CN216560344U - 一种换热管与管板角焊缝棒阳极射线检测专用试块 - Google Patents

Abstract

一种换热管与管板角焊缝棒阳极射线检测专用试块，包括管板缺陷模拟试件和第一、第二、第三、第四管头模拟试件，该第四管头模拟试件上设有人工缺陷；所述管板缺陷模拟试件为块状结构，其中心开有通孔，其上、下端面以通孔为中心加工有上、下凹槽，上凹槽的深度为管板上的坡口深度，下凹槽的深度为管板上的坡口深度的二分之一；上凹槽、下凹槽的槽底面上均设有人工缺陷；而第一、第二、第三、第四管头模拟试件中的一个或两者组合后与上凹槽与通孔或下凹槽与通孔装配形成换热管与管板角焊缝棒阳极射线检测专用试块。本实用新型通过设定的人工缺陷来对比实际换热管与管板角焊缝检测出的缺陷，从而对换热管与管板角焊缝进行准确有效的质量评价。

Description

一种换热管与管板角焊缝棒阳极射线检测专用试块

技术领域

本发明涉及换热管与管板角焊缝射线检测技术领域，具体指一种换热管与管板角焊缝棒阳极检测专用试块。

背景技术

国内自2003年起引进换热管与管板角焊缝棒阳极检测技术，一经推广应用就取得显著成效，换热器产品质量显著提高，在用换热器意外泄漏大幅度减少，有力地保障了相关装置长周期运行。标准NB/T 47013.2-2015的发布及实施，对设备的换热管与管板角焊缝结构进行棒阳极射线检测也提供了标准操作依据。德国拜耳公司、巴斯夫公司发明的管子管板角焊缝灵敏度试块不适用于强度焊焊缝，人工缺陷仅适用于灵敏度测试，无法进行缺陷对比。强天鹏发明了一种管子管板角焊缝射线检测高仿型灵敏度试块及装置，其存在缺点：模拟试件与每种高仿试块配套使用不具备通用性且制备耗时耗材；高仿试片上加工人工缺陷难度较大，不同深度位置需加工多套高仿型试片；高仿试片不具有通用性仅适用一种规格。换热管与管板角焊缝结构较为特殊，易产生气孔、未焊透、未熔合等危害缺陷，设计专用试块能够有效验证检测工艺可行性及确定检测灵敏度，通过设定的人工缺陷来对比实际换热管与管板角焊缝检测出的缺陷，从而对换热管与管板角焊缝进行准确有效的质量评价。

实用新型内容

本实用新型提供一种换热管与管板角焊缝棒阳极检测专用试块，通过设定的人工缺陷来对比实际换热管与管板角焊缝检测出的缺陷，从而对换热管与管板角焊缝进行准确有效的质量评价。

本实用新型所采用的技术方案,实现上述实用新型目的：

一种换热管与管板角焊缝棒阳极射线检测专用试块，包括管板缺陷模拟试件和第一、第二、第三、第四管头模拟试件，该第四管头模拟试件上设有人工缺陷；所述管板缺陷模拟试件为块状结构，其中心开有通孔，其上、下端面即A、B面以通孔为中心加工有上、下凹槽，该上凹槽的深度为管板上的坡口深度，而下凹槽的深度为管板上的坡口深度的二分之一；所述上凹槽、下凹槽的槽底面上均设有人工缺陷；而第一、第二、第三、第四管头模拟试件中的一个或两者组合后与上凹槽与通孔或下凹槽与通孔装配形成换热管与管板角焊缝棒阳极射线检测专用试块。

所述第一管头模拟试件的下部结构嵌入管板缺陷模拟试件的上凹槽及通孔内构成焊缝根部缺陷对比试块，而第一管头模拟试件的上部结构的外形及尺寸与换热管-管板角焊缝结构相同或相似。

所述第二管头模拟试件的下部结构嵌入管板缺陷模拟试件的下凹槽及通孔内构成焊缝内部缺陷对比试块，而第二管头模拟试件的上部结构的外形及尺寸与换热管-管板角焊缝结构相同或相似。

所述第三管头模拟试件与第四管头模拟试件套装后，其下部结构嵌入管板缺陷模拟试件的上凹槽及通孔内构成焊缝焊脚缺陷对比试块，而其上部结构的外形及尺寸与换热管-管板角焊缝结构相同或相似。

