CN214622467U - 一种小尺寸双晶曲面探头超声波检测专用试块 - Google Patents

Abstract

一种小尺寸双晶曲面探头超声波检测专用试块，试块本体上依次设有缺陷对比区、半圆弧凹曲面区及水平线性调试区；在缺陷对比区依次设有第一、第二、第三、第四长横孔，该第一、第二、第三、第四长横孔以半圆弧凹曲面区的半圆弧的名义中心点为圆心呈等角度的均布，同时试块本体的底面上加工横槽。所述水平线性调试区为半圆弧形，且为半径不同的二层阶梯状圆弧组成。本实用新型解决了在换热管与管板角焊缝超声波检测时，小尺寸双晶曲面探头换热管与管板角焊缝超声波检测仪器与探头调节难点；利用本实用新型制作DAC距离‑波幅曲线，能够正确的判断缺陷当量，评定缺陷级别，同时也可以作为双晶曲面探头与超声波仪器的组合性能测试。

Description

一种小尺寸双晶曲面探头超声波检测专用试块

技术领域

本实用新型涉及无损检测技术领域，特别是涉及一种小尺寸双晶曲面探头超声波检测专用试块。

背景技术

换热器使用过程中经常发生的泄漏情况主要是因为换热管与管板角焊缝存在裂纹、气孔、未焊透、未熔合等缺陷，不能保证换热器在长期高温高压腐蚀介质的环境下管头角焊缝能高质量的正常工作。常规渗透检测方法仅能检测表面缺陷无法检测内部缺陷；棒阳极检测成本高、效率低、具有辐射；超声波检测速度快，检测周期短，灵敏度高；金彦枫研发的小尺寸双晶曲面探头成功应用在换热管与管板角焊缝超声中，在传统系列试块中无法进行仪器与探头调节、准确制作DAC距离-波幅曲线，容易造成检测中的缺陷误判，缺陷定量定位不准确。

发明内容

本实用新型提供一种小尺寸双晶曲面探头超声波检测专用试块，以解决换热管与管板角焊缝超声波检测DAC曲线制作困难及缺陷判定不准确的问题。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种小尺寸双晶曲面探头超声波检测专用试块，包括试块本体，该试块本体上依次设有缺陷对比区、曲率为R的半圆弧凹曲面区及水平线性调试区；在缺陷对比区依次设有第一、第二、第三、第四长横孔，该第一、第二、第三、第四长横孔以半圆弧凹曲面区的半圆弧的名义中心点为圆心呈等角度的均布，同时试块本体的底面上加工横槽，该横槽的对称轴在半圆弧凹曲面区的中心线上。

所述水平线性调试区为半圆弧形，且为半径不同的二层阶梯状圆弧组成。

所述水平线性调试区的半圆弧形圆弧的弧度与半圆弧凹曲面区的半圆弧的名义中心点的水平线顺时针相隔75°，其中第一层半圆弧形圆弧的R1=20mm，厚度12.5mm；第二层半圆弧形圆弧的R2=25mm，厚度12.5mm；第一、第二层半圆弧形圆弧的半径均以半圆弧凹曲面区的半圆弧的名义中心点为圆心。

所述第一长横孔中心到半圆弧凹曲面区的半圆弧的名义中心点距离为R+Tmm,与名义中心点到试块本体底面垂线顺时针相隔15°；第二长横孔中心到半圆弧凹曲面区的半圆弧的名义中心点距离为R+6mm,与名义中心点到试块本体底面垂线顺时针相隔30°；

第三长横孔中心到半圆弧凹曲面区的半圆弧的名义中心点距离为R+8mm,与名义中心点到试块本体底面垂线顺时针相隔45°；第四长横孔中心到半圆弧凹曲面区的半圆弧的名义中心点距离为R+10mm,与名义中心点到试块本体底面垂线顺时针相隔60°；第一、第二、第三、第四长横孔的大小均为Φ1×6mm；所述R为换热管内径半径±15%,T为换热管壁厚。

