CN206489123U - 一种斜入射平底孔反射灵敏度定量试块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种斜入射平底孔反射灵敏度定量试块，所述试块的纵截面近似呈直角三角形，所述试块包括水平面、竖直面和斜面，所述水平面与竖直面垂直，所述水平面、竖直面和斜面呈矩形且等宽，所述水平面与斜面的内夹角为30°；所述竖直面上设有垂直于该竖直面多个孔，所述多个孔沿竖直面的长度方向设置且呈一列等间距分布。本实用新型的优点在于：加工方面简单，平底孔加工深度、垂直性及精度误差能有效保证；实现坡口熔合线区域无盲区灵敏度全覆盖定量；试块体积小巧，便于携带，方便校准和复核；有一定的通用性，经济性强。

Description

一种斜入射平底孔反射灵敏度定量试块

技术领域

本实用新型主要涉及超声波检测领域，特别涉及一种斜入射平底孔反射灵敏度定量试块。

背景技术

超声波斜入射焊缝无损检测中，需要对不同深度的相同直径反射体的回波幅值进行标定，这些反射体一般有横孔、平底孔、沟槽等。目前常用的平底孔反射体设置一般直接在焊缝坡口侧按照坡口角度设置不同规格的反射体，用于检测坡口未熔合缺陷时的缺陷灵敏度定量，请参见图1中1' 焊缝坡口，图2中2'焊缝坡口。

常用的平底孔反射体校准灵敏度存在的问题：

（1）由于在焊缝试板上直接钻孔，钻孔深度不容易控制，如将平底孔平面设置到母材中和焊缝中，会导致超声波检测灵敏度出现偏差，另外，由于工件夹持的原因，其平底孔垂直度可能出现偏差；

（2）平底孔在上表面及下表面区域熔合线面积型缺陷定量出现盲区，灵敏度无法全部覆盖，一般灵敏度无法覆盖部位不小于30%，导致平底孔反射面不能反映全部坡口熔合面的反射情况。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提高一种斜入射平底孔反射灵敏度定量试块，旨在提高30°坡口焊缝的未熔合缺陷检测的可靠性，降低平底孔反射体加工难度，提高灵敏度设定的操作可靠性，实现坡口缺陷灵敏度全校准覆盖超声波检测。同时从超声波检测波形折射原理出发，通过设计对比试块的形式，将单个平底孔反射对比模拟改进成平底孔反射体灵敏度曲线，方便超声波检测人员现场作业。

本实用新型的目的可以通过下述技术方案来实现：一种斜入射平底孔反射灵敏度定量试块，所述试块的纵截面近似呈直角三角形，所述试块包括水平面、竖直面和斜面，所述水平面与竖直面垂直，所述水平面、竖直面和斜面呈矩形且等宽，所述水平面与斜面通过第一过渡面过渡连接，所述竖直面与斜面通过第二过渡面过渡连接，所述第一过渡面垂直于水平面，所述第二过渡面垂直于竖直面，所述水平面与斜面的内夹角为30°；所述竖直面上设有垂直于该竖直面多个孔，所述多个孔沿竖直面的长度方向设置且呈一列等间距分布。

进一步地，所述试块的长度为166mm，高度为100mm，厚度为25mm，所述水平面的长度为166mm，所述竖直面的长度为100mm，所述水平面、竖直面和斜面的宽度均为25mm，所述第一过渡面的长度为7.6mm，所述第二过渡面的长度为7.2mm；所述孔的数量为七个，相邻孔的中心之间的间距为11.68mm，所述七个孔中，最上端的孔的中心到竖直面上端的距离、最下端的孔的中心到竖直面下端的距离均为15mm。

更进一步地，所述七个孔设置于竖直面宽度的中线上。

进一步地，所述孔为平底孔。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

（1）加工方面简单，平底孔加工深度、垂直性及精度误差能有效保证；

平底孔加工深度在同一平面上，加工方面简单，平底孔加工深度、垂直性及精度误差能有效保证。

（2）实现坡口熔合线区域无盲区灵敏度全覆盖定量；

通过读不同深度的平底孔反射体的峰值采集，形成距离波幅曲线，可模拟反应不同声程范围的30°坡口面积型缺陷的灵敏度，可克服上下表面熔合线区域灵敏度盲区的问题，实现100%全覆盖灵敏度对比定量。