所述管板缺陷模拟试件的上凹槽底面上的人工缺陷有半圆孔槽和弧形槽，其等角度分布在相应于焊缝根部处的位置。

所述管板缺陷模拟试件的下凹槽底面上的人工缺陷有半圆孔槽、弧形槽和矩形槽，其等角度分布在相应于管外侧、焊缝中部、坡口侧处的位置。

所述第四管头模拟试件上设有的人工缺陷有半圆孔槽、弧形槽和矩形槽，其等角度分布在相应于管外侧、焊缝中部处的位置。

本实用新型的优点如下：

本实用新型在管板缺陷模拟试件、第四管头模拟试件上加工制作一系列半圆孔槽及弧形槽、矩形槽等模拟缺陷，对缺陷性质、形状、尺寸、位置全覆盖，通过测量透照底片上的圆形缺陷影像尺寸，经过计算得到缺陷的放大倍数，对实际检测底片上的圆形缺陷尺寸进行修正，减小缺陷评定定量误差，提高缺陷评定准确度；通过测量透照底片上的根部弧形槽缺陷影像黑度及尺寸，对比不同尺寸弧形槽缺陷黑度，对根部未熔合、未焊透评定有较大指导意义；评定对比试块透照底片最小识别缺陷确定检测灵敏度。

本实用新型通过修改第一、第二、第三、第四管头模拟试件规格尺寸，管板缺陷模拟试件可用于同一系列外径相同壁厚不同的换热管与管板角焊缝结构的对比试块；管板缺陷模拟试件平面加工缺陷易实现、加工难度低，而且试件保存仅需防生锈，外形存在损伤不影响使用。

附图说明

图1是本实用新型的换热器与管板角焊缝根部缺陷对比试块；

图2是本实用新型的换热器与管板角焊缝内部缺陷对比试块；

图3是本实用新型的换热器与管板角焊缝焊脚缺陷对比试块；

图1、2、3中标号C代表模拟焊缝部位的位置；

图4是本实用新型的管板缺陷模拟试件的结构示意图；

图5是图4的A向视图，即管板缺陷模拟试件A面缺陷布置图；

图5中标号D代表焊缝根部位置；

图6是图4的B向视图，即管板缺陷模拟试件B面缺陷布置图；

图6中标号E、F、G分别代表管外侧、焊缝中部、坡口侧位置；

图7是本实用新型的第四管头模拟试件的剖切示意图；

图8是图7的俯视示意图；

图8中E、F分别代表管外侧、焊缝中部位置；

图9是换热管与管板角焊缝结构示意图；

图9中：9-管板，10-换热管，11-焊缝；

图10是棒阳极射线机与本实用新型组装示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型及其具体实施过程进一步详细说明。

本实用新型是使用于换热管与管板角焊缝的棒阳极射线检测装置，换热管与管板焊缝结构如图9所示，换热管尺寸为Φ38×4mm，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，本实用新型试块缺陷分布覆盖整个焊缝不同区域缺陷。整体结构如下：

参照图1-8，一种换热管与管板角焊缝棒阳极射线检测专用试块，包括管板缺陷模拟试件1和第一、第二、第三、第四管头模拟试件3、4、5、6，该第四管头模拟试件6上设有人工缺陷；所述管板缺陷模拟试件1为块状结构，其中心开有通孔1-1，其上端面即A面以通孔1-1为中心加工有上凹槽，该上凹槽的深度为管板上的坡口深度，在槽底面加工人工缺陷模拟焊缝坡口根部缺陷；其下端面即B面以通孔1-1为中心加工有下凹槽，该下凹槽的深度为管板上的坡口深度的二分之一，在槽底面加工人工缺陷模拟焊缝坡口中部缺陷；所述上凹槽、下凹槽的底面上均设有人工缺陷；而第一、第二、第三、第四管头模拟试件3、4、5、6中的一个或两者组合后与上凹槽与通孔或下凹槽与通孔装配形成换热管与管板角焊缝棒阳极射线检测专用试块。所述管板缺陷模拟试件1中心的通孔1-1孔径为换热管外径减去换热管壁厚，管板缺陷模拟试件1和第一、第二、第三、第四管头模拟试件3、4、5、6的材质与换热管-管板角焊缝结构的材质相近。