本实用新型解决了在换热管与管板角焊缝超声波检测时，小尺寸双晶曲面探头换热管与管板角焊缝超声波检测仪器与探头调节难点；利用本实用新型制作DAC距离-波幅曲线，能够正确的判断缺陷当量，评定缺陷级别，同时也可以作为双晶曲面探头与超声波仪器的组合性能测试。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是换热管与管板结构局部示意图；

图4是换热管与管板角焊缝超声波检测示意图；

图5是小尺寸双晶曲面探头在试块中调试示意图；

图6是图5中A部的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型及其效果进一步说明。

本实用新型是使用于换热管与管板角焊缝的超声检测装置。换热管与管板结构如图3所示，换热管尺寸为Φ38×4，换热管中心距为50mm，管板管桥尺寸为12mm，而且排布密集，在管板侧无法进行常规超声波检测，仅能在换热管内壁利用特制小尺寸双晶曲面探头进行检测，如图4所示。双晶曲面探头与仪器性能及线性的调校、DAC波幅-距离曲线的制作必须在本实用新型的小尺寸双晶曲面探头超声波检测专用试块进行。

参照图1，一种小尺寸双晶曲面探头超声波检测专用试块，包括试块本体，该试块本体上依次设有缺陷对比区1、曲率为R的半圆弧凹曲面区3部及水平线性调试区2；在缺陷对比区1依次设有第一、第二、第三、第四长横孔a、b、c、d，该第一、第二、第三、第四长横孔a、b、c、d以半圆弧凹曲面区3的半圆弧的名义中心点为圆心呈等角度的均布，同时试块本体的底面上加工横槽4，该横槽4的对称轴在半圆弧凹曲面区3的中心线上。本实施例中横槽4宽2mm深2mm。横槽4的深度以满足双晶曲面探头测量范围为准。

本实用新型在半圆弧凹曲面区3放置双晶曲面探头利用底面横槽4不同尺寸测定仪器与探头远场分辨力。

所述试块材质与所需检测的换热管与管板角焊缝材质相同或相近。

所述水平线性调试区2为半圆弧形，且为半径不同的二层阶梯状圆弧5组成。具体如下：所述水平线性调试区2的半圆弧形圆弧的弧度与半圆弧凹曲面区3的半圆弧的名义中心点的水平线顺时针相隔75°，其中第一层半圆弧形圆弧的R1=20mm，厚度12.5mm；第二层半圆弧形圆弧的R2=25mm，厚度12.5mm；第一、第二层半圆弧形圆弧的半径均以半圆弧凹曲面区3的半圆弧的名义中心点为圆心。水平线性调试区2在不同的二层阶梯状圆弧5上进行调节仪器与探头检测范围和扫查速度、测定仪器水平线性和动态范围。

第一、第二、第三、第四长横孔a、b、c、d的设置方法：

所述第一长横孔a中心到半圆弧凹曲面区3的半圆弧的名义中心点距离为R+Tmm,与名义中心点到试块本体底面垂线顺时针相隔15°。

第二长横孔b中心到半圆弧凹曲面区3的半圆弧的名义中心点距离为R+6mm,与名义中心点到试块本体底面垂线顺时针相隔30°。

第三长横孔c中心到半圆弧凹曲面区3的半圆弧的名义中心点距离为R+8mm,与名义中心点到试块本体底面垂线顺时针相隔45°。

第四长横孔d中心到半圆弧凹曲面区3的半圆弧的名义中心点距离为R+10mm,与名义中心点到试块本体底面垂线顺时针相隔60°；

第一、第二、第三、第四长横孔a、b、c、d大小为Φ1×6mm；所述R为换热管内径半径±15%,T为换热管壁厚。

换热管与管板角焊缝结构主要缺陷为管外壁侧未熔合、管板坡口侧未熔合、根部未焊透、裂纹、气孔、夹钨等缺陷；利用缺陷对比区1的第一、第二、第三、第四长横孔a、b、c、d制作DAC波幅-距离曲线，覆盖整个焊缝区域。

