專利名稱：管道超聲波檢測(cè)一體化對(duì)比試塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種管道超聲波檢測(cè)周向掃查用對(duì)比試塊，特別是ー種管道超聲波檢測(cè)一體化對(duì)比試塊。
背景技術(shù)：
本實(shí)用新型涉及的名詞解釋探頭角度，超聲波從探頭進(jìn)入エ件后發(fā)生波型轉(zhuǎn)換和折射，折射角即一般所說探頭角度。掃描速度，儀器示波屏上時(shí)基掃描線的水平刻度值Γ和實(shí)際聲程t〔早程)的比例關(guān)系，即r =1 η檸為掃描速度或時(shí)基掃描線比例。探傷靈敏度，是指在確定的聲程范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)規(guī)定大小缺陷的能力，一般根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。調(diào)節(jié)探傷靈敏度的目的在于發(fā)現(xiàn)エ件中規(guī)定大小的缺陷，并對(duì)
缺陷定量。掃查靈敏度實(shí)際探傷中，在進(jìn)行粗探時(shí)為了提高掃查速度又不至于引起漏檢，常將探傷靈敏度適當(dāng)提高，這種在探傷靈敏度的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高后的靈敏度叫做掃查靈敏度或搜查靈敏度?，F(xiàn)有技術(shù)中，各類管道的產(chǎn)品可通過超聲波來進(jìn)行無損檢測(cè)，其原理是基于超聲波在試件中的傳播特性，采用一定的方式使超聲波進(jìn)入エ件/試件，超聲波在エ件/試件中傳播并與エ件/試件材料以及其中的缺陷相互作用，使其傳播方向或特征被改變，通過檢測(cè)設(shè)備接收改變后的超聲波信號(hào)并可對(duì)其進(jìn)行處理和分析，從而評(píng)估エ件/試件本身及其內(nèi)部是否存在缺陷及缺陷的特性。在無損檢測(cè)中，常常采用與已知量相比較的方法來確定被檢物的狀況。采用各種條件已知的試塊在超聲波探傷中對(duì)儀器和探頭性能進(jìn)行測(cè)試，調(diào)節(jié)儀器參數(shù)，確定探傷靈敏度、評(píng)價(jià)缺陷大小。超聲波探傷的發(fā)展，一直與試塊的研制、使用分不開。根據(jù)試塊的用途，可分為調(diào)節(jié)儀器及測(cè)試探頭和提供當(dāng)量缺陷確定探傷靈敏度及評(píng)價(jià)缺陷大小兩大類。試塊根據(jù)來歷一般分為兩類，一種是標(biāo)準(zhǔn)試塊，標(biāo)準(zhǔn)試塊是由權(quán)威機(jī)構(gòu)制定的試塊，試塊材質(zhì)、形狀、尺寸及表面狀態(tài)都由權(quán)威部門統(tǒng)ー規(guī)定；另一種是參考試塊，也稱對(duì)比試塊，是由各部門按某些具體探傷對(duì)象制定的試塊。目前管道超聲波檢測(cè)用參考試塊多為一種靈敏度校準(zhǔn)對(duì)比試塊，呈半圓環(huán)柱體，其上分布有與柱體縱向高度同向的V型尖槽或者矩形槽，用于確定超聲波探頭的探傷靈敏度或者掃查靈敏度。然而普通超聲波探頭觸面為平面，也稱平探頭，其進(jìn)行管道超聲波周向檢測(cè)時(shí)，平探頭與管道表面為線接觸或點(diǎn)接觸(表面粗糙時(shí))，影響耦合，不利于檢測(cè)。因此，會(huì)選擇將平探頭進(jìn)行修磨使之與管道耦合良好。然而平探頭修磨后，其入射點(diǎn)發(fā)生了變化，從而導(dǎo)致折射角發(fā)生變化，探頭前沿也隨之改變，嚴(yán)重影響缺陷定位，只能依靠經(jīng)驗(yàn)和儀器確定折射角和前沿的大致范圍，精度差。除此之外，現(xiàn)有技術(shù)中，僅有靈敏度校準(zhǔn)對(duì)比試塊，超聲波探頭的掃描速度調(diào)節(jié)并無參照試塊。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種能夠集測(cè)量超聲波探頭入射點(diǎn)、折射角、探頭前沿、掃描速度以及掃查靈敏度于一體的管道超聲波檢測(cè)一體化對(duì)比試塊。