根据以上结构分别组成如下实施例。

实施例1，参照图1，所述第一管头模拟试件3的下部结构嵌入管板缺陷模拟试件1的上凹槽及通孔内构成焊缝根部缺陷对比试块，而第一管头模拟试件3的上部结构的外形及尺寸与换热管-管板角焊缝结构相同或相似。

实施例2，参照图2，所述第二管头模拟试件4的下部结构嵌入管板缺陷模拟试件1的下凹槽及通孔内构成焊缝内部缺陷对比试块，而第二管头模拟试件4的上部结构的外形及尺寸与换热管-管板角焊缝结构相同或相似。

实施例3，参照图3，所述第三管头模拟试件5与第四管头模拟试件6套装后，其下部结构嵌入管板缺陷模拟试件1的上凹槽及通孔内构成焊缝焊脚缺陷对比试块，而其上部结构的外形及尺寸与换热管-管板角焊缝结构相同或相似。

实施例1、2、3中的管板缺陷模拟试件1（图4）的上凹槽底面上的人工缺陷有半圆孔槽和弧形槽，其等角度分布在相应于焊缝根部处的位置。具体见图5，在管板缺陷模拟试件1的A面的上凹槽底面设有0.3mm、0.5mm、1mm，1.5mm、2mm半圆孔槽人工缺陷模拟根部气孔缺陷；设有宽0.3mm、0.5mm、1mm，深度0.3mm、0.5mm、1mm、1.5mm，长度为换热管外周长的1/24弧形槽人工缺陷模拟根部裂纹未熔合未焊透缺陷。

实施例1、2、3中的管板缺陷模拟试件1的下凹槽底面上的人工缺陷有半圆孔槽、弧形槽和矩形槽，其等角度分布在相应于管外侧、焊缝中部、坡口侧处的位置，具体见图6，有0.3mm、0.5mm、1mm，1.5mm、2mm半圆孔槽人工缺陷模拟焊缝内部圆形缺陷，设有宽0.3mm、0.5mm、1mm，深度0.3mm、0.5mm、1mm、长度为换热管外周长的1/24弧形槽及矩形槽人工缺陷模拟焊缝内部条形缺陷、裂纹及坡口未熔合缺陷。

所述第四管头模拟试件6（图7、图8）上设有的人工缺陷有半圆孔槽、弧形槽和矩形槽，其等角度分布在相应于管外侧、焊缝中部处的位置。具体见图6，有0.3mm、0.5mm、1mm，1.5mm、2mm半圆孔槽人工缺陷模拟焊缝焊脚圆形缺陷，设有宽0.3mm、0.5mm、深度0.3mm、0.5mm长度为换热管外周长的1/24弧形槽及矩形槽人工缺陷模拟焊缝内部条形缺陷、裂纹及管壁侧未熔合。

所述第一、第二、第三管头模拟试件3、4、5上不设置人工缺陷。

本实用新型解决了换热管与管板角焊缝棒阳极检测灵敏试片及缺陷对比试块制作难点，通过本实用新型来验证换热管与管板角焊缝棒阳极检测工艺可实施性及确定其检测灵敏度；通过本实用新型确定换热管与管板焊接接头缺陷影像放大倍数，用于射线检测底片评定，减小缺陷定量误差，提高缺陷评定准确度。通过本实用新型缺陷影像底片与实物检测缺陷进行对比，可以更加准确定缺陷大小及位置，利用黑度对比等对换热管与管板角焊缝进行准确有效的质量评价。

