本發(fā)明屬于無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，特別提供一種焊縫渦流檢測(cè)試塊，本發(fā)明還涉及一種焊縫渦流檢測(cè)試塊的制作方法。

背景技術(shù)：

氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備(GIS)由斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等組成，外殼為鋁合金殼體，導(dǎo)電桿和絕緣件封閉在內(nèi)部并充有一定壓力的SF₆絕緣氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)的一種封閉式組合電器。GIS不僅在高壓、超高壓領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，而且在特高壓領(lǐng)域也被使用。與常規(guī)敞開(kāi)式變電站相比，GIS的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、可靠性高、配置靈活、安裝方便、安全性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，維護(hù)工作量很小，其主要部件的維修間隔不小于20年。

目前變電站GIS設(shè)備筒體焊縫一般有兩種，一種是鋁合金板材卷制對(duì)接焊接，另一種是鋁合金板材卷制螺旋狀焊接。一個(gè)330kV變電站兩條母線的GIS設(shè)備筒體對(duì)接焊縫大約有500m長(zhǎng)，而一個(gè)750kV變電站兩條母線的GIS設(shè)備筒體螺旋焊縫大約有8000m長(zhǎng)，因此GIS設(shè)備筒體焊縫的焊接質(zhì)量是保證GIS設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵。

由于GIS設(shè)備是金屬全封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備，針對(duì)在運(yùn)帶電GIS設(shè)備筒體焊縫的無(wú)損檢測(cè)，存在很多困難，因?yàn)閮?nèi)部有不同的結(jié)構(gòu)，并且現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)位置限制，射線不適用GIS設(shè)備筒體焊縫的檢測(cè)；對(duì)于磁粉、滲透兩種表面檢測(cè)方法，磁粉法現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用非常簡(jiǎn)單，可直接檢測(cè)表面缺陷，但不能實(shí)現(xiàn)帶電檢測(cè)；現(xiàn)場(chǎng)GIS設(shè)備的筒體外表面涂有一層厚厚油漆，不能打磨，所以滲透檢測(cè)方法也不適用；超聲法對(duì)焊縫內(nèi)部缺陷的檢測(cè)很有效，但檢測(cè)時(shí)需耦合劑，表面油漆會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果，檢測(cè)效率低，對(duì)于一個(gè)變電站就有5000m長(zhǎng)的焊縫檢測(cè)不適用。常規(guī)渦流技術(shù)對(duì)表面開(kāi)口裂紋很靈敏，在表面有涂層的環(huán)境下也能開(kāi)展檢測(cè)工作，通過(guò)對(duì)比各種檢測(cè)方法，渦流檢測(cè)技術(shù)，可達(dá)到GIS設(shè)備筒體焊縫帶電檢測(cè)的目的，但對(duì)渦流檢測(cè)探頭的選擇及檢測(cè)靈敏度試塊的制作比較關(guān)鍵，渦流探傷靈敏度試塊是渦流探傷系統(tǒng)的重要組成部分，是確定渦流檢測(cè)靈敏度、衡量渦流有效性、判定缺陷性質(zhì)和大小的重要工具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種焊縫渦流檢測(cè)試塊，有效的模擬被檢件中真實(shí)缺陷的大小，調(diào)節(jié)渦流檢測(cè)儀檢測(cè)靈敏度、確定驗(yàn)收水平、保證檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性、判定和比較被檢零件中缺陷性質(zhì)和大小。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種焊縫渦流檢測(cè)試塊，其包括：試塊基體一1、試塊基體二2、焊縫3以及若干裂紋結(jié)構(gòu)；試塊基體一1和試塊基體二2對(duì)接焊接，焊縫3位于試塊基體一1和試塊基體二2之間。