本實(shí)用新型的目的是通過以下途徑來實(shí)現(xiàn)的管道超聲波檢測(cè)一體化對(duì)比試塊，包括有靈敏度測(cè)定部分，該部分呈ー種半圓環(huán)柱體，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，還包括有探頭參數(shù)測(cè)定部分，該部分為ー種等徑圓柱體的相交柱體，橫截面呈兩端尖角的類橢圓形狀，以經(jīng)過該類橢圓形狀的中心點(diǎn)連接兩端尖角的軸線為長(zhǎng)軸，相交柱體的外底面上具有一長(zhǎng)橫孔，開孔處位于長(zhǎng)軸上，孔的延伸方向與相交柱體的縱向軸同向；靈敏度測(cè)定部分和探頭參數(shù)測(cè)定部分的側(cè)面圓弧半徑相同，且連接延續(xù)成 ー側(cè)面，二者一體化構(gòu)造。管道超聲波檢測(cè)一體化對(duì)比試塊的大小可根據(jù)具體管道產(chǎn)品進(jìn)行制作，相交柱體的表面圓弧半徑與半圓環(huán)柱體外表面圓弧半徑相同，均為管道產(chǎn)品半徑。本實(shí)用新型所述的靈敏度測(cè)定部分具有以下功能根據(jù)其上分布的V型線槽/矩形槽產(chǎn)生的回波繪制距離-波幅曲線，作為檢測(cè)時(shí)的基準(zhǔn)靈敏度。本實(shí)用新型所述的探頭參數(shù)測(cè)定部分具有以下功能I、入射點(diǎn)和前沿的測(cè)定。將探頭置于相交柱體表面對(duì)無長(zhǎng)橫孔ー側(cè)掃查時(shí)，下圓弧面會(huì)產(chǎn)生ー個(gè)回波，回波波幅最高時(shí)，探頭入射點(diǎn)位于類橢圓形截面短軸最高點(diǎn)，即刻度45°位置，此時(shí)探頭入射點(diǎn)的位置至探頭前端的距離即為探頭前沿長(zhǎng)度。2、探頭角度的測(cè)定。在相交柱體上設(shè)置有長(zhǎng)橫孔，當(dāng)超聲波探頭在該相交柱體表面探查時(shí)，可利用該長(zhǎng)橫孔的回波信號(hào)來確定探頭的折射角。3、掃描速度的測(cè)定。根據(jù)長(zhǎng)橫孔和相交柱體下圓弧面的回波測(cè)定掃描速度。本實(shí)用新型通過研發(fā)ー種新型試塊及其形狀、結(jié)構(gòu)，將其與現(xiàn)行領(lǐng)域中的靈敏度測(cè)定試塊一體化構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)了對(duì)修磨后的探頭入射點(diǎn)、折射角、前沿及掃描速度的測(cè)試和調(diào)整，集合了測(cè)量超聲波探頭入射點(diǎn)、折射角、探頭前沿、掃描速度以及掃查靈敏度于一體的技術(shù)效果，為準(zhǔn)確檢測(cè)管道產(chǎn)品提供了良好的對(duì)比數(shù)據(jù)，精確了測(cè)量結(jié)果。本實(shí)用新型可以進(jìn)ー步具體為靈敏度測(cè)定部分在兩部分交界處外周側(cè)面分布有I道V型線槽/矩形槽，靈敏度測(cè)定部分另一端內(nèi)表面位于內(nèi)周側(cè)面等距分布有3道V型線槽/矩形槽，槽的長(zhǎng)度方向均與試塊的縱軸線平行。另外，靈敏度測(cè)定部分總長(zhǎng)度大于3倍槽的長(zhǎng)度。本實(shí)用新型可以進(jìn)ー步具體為探頭參數(shù)測(cè)定部分和靈敏度測(cè)定部分的弧形側(cè)面半徑與所測(cè)試的管道半徑相同。作為相交柱體的原模型——等徑圓柱體，其半徑等于相交柱體的短軸長(zhǎng)度。這是因?yàn)橄嘟恢w的弧形表面來自于等徑圓柱體，是根據(jù)所檢測(cè)的管道外徑確定的，為了便于計(jì)算和標(biāo)示折射角角度，選擇短軸等于圓柱體半徑、即為所測(cè)試管道半徑是最優(yōu)選擇。長(zhǎng)橫孔在橫截面上位于短軸的兩端點(diǎn)所引出的射線在長(zhǎng)軸上垂直相交的點(diǎn)上。[0027]管道內(nèi)壁縱向缺陷的檢測(cè)最佳角度為探頭折射角(@3)為35° 37°，長(zhǎng)橫孔位置滿足了折射角(β s)為35° 45°的探頭的測(cè)定，如往中心點(diǎn)位置移動(dòng)，則可測(cè)定的折射角上限變小，不利于檢測(cè)；如往尖角方向移動(dòng)則可測(cè)定的折射角下限變大。長(zhǎng)橫孔孔徑為2mm。長(zhǎng)橫孔相對(duì)短橫孔而言，其回波在示波屏上更容易識(shí)別，方便儀器調(diào)節(jié)；2_孔徑能滿足檢測(cè)所需靈敏度要求。為了使試塊在進(jìn)行超聲波檢測(cè)時(shí)能夠快速、直觀的得到探頭的折射角度數(shù)，可將計(jì)算所得的角度標(biāo)示在試塊的表面上相應(yīng)位置，以便快速查看。綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種管道超聲波檢測(cè)一體化對(duì)比試塊，是ー種參考試塊，在原有的靈敏度測(cè)定對(duì)比試塊(即靈敏度測(cè)定部分)的基礎(chǔ)上增加了探頭參數(shù)測(cè)定對(duì)比試塊(即探頭參數(shù)測(cè)定部分)，其中該增加的部分采用等徑圓柱體的相交柱體，并在其橫 截面的長(zhǎng)軸上設(shè)置ー長(zhǎng)橫孔，實(shí)現(xiàn)了對(duì)修磨后的探頭折射角、探頭前沿及掃描速度的測(cè)試和調(diào)整，因?yàn)閮刹糠值耐鈧?cè)面圓弧半徑均為所測(cè)試的管道半徑，因此二者一體化構(gòu)造，同材同模，這樣，在對(duì)同一管道產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)時(shí)避免了因?yàn)樾?zhǔn)不同參數(shù)而在不同試塊上多次校驗(yàn)、調(diào)整，使用更為方便，測(cè)試更為精準(zhǔn)，集成了測(cè)量超聲波探頭入射點(diǎn)、折射角、探頭前沿、掃描速度以及掃查靈敏度于一體的技術(shù)效果，為準(zhǔn)確測(cè)試管道產(chǎn)品提供了良好的對(duì)比數(shù)據(jù)，精確了測(cè)量結(jié)果。

圖I所示為本實(shí)用新型所述的管道超聲波檢測(cè)一體化對(duì)比試塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為說明探頭校準(zhǔn)對(duì)比試塊中的長(zhǎng)橫孔的位置，對(duì)試塊橫截面的各個(gè)尺寸進(jìn)行標(biāo)示，并提供說明輔助線。圖3所示為圖I的正視仰視圖，圖4所示為圖I的正視俯視圖。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)ー步描述。
具體實(shí)施例最佳實(shí)施例參照附圖1，管道超聲波檢測(cè)一體化對(duì)比試塊，包括有靈敏度測(cè)定部分I和探頭參數(shù)測(cè)定部分2，二者分別作為靈敏度測(cè)定功能區(qū)和探頭參數(shù)測(cè)定功能區(qū)，其中，靈敏度測(cè)定部分I呈ー種半圓環(huán)柱體；而探頭參數(shù)測(cè)定部分2為ー種等徑圓柱體的相交柱體，橫截面呈兩端尖角的類橢圓形狀。靈敏度測(cè)定部分I和探頭參數(shù)測(cè)定部分2的外側(cè)面圓弧半徑相同，均是根據(jù)具體管道產(chǎn)品尺寸進(jìn)行制作，與管道產(chǎn)品半徑相同，二者一體化構(gòu)造，靈敏度測(cè)定部分I的外周面和探頭參數(shù)測(cè)定部分2的外周側(cè)面連續(xù)呈同一外周面。參照附圖3和附圖4，靈敏度測(cè)定部分I的外側(cè)周面上有一矩形線槽3(見附圖4)，其起始于靈敏度測(cè)定部分I和探頭參數(shù)測(cè)定部分2的重合線上；靈敏度測(cè)定部分I的內(nèi)側(cè)面上分布有三根矩形線槽4 (見附圖3)，該三根線槽4沿著內(nèi)側(cè)圓周等距分布。位于外側(cè)表面的矩形線槽3和內(nèi)側(cè)表面的矩形線槽4的長(zhǎng)度方向均為與試塊整體的縱軸延伸方向相同。上述矩形槽也可以是V型線槽，槽的深度和長(zhǎng)度根據(jù)檢測(cè)時(shí)遵循的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。靈敏度測(cè)定部分I的母線長(zhǎng)度應(yīng)不小于3倍槽的長(zhǎng)度。[0039]參照附圖2，探頭參數(shù)測(cè)定部分2以經(jīng)過該類橢圓形狀的中心點(diǎn)連接兩端尖角的軸線為長(zhǎng)軸L，垂直于該長(zhǎng)軸的經(jīng)過中心點(diǎn)的軸線為短軸S，該功能區(qū)上具有一長(zhǎng)橫孔5，孔的延伸方向與相交柱體的縱軸同向，孔長(zhǎng)與相交柱體縱向高度相同，為ー種長(zhǎng)橫孔，當(dāng)孔長(zhǎng)貫通相交柱體,則為ー種橫通孔,孔徑為2_。其中，相交柱體橫截面的短軸S為等徑圓柱體的半徑R，此時(shí)，長(zhǎng)橫孔在側(cè)表面上位于短軸的兩端點(diǎn)所引出的射線在長(zhǎng)軸上垂直相交的點(diǎn) 上。同時(shí)在相交柱體的類橢圓側(cè)面上，標(biāo)示有30 45°分劃刻度。本實(shí)用新型未述部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