本实用新型的制作过程如下：

步骤1、按照所需检测的换热管与管板角焊缝工件的管头形式加工管板缺陷模拟试件1；

步骤2、在管板缺陷模拟试件1根据上述尺寸加工中心孔及上凹槽；

步骤3、按照所需检测的换热管与管板角焊缝工件的管头尺寸及管板缺陷模拟试件1分别加工第一、第二、第三、第四管头模拟试件3、4、5、6；

步骤4、依据上述尺寸及角度依次在管板缺陷模拟试件1的A面、B面和第四管头模拟试件6加工模拟缺陷；

6、本实用新型的使用过程如下：

步骤1、在管板缺陷模拟试件1的A面组装第一管头模拟试件3构成焊缝根部缺陷对比试块并组装补偿器2；

步骤2、在棒阳极射线机7上安装胶片8，放入焊缝根部缺陷对比试块进行曝光检测（如图8），检测完成后取下第一管头模拟试件3、补偿器及胶片；

步骤3、在管板缺陷模拟试件1的B面组装第二管头模拟试件4构成焊缝内部缺陷对比试块并组装补偿器2；

步骤4、在棒阳极射线机7上安装胶片8，放入焊缝内部缺陷对比试块进行曝光检测，检测完成后取下第二管头模拟试件4、补偿器及胶片；

步骤5、在管板缺陷模拟试件1的A面组装第三、第四管头模拟试件5、6构成焊缝焊脚缺陷对比试块并组装补偿器2；

步骤6、在棒阳极射线机7上安装胶片8，放入焊缝焊脚缺陷对比试块进行曝光检测，检测完成后取下第三、第四管头模拟试件5、6、补偿器及胶片；

步骤7、对胶片进行冲洗，观察底片影像。

本专利本实用新型的一种换热管与管板角焊缝棒阳极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 (7)

1.一种换热管与管板角焊缝棒阳极射线检测专用试块，其特征在于：包括管板缺陷模拟试件（1）和第一、第二、第三、第四管头模拟试件（3、4、5、6），该第四管头模拟试件（6）上设有人工缺陷；所述管板缺陷模拟试件（1）为块状结构，其中心开有通孔（1-1），所述管板缺陷模拟试件（1）的上端面即A面以通孔（1-1）为中心加工有上凹槽，该上凹槽的深度为管板上的坡口深度，在底面加工人工缺陷模拟焊缝坡口根部缺陷；所述管板缺陷模拟试件（1）的下端面即B面以通孔（1-1）为中心加工有下凹槽，该下凹槽的深度为管板上的坡口深度的二分之一，在底面加工人工缺陷模拟焊缝坡口中部缺陷；所述上凹槽、下凹槽的底面上均设有人工缺陷；而第一、第二、第三、第四管头模拟试件（3、4、5、6）中的一个或两者组合后的结构与上凹槽、通孔或下凹槽、通孔装配形成换热管与管板角焊缝棒阳极射线检测专用试块。

2.根据权利要求1所述的一种换热管与管板角焊缝棒阳极射线检测专用试块，其特征在于：所述第一管头模拟试件（3）的下部结构嵌入管板缺陷模拟试件（1）的上凹槽及通孔内构成焊缝根部缺陷对比试块，而第一管头模拟试件（3）的上部结构的外形及尺寸与换热管-管板角焊缝结构相同。

3.根据权利要求1所述的一种换热管与管板角焊缝棒阳极射线检测专用试块，其特征在于：所述第二管头模拟试件（4）的下部结构嵌入管板缺陷模拟试件（1）的下凹槽及通孔内构成焊缝内部缺陷对比试块，而第二管头模拟试件（4）的上部结构的外形及尺寸与换热管-管板角焊缝结构相同。

4.根据权利要求1所述的一种换热管与管板角焊缝棒阳极射线检测专用试块，其特征在于：所述第三管头模拟试件（5）与第四管头模拟试件（6）套装后的下部结构嵌入管板缺陷模拟试件（1）的上凹槽及通孔内构成焊缝焊脚缺陷对比试块，而第三管头模拟试件（5）与第四管头模拟试件（6）套装后的上部结构的外形及尺寸与换热管-管板角焊缝结构相同。

5.根据权利要求1所述的一种换热管与管板角焊缝棒阳极射线检测专用试块，其特征在于：所述管板缺陷模拟试件（1）的上凹槽底面上的人工缺陷有半圆孔槽和弧形槽，该半圆孔槽和弧形槽等角度分布在相应于焊缝根部处的位置。

6.根据权利要求1所述的一种换热管与管板角焊缝棒阳极射线检测专用试块，其特征在于：所述管板缺陷模拟试件（1）的下凹槽底面上的人工缺陷有半圆孔槽、弧形槽和矩形槽，该半圆孔槽、弧形槽和矩形槽等角度分布在相应于管外侧、焊缝中部、坡口侧处的位置。

7.根据权利要求1所述的一种换热管与管板角焊缝棒阳极射线检测专用试块，其特征在于：所述第四管头模拟试件（6）上设有的人工缺陷有半圆孔槽、弧形槽和矩形槽，该半圆孔槽、弧形槽和矩形槽等角度分布在相应于管外侧、焊缝中部处的位置。

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