、探头前沿及扫描速度的测试和调整，因为两部分的外侧面圆弧半径均为所测试的管道半径，因此二者一体化构造，同材同模，这样，在对同一管道产品进行检测时避免了因为校准不同参数而在不同试块上多次校验、调整，使用更为方便，测试更为精准，集成了测量超声波探头入射点、折射角、探头前沿、扫描速度以及扫查灵敏度于一体的技术效果，为准确测试管道产品提供了良好的对比数据，精确了测量结果。 

附图说明

图1所示为本实用新型所述的管道超声波检测一体化对比试块的结构示意图； 

图2所示为说明探头校准对比试块中的长横孔的位置，对试块横截面的各个尺寸进行标示，并提供说明辅助线。

图3所示为图1的正视仰视图，图4所示为图1的正视俯视图。 

下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。 

具体实施例

最佳实施例： 

参照附图1，管道超声波检测一体化对比试块，包括有灵敏度测定部分1和探头参数测定部分2，二者分别作为灵敏度测定功能区和探头参数测定功能区，其中，灵敏度测定部分1呈一种半圆环柱体；而探头参数测定部分2为一种等径圆柱体的相交柱体，横截面呈两端尖角的类椭圆形状。灵敏度测定部分1和探头参数测定部分2的外侧面圆弧半径相同，均是根据具体管道产品尺寸进行制作，与管道产品半径相同，二者一体化构造，灵敏度测定部分1的外周面和探头参数测定部分2的外周侧面连续呈同一外周面。

参照附图3和附图4，灵敏度测定部分1的外侧周面上有一矩形线槽3（见附图4），其起始于灵敏度测定部分1和探头参数测定部分2的重合线上；灵敏度测定部分1的内侧面上分布有三根矩形线槽4（见附图3），该三根线槽4沿着内侧圆周等距分布。位于外侧表面的矩形线槽3和内侧表面的矩形线槽4的长度方向均为与试块整体的纵轴延伸方向相同。上述矩形槽也可以是V型线槽，槽的深度和长度根据检测时遵循的相关标准确定。灵敏度测定部分1的母线长度应不小于3倍槽的长度。 

参照附图2，探头参数测定部分2以经过该类椭圆形状的中心点连接两端尖角的轴线为长轴L，垂直于该长轴的经过中心点的轴线为短轴S，该功能区上具有一长横孔5，孔的延伸方向与相交柱体的纵轴同向，孔长与相交柱体纵向高度相同，为一种长横孔，当孔长贯通相交柱体，则为一种横通孔，孔径为2mm。其中，相交柱体横截面的短轴S为等径圆柱体的半径R，此时，长横孔在侧表面上位于短轴的两端点所引出的射线在长轴上垂直相交的点上。同时在相交柱体的类椭圆侧面上，标示有30～45°分划刻度。 

本实用新型未述部分与现有技术相同。 

Claims (7)

1.管道超声波检测一体化对比试块，包括有灵敏度测定部分（1），该部分呈一种半圆环柱体，其特征在于，还包括有探头参数测定部分（2），该部分为一种等径圆柱体的相交柱体，横截面呈两端尖角的类椭圆形状，以经过该类椭圆形状的中心点连接两端尖角的轴线为长轴，相交柱体的外底面上具有一长横孔（5），开孔处位于长轴上，孔的延伸方向与相交柱体的纵向轴同向；灵敏度测定部分（1）和探头参数测定部分（2）的侧面圆弧半径相同，且连接延续成一侧面，二者一体化构造。

2.根据权利要求1所述的管道超声波检测一体化对比试块，其特征在于，灵敏度测定部分（1）在两部分交界处外周侧面分布有1道V型线槽/矩形槽，灵敏度测定部分（1）另一端内表面位于内周侧面等距分布有3道V型线槽/矩形槽，槽的长度方向均与一体化试块的纵轴线平行。

3.根据权利要求2所述的管道超声波检测一体化对比试块，其特征在于，灵敏度测定部分（1）总长度大于3倍槽的长度。

4.根据权利要求1所述的管道超声波检测一体化对比试块，其特征在于，探头参数测定部分（2）和灵敏度测定部分（1）的弧形侧面半径与所测试的管道半径相同。

5.根据权利要求1所述的管道超声波检测一体化对比试块，其特征在于，探头参数测定部分（2）中长横孔的长度为相交柱体纵向高度。

6.根据权利要求1所述的管道超声波检测一体化对比试块，其特征在于，探头参数测定部分（2）中，长横孔在横截面上位于短轴的两端点所引出的射线在长轴上垂直相交的点上。

7.根据权利要求1所述的管道超声波检测一体化对比试块，其特征在于，探头参数测定部分（2）长横孔的孔径为2mm。

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