權(quán)利要求1.管道超聲波檢測(cè)一體化對(duì)比試塊，包括有靈敏度測(cè)定部分(1)，該部分呈ー種半圓環(huán)柱體，其特征在于，還包括有探頭參數(shù)測(cè)定部分(2)，該部分為ー種等徑圓柱體的相交柱體，橫截面呈兩端尖角的類橢圓形狀，以經(jīng)過該類橢圓形狀的中心點(diǎn)連接兩端尖角的軸線為長(zhǎng)軸，相交柱體的外底面上具有一長(zhǎng)橫孔(5)，開孔處位于長(zhǎng)軸上，孔的延伸方向與相交柱體的縱向軸同向；靈敏度測(cè)定部分(I)和探頭參數(shù)測(cè)定部分(2)的側(cè)面圓弧半徑相同，且連接延續(xù)成ー側(cè)面，二者一體化構(gòu)造。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管道超聲波檢測(cè)一體化對(duì)比試塊，其特征在于，靈敏度測(cè)定部分(I)在兩部分交界處外周側(cè)面分布有I道V型線槽/矩形槽，靈敏度測(cè)定部分(I)另ー端內(nèi)表面位于內(nèi)周側(cè)面等距分布有3道V型線槽/矩形槽，槽的長(zhǎng)度方向均與一體化試塊的縱軸線平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管道超聲波檢測(cè)一體化對(duì)比試塊，其特征在于，靈敏度測(cè)定部分(I)總長(zhǎng)度大于3倍槽的長(zhǎng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管道超聲波檢測(cè)一體化對(duì)比試塊，其特征在于，探頭參數(shù)測(cè)定部分(2)和靈敏度測(cè)定部分(I)的弧形側(cè)面半徑與所測(cè)試的管道半徑相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管道超聲波檢測(cè)一體化對(duì)比試塊，其特征在于，探頭參數(shù)測(cè)定部分(2)中長(zhǎng)橫孔的長(zhǎng)度為相交柱體縱向高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管道超聲波檢測(cè)一體化對(duì)比試塊，其特征在于，探頭參數(shù)測(cè)定部分(2)中，長(zhǎng)橫孔在橫截面上位于短軸的兩端點(diǎn)所引出的射線在長(zhǎng)軸上垂直相交的點(diǎn)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管道超聲波檢測(cè)一體化對(duì)比試塊，其特征在于，探頭參數(shù)測(cè)定部分(2)長(zhǎng)橫孔的孔徑為2mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種管道超聲波檢測(cè)周向掃查用對(duì)比試塊，特別是一種管道超聲波檢測(cè)一體化對(duì)比試塊，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，包括有靈敏度測(cè)定部分，該功能區(qū)呈一種半圓環(huán)柱體，還包括探頭參數(shù)測(cè)定部分，該功能區(qū)為一種等徑圓柱體的相交柱體，兩功能區(qū)的表面圓弧半徑相同，二者一體化構(gòu)造。優(yōu)點(diǎn)在于首先，增加的探頭參數(shù)測(cè)定部分實(shí)現(xiàn)了對(duì)修磨后的探頭折射角、探頭前沿及掃描速度的測(cè)試和調(diào)整；其次，兩個(gè)功能區(qū)一體化構(gòu)造，檢測(cè)時(shí)避免了因?yàn)闇y(cè)定不同參數(shù)而在不同試塊上多次測(cè)定、調(diào)整，使用方便，測(cè)試精準(zhǔn)，集成了測(cè)量超聲波探頭入射點(diǎn)、折射角、探頭前沿、掃描速度以及掃查靈敏度于一體的技術(shù)效果，為準(zhǔn)確測(cè)試管道產(chǎn)品提供了良好的對(duì)比數(shù)據(jù)，精確了測(cè)量結(jié)果。
文檔編號(hào)G01N29/30GK202486106SQ20112051697
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者林德源, 江祖瑄, 洪毅成, 陳朝陽 申請(qǐng)人:福建中試所電力調(diào)整試驗(yàn)有限責(zé)任公司, 福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院