（3）试块体积小巧，便于携带，方便校准和复核；

试块相对于焊缝试块重量降低60%以上，方便检测人员携带至现场，可在现场进行灵敏度校准和复核工作。

（4）有一定的通用性，经济性强；

此类试块可适用于相类似声学性能的材料焊缝坡口未熔合检测，减少重复制作的费用，节省材料及制作的费用。

附图说明

图1为现有技术普通坡口未熔合超声检测灵敏度定量试块的一种结构示意图。

图2为现有技术普通坡口未熔合超声检测灵敏度定量试块的另一种结构示意图。

图3为本实用新型的主视图。

图4为图3的左视图。

图5为图3的俯视图。

图6为本实用新型一实施例的探头放置示意图。

图7为图6中孔各点位置显示示意图。

图8为图7中各点连成距离波幅曲线示意图。

图中部件标号如下：

1' 焊缝坡口、2'焊缝坡口；

1水平面、2竖直面、3斜面、4第一过渡面、5第二过渡面、6第一孔、7第二孔、8第三孔、9第四孔、10第五孔、11第六孔、12第七孔、13第一位置、14第二位置、15第三位置、16第四位置、17第五位置、18第六位置、19第七位置、20第一孔反射波、21第二孔反射波、22第三孔反射波、23第四孔反射波、24第五孔反射波、25第六孔反射波、26第七孔反射波。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本实用新型。尽管结合其优选的具体实施方案描述了本实用新型，但这些实施方案只是阐述，而不是限制本实用新型的范围。

请参见图3至图5，一种斜入射平底孔反射灵敏度定量试块，针对30°焊缝坡口（面积型缺陷）未熔合的存在特征，将60°斜探头放置在该斜入射平底孔反射灵敏度定量试块斜平面上，使60°斜探头折射产生垂直入射到平底孔平面上的主声束，产生最大回波，等效模拟焊缝坡口面积型缺陷反射特征。

所述试块的纵截面近似呈直角三角形，所述试块包括水平面1、竖直面2和斜面3，所述水平面1与竖直面2垂直，所述水平面1、竖直面2和斜面3呈矩形且等宽，所述水平面1与斜面3通过第一过渡面4过渡连接，所述竖直面2与斜面3通过第二过渡面5过渡连接，所述第一过渡面4垂直于水平面1，所述第二过渡面5垂直于竖直面2，所述水平面1与斜面3的内夹角为30°；所述竖直面2上设有垂直于该竖直面2多个孔，孔为平底孔，所述多个孔沿竖直面2的长度方向设置且呈一列等间距分布。

所述试块的长度为166mm，高度为100mm，厚度为25mm，试块尺寸精度满足JB/T8428-2006《无损检测超声检测用试块》要求。

所述水平面1的长度为166mm，所述竖直面2的长度为100mm，所述水平面1、竖直面2和斜面3的宽度均为25mm，所述第一过渡面4的长度为7.6mm，所述第二过渡面5的长度为7.2mm；所述孔的数量为七个，沿竖直面2的长度方向从上至下依次为第一孔6、第二孔7、第三孔8、第四孔9、第五孔10、第六孔11、第七孔12，相邻孔的中心之间的间距为11.68mm，所述七个孔中，第一孔6的中心到竖直面2上端的距离、第七孔12的中心到竖直面2下端的距离均为15mm，所述七个孔设置于竖直面2宽度的中线上。

本实用新型试块采用和被检测材料超声波声学性能一致或相同的材料制成，制作前，采用直探头进行检测，不得有大于或等于Ф2mm平底孔当量直径的缺陷。

本实用新型试块使用相对简单，并能形成距离-波幅曲线。

本实用新型试块的使用步骤和方法：

步骤一、将标称60°折射角探头连接超声波检测仪；

步骤二、在IIW试块上测定探头前沿、零偏和着探头实际折射角，选择实际折射角为60°±0.5的探头；

步骤三、将选定的探头放置在本实用新型试块上，请参见图6；

步骤四、将仪器显示横轴设定为深度显示1：1，将探头依次置于第一位置13、第二位置14、第三位置15、第四位置16、第五位置17、第六位置18、第七位置19处，依次扫查第一孔6、第二孔7、第三孔8、第四孔9、第五孔10、第六孔11、第七孔12位置得到一系列反射回波，对应的分别为第一孔反射波20、第二孔反射波21、第三孔反射波22、第四孔反射波23、第五孔反射波24、第六孔反射波25、第七孔反射波26，请参见如图7，第一孔6至第七孔12各点位置显示示意图，显示回波分别位于深度10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm处；

