CN213903360U - 一种用于检测复合材料小孔径管的射线试块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于检测复合材料小孔径管的射线试块，其特征在于，包括覆层试块和基层试块，覆层试块设置在基层试块的外部包裹着基层试块，覆层试块和基层试块由不同的材质组成。本实用新型提供了一种用于检测复合材料小孔径管试块结构。为通用现行标准的改进结构，并能够进一步确定处缺陷出现的位置，避免缺陷只出现在单侧结构即完全返修的情况，保护了复合层的结合面性能，节约了资源。
Description
技术领域
本实用新型涉及射线检测技术领域，具体涉及检测复合材料小孔径管的射线试块结构。
背景技术
在先进材料制备技术中，不同性质的材料组分优化结合形成新的材料，该种材料不光可以保持各组分材料性能的优点，而且通过各组分的性能实现综合性能。它能够发挥各组分材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围和应用领域。在压力容器材料选用中，越来越多的复合材料出现，压力容器中复合材料有基层和覆层，一般金属作为基体材料，起到提供强度、刚度的作用，非金属或者金属作为覆层材料，起到耐酸碱、耐腐蚀、耐高温、耐低温等作用，有玻璃纤维、碳纤维、不锈钢、陶瓷、有色金属等。
目前，焊接依然是金属基体复合材料或是层状复合板材料的加工工艺，很多复合板需要经过焊接成型。一般来说对于复合材料比单一组员金属的焊接要复杂得多，存在两种材料线膨胀系数、热导率差异下的焊接接头的成型较差、焊接应力较大、焊缝容易开裂等问题。目前最为有效的检测方法仍然为射线检测方式，目前，一般制造厂内仍然以常规射线对复合材质的焊接接头进行检测，射线检测设备很难对缺陷的位置进行判定，缺陷在基层或是覆层亦难定夺，假使出现缺陷，往往只能进行全方位的返修。图1为复合材料的焊接接头，4表示覆层，5表示基层，该焊接接头处缺陷一般会出现三种情况：(1)缺陷存在覆层焊缝1，更应该采用修磨的方式，因为覆层的作用一般为耐腐耐酸耐碱等作用，同时覆层一般为堆焊，不应存在有未焊透、未熔合等缺陷，即使出现该种形状也并不是标准意义上的未焊透和未熔合，也不宜进行动火返修。(2)缺陷存在基层焊缝3，此时判定出缺陷的位置尤为重要，尤其是对于20G、Q235R、Q345R等较容易返修的材料，如果不是靠近结合层，则只需要对基材的部分位置进行返修即可，不需要破坏复合板本来的结构。(3)缺陷同时存在基层和覆层，即过渡层焊缝2，此时才需要进行全方位返修，一般采用气刨的方式将焊接接头部位完全割除掉，重新施焊。由此，可以得出确定出焊接接头处缺陷的深度对于复合材料而言意义远大于单一材质。
目前射线检测通行标准NB/T47013.2中的，对于判定缺陷深度依据《第二章射线检测附录L(规范性附录)对比试块的型式和规格》中的I型(小径管环焊缝专用对比试块)如图2所示和II型(通用槽型对比试块)，其中只能对I型对比试块为单一材质的凹槽结构，只能对单一材质的设备进行深度的判定。标准上同样注明，对比试块材料应与被检工件材料的射线吸收系数相近，对于复合板材质，则目前并没有专门的对比试块。NB/T47013.2中I型(小径管环焊缝专用对比试块)如图2所示，T表示焊缝余高，T1表示允许的为焊透深度，R表示焊缝余高外径，R1表示经管子外径。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：如何对复合材料进行小孔径管的射线检测，如何确定复合材料小孔径管检测缺陷所在地方。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种用于检测复合材料小孔径管的射线试块，其特征在于，包括覆层试块和基层试块，覆层试块设置在基层试块的外部包裹着基层试块，覆层试块和基层试块由不同的材质组成；当检测缺陷在不同材质时可以在覆层试块或者基层试块上按小管径环焊缝专用对比试块的形式雕刻缺陷对比台阶面；当检测缺陷在不同高度时，在基层试块的不同厚度处按小管径环焊缝专用对比试块的形式雕刻缺陷对比台阶面。