本实用新型的试块制作过程如下：

步骤1、按照所需检测的换热管与管板角焊缝工件的换热管内径加工曲率为R的半圆弧凹曲面区3；

步骤2、依据上述尺寸及角度依次加工第一、第二、第三、第四长横孔a、b、c、d；

步骤3、加工阶梯状圆弧5，尺寸根据双晶曲面探头聚焦深度；

步骤4、加工底面横槽4尺寸满足双晶曲面探头测量范围。

本实用新型的使用过程如下：

步骤1、双晶曲面探头放置在曲率为R的半圆弧凹曲面区3通过二层阶梯状圆弧5调节检测范围和扫查速度；

步骤2、双晶曲面探头放置在曲率为R的半圆弧凹曲面区3通过底面横槽4测定仪器与探头远场分辨力；

步骤3、如图5，双晶曲面探头放置在曲率为R的半圆弧凹曲面区3通过不同深度的第一、第二、第三、第四长横孔a、b、c、d绘制DAC曲线；

步骤4、仪器调节及DAC曲线制作完成探头移至工件进行检测。

本专利本实用新型的双晶曲面探头换热管与管板角焊缝超声波检测专用试块所涉及应用范围，不限于上述具体实施例的描述。

Claims (4)

1.一种小尺寸双晶曲面探头超声波检测专用试块，包括试块本体，其特征在于：该试块本体上依次设有缺陷对比区（1）、曲率为R的半圆弧凹曲面区（3）及水平线性调试区（2）；在缺陷对比区（1）依次设有第一、第二、第三、第四长横孔（a、b、c、d），该第一、第二、第三、第四长横孔（a、b、c、d）以半圆弧凹曲面区（3）的半圆弧的名义中心点为圆心呈等角度的均布，同时试块本体的底面上加工有横槽（4），该横槽（4）的对称轴在半圆弧凹曲面区（3）的中心线上。

2.如权利要求1所述的一种小尺寸双晶曲面探头超声波检测专用试块，其特征在于：所述水平线性调试区（2）为半圆弧形，且为半径不同的二层阶梯状圆弧（5）组成。

3.如权利要求1所述的一种小尺寸双晶曲面探头超声波检测专用试块，其特征在于：所述水平线性调试区（2）的半圆弧形圆弧的弧度与半圆弧凹曲面区（3）的半圆弧的名义中心点的水平线顺时针相隔75°，其中第一层半圆弧形圆弧的R1=20mm，厚度12.5mm；第二层半圆弧形圆弧的R2=25mm，厚度12.5mm；第一、第二层半圆弧形圆弧的半径均以半圆弧凹曲面区（3）的半圆弧的名义中心点为圆心。

4.如权利要求1所述的一种小尺寸双晶曲面探头超声波检测专用试块，其特征在于：所述第一长横孔（a）中心到半圆弧凹曲面区（3）的半圆弧的名义中心点距离为R+Tmm,与名义中心点到试块本体底面垂线顺时针相隔15°；第二长横孔（b）中心到半圆弧凹曲面区（3）的半圆弧的名义中心点距离为R+6mm,与名义中心点到试块本体底面垂线顺时针相隔30°；

第三长横孔（c）中心到半圆弧凹曲面区（3）的半圆弧的名义中心点距离为R+8mm,与名义中心点到试块本体底面垂线顺时针相隔45°；第四长横孔（d）中心到半圆弧凹曲面区（3）的半圆弧的名义中心点距离为R+10mm,与名义中心点到试块本体底面垂线顺时针相隔60°；第一、第二、第三、第四长横孔（a、b、c、d）的大小均为Φ1×6mm；所述R为换热管内径半径±15%,T为换热管壁厚。

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