步骤五、连接各点峰值得到距离波幅曲线，请参见图8各点连成距离波幅曲线示意图，这样对于坡口未熔合检测的灵敏度曲线完成。

另一实施例：在某船厂的船体外板结构（厚度为30mm板厚、X型坡口）的焊缝中进行坡口未熔合缺陷定量检测，利用本实新型绘制的坡口未熔合缺陷定量曲线进行缺陷对比，发现两处未熔合缺陷超声指示反射，位置分别处于上下两个坡口熔合线侧。其中，缺陷1：缺陷指示深度3mm、缺陷反射波高约为Ф2+0dB平底孔当量、端点半波测量指示长度13mm；缺陷2：缺陷指示深度25mm、缺陷反射波高约为Ф2+6dB平底孔当量、端点半波测量指示长度20mm。

上述超声检测坡口未熔合反射指示缺陷，经射线检测，在底片发现超声检测对应位置上下坡口面未熔合发现2处缺陷。其中，缺陷1：显示长度11mm，宽度2mm；缺陷2：显示长度17mm，宽度3mm。

上述超声检测坡口未熔合反射，经实物解剖，在焊缝上下坡口面发现两个坡口未熔合缺陷。其中，缺陷1：缺陷深度2~4.1mm、缺陷长度10mm、宽度2.1mm、高度2.4mm；缺陷2：缺陷深度21~24.3mm、缺陷长度14mm、宽度2.1mm、高度3.3mm。

初步结论：坡口未熔合缺陷定量曲线对坡口未熔合缺陷进行检测，其定位位置基本和解剖和射线检测位置吻合，检测缺陷尺寸略小于超声波检测指示尺寸，满足检测要求。

又一实施例：在某钢结构制造厂的钢结构（厚度为15mm板厚、双面对成 V型坡口）的焊缝中进行坡口未熔合缺陷定量检测，利用本实新型绘制的坡口未熔合缺陷定量曲线进行缺陷对比，发现一处未熔合缺陷超声指示反射，位置分别处于探头侧坡口熔合线侧。该指示缺陷的缺陷反射波高约为Ф2+9dB平底孔当量、端点半波测量指示长度25mm。

上述超声检测坡口未熔合反射指示缺陷，经射线检测，在底片发现超声检测对应位置坡口面未熔合发现1处缺陷。其中，缺陷1：显示长度21.5mm，宽度2.8mm。

上述超声检测坡口未熔合反射，经实物解剖，在焊缝坡口面发现一个坡口未熔合缺陷。缺陷长度23mm最大宽度2.3mm，最大高度3.2mm。

初步结论：坡口未熔合缺陷定量曲线对坡口未熔合缺陷进行检测，其定位位置基本和解剖和射线检测位置吻合，检测缺陷尺寸略小于超声波检测指示尺寸，满足检测要求。

应当指出，对于经充分说明的本实用新型来说，还可具有多种变换及改型的实施方案，并不局限于上述实施方式的具体实施例。上述实施例仅仅作为本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制。总之，本实用新型的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (4)

1.一种斜入射平底孔反射灵敏度定量试块，其特征在于，所述试块的纵截面近似呈直角三角形，所述试块包括水平面、竖直面和斜面，所述水平面与竖直面垂直，所述水平面、竖直面和斜面呈矩形且等宽，所述水平面与斜面通过第一过渡面过渡连接，所述竖直面与斜面通过第二过渡面过渡连接，所述第一过渡面垂直于水平面，所述第二过渡面垂直于竖直面，所述水平面与斜面的内夹角为30°；所述竖直面上设有垂直于该竖直面多个孔，所述多个孔沿竖直面的长度方向设置且呈一列等间距分布。

2.根据权利要求1所述的斜入射平底孔反射灵敏度定量试块，其特征在于，所述试块的长度为166mm，高度为100mm，厚度为25mm，所述水平面的长度为166mm，所述竖直面的长度为100mm，所述水平面、竖直面和斜面的宽度均为25mm，所述第一过渡面的长度为7.6mm，所述第二过渡面的长度为7.2mm；所述孔的数量为七个，相邻孔的中心之间的间距为11.68mm，所述七个孔中，最上端的孔的中心到竖直面上端的距离、最下端的孔的中心到竖直面下端的距离均为15mm。

3.根据权利要求2所述的斜入射平底孔反射灵敏度定量试块，其特征在于，所述七个孔设置于竖直面宽度的中线上。

4.根据权利要求1至3任一所述的斜入射平底孔反射灵敏度定量试块，其特征在于，所述孔为平底孔。