优选的，当检测缺陷在不同材质时可以在覆层试块或者基层试块上按小管径环焊缝专用对比试块的形式雕刻缺陷对比台阶面。
优选的，当检测缺陷在不同高度时，在基层试块的不同厚度处按小管径环焊缝专用对比试块的形式雕刻缺陷对比台阶面。
本实用新型提供了一种用于检测复合材料小孔径管的射线试块。为通用现行标准的改进结构，并能够进一步确定处缺陷出现的位置，避免缺陷只出现在单侧结构即完全返修的情况，保护了复合层的结合面性能，节约了资源。
附图说明
图1为金属层状复合板焊接接头的结构示意图；
图2为现有NB/T47013.2中I型(小径管环焊缝专用对比试块)的结构示意图；
图3为本实用新型检测缺陷出现在覆层的结构示意图；
图4为本实用新型检测缺陷出现在基层的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
一种用于检测复合材料小孔径管的射线试块，其特征在于，包括覆层试块和基层试块，覆层试块设置在基层试块的外部包裹着基层试块，覆层试块和基层试块由不同的材质组成；当检测缺陷在不同材质时可以在覆层试块或者基层试块上按小管径环焊缝专用对比试块的形式雕刻缺陷对比台阶面；当检测缺陷在不同高度时，在基层试块的不同厚度处按小管径环焊缝专用对比试块的形式雕刻缺陷对比台阶面。
例如采用碳钢做为基层试块6，不锈钢做为覆层试块7且覆层厚度为2mm，基层的厚度为3mm。需要判定缺陷在厚度方向的位置，则该专用试块可以做成如图3所示。
以管道的公称直径为60mm为例此时，制备2个尺寸结构为DN60*20*2 (mm*mm*mm)的不锈钢试管、2个尺寸结构为DN56*20*3(mm*mm*mm)的碳钢试管、并从这两种不同规则的试管中分别取出一只，依照图2.NB/T47013.2中I型 (小径管环焊缝专用对比试块)中的形式，分别人工刻出T1允许缺陷尺寸的台阶面。
在组合时，将1个覆层试块7和1个基层试块6进行组合，模拟实际的复合钢材。
由于，在射线检测中，检测出的为二维平面影响，工件的高度方向的消息是损失掉了，所以只能通过与母材的黑度进行对比，才能得出厚度方向的部分信息。而射线检测时无法检测出工件的内部结构的分层的，所以可以采用组合试块的方向进行模拟，节省材料，同时能得出所需要的信息。
如前文图1的金属层状复合板焊接接头可能出现的3个缺陷位置，分别制造不同结构的专用试块。(1)缺陷存在覆层焊缝1位置；(2)缺陷存在基层焊缝2 位置；(3)缺陷同时存在基层和覆层的位置。
图3表示缺陷在覆层，结合工程实际，覆层一般为介质接触部位，为设备的内表面，所以在射线机采用源透照过程中，为靠近源侧，成像较为差，一般采取对试块透照两次的方式来获得对比试块成像片。
图4表示缺陷在基层位置，按照TSG21-2016《固定式压力容器监察规程》中的要求，可以以基层的1/2厚度为界，对不超过1/2厚度的基层进行打磨，为此，将II型(通用槽型对比试块)试块放置在如图4所示的两个位置，分别进行一次射线透照，即可得出缺陷在基层厚度1/4处和基层厚度1/2处的对比试块成像片。
将得到的不同位置的对比试块成像片与实际的检测射线片相对比，尤其是黑度的对比，即可得出缺陷的所在高度位置。
Claims (1)
1.一种用于检测复合材料小孔径管的射线试块，其特征在于，包括覆层试块和基层试块，覆层试块设置在基层试块的外部包裹着基层试块，覆层试块和基层试块由不同的材质组成；当检测缺陷在不同材质时可以在覆层试块或者基层试块上按小管径环焊缝专用对比试块的形式雕刻缺陷对比台阶面；当检测缺陷在不同高度时，在基层试块的不同厚度处按小管径环焊缝专用对比试块的形式雕刻缺陷对比台阶面。
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