優(yōu)選的，焊縫渦流檢測(cè)試塊為厚8mm、表面帶油漆層鋁合金材料。

進(jìn)一步的，裂紋結(jié)構(gòu)為用電火花加工出的非通透的人工刻槽。

優(yōu)選的，裂紋結(jié)構(gòu)包括刻槽一4、刻槽二5、刻槽三6、刻槽四7、刻槽五8、刻槽六9。

進(jìn)一步的，刻槽一4、刻槽二5和刻槽三6深1mm；刻槽一4和刻槽二5長(zhǎng)10mm，刻槽三6長(zhǎng)20mm；

刻槽一4與焊縫方向夾角為0°，設(shè)置在焊縫3內(nèi)部；

刻槽二5與焊縫方向夾角為0°，設(shè)置在試塊基體內(nèi)部且緊貼焊縫3的一側(cè)；

刻槽三6與焊縫方向夾角為90°，設(shè)置在焊縫3內(nèi)部；

刻槽四7、刻槽五8和刻槽六9深2mm，刻槽四7長(zhǎng)20mm，刻槽五8和刻槽六9長(zhǎng)10mm；

刻槽四7與焊縫方向夾角為90°，設(shè)置在焊縫3內(nèi)部；

刻槽五8與焊縫方向夾角為0°，設(shè)置在焊縫3內(nèi)部；

刻槽六9與焊縫方向夾角為0°，設(shè)置在試塊基體內(nèi)部且緊貼焊縫3的一側(cè)。

進(jìn)一步的，刻槽一4和刻槽五8設(shè)置在焊縫3的中軸線上。

進(jìn)一步的，刻槽之間相隔30mm，試塊兩端的刻槽距試塊邊緣30mm。

進(jìn)一步的，裂紋結(jié)構(gòu)寬度為0.15mm。

進(jìn)一步的，焊縫3余高為2mm。

本發(fā)明還提供一種焊縫渦流檢測(cè)試塊的制作方法，該方法為：

第一步：試塊基體一1和試塊基體二2的對(duì)應(yīng)一側(cè)加工坡口；

第二步：將試塊基體一1和試塊基體二2的坡口對(duì)接焊接；

第三步：焊接好的試塊基體上刷上油漆；

第四步：用電火花加工出的非通透的人工刻槽。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1本發(fā)明能有效地模擬被檢件真實(shí)裂紋的大小。

2渦流檢測(cè)用的焊縫渦流檢測(cè)試塊是與被檢件的材質(zhì)、形狀、熱處理狀態(tài)及表面狀態(tài)基本一致，其上有符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的人工缺陷，能有效用于設(shè)定檢驗(yàn)靈敏度和評(píng)定缺陷的大小。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是母材缺陷波形圖；

圖4是缺陷與焊縫垂直波形圖；

圖5是缺陷與焊縫平行波形圖；

圖6是缺陷在焊縫熱影響區(qū)波形圖；

圖7是缺陷在焊高為2mm的焊縫熱影響區(qū)波形圖；

圖8是探頭與裂紋垂直掃查的波形圖；

圖9是探頭與裂紋45°夾角掃查的波形圖。

圖中，1為試塊基體一，2為試塊基體二，3為焊縫，4為刻槽一，5為刻槽二，6為刻槽三，7為刻槽四，8為刻槽五，9為刻槽六。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

參考圖1，一種焊縫渦流檢測(cè)試塊的制作方法為：

第一步：試塊基體一1和試塊基體二2的對(duì)應(yīng)一側(cè)加工坡口；第二步：將試塊基體一1和試塊基體二2的坡口對(duì)接焊接；第三步：焊接好的試塊基體上刷上油漆；第四步：用電火花加工出8個(gè)非通透的人工刻槽。

該焊縫渦流檢測(cè)試塊，包括：試塊基體一1、試塊基體二2、焊縫3以及若干裂紋結(jié)構(gòu)；試塊基體一1和試塊基體二2對(duì)接焊接，焊縫3位于試塊基體一1和試塊基體二2之間；焊縫余高2mm；試塊厚8mm；試塊表面為油漆層。裂紋結(jié)構(gòu)為非通透的人工刻槽，包括按順序排列的刻槽一4、刻槽二5、刻槽三6、刻槽四7、刻槽六9、刻槽五8，每個(gè)刻槽的寬度均為0.15mm。

刻槽一4、刻槽二5和刻槽三6深1mm；刻槽一4和刻槽二5長(zhǎng)10mm，刻槽三6長(zhǎng)20mm；刻槽一4與焊縫方向夾角為0°，設(shè)置在焊縫3內(nèi)部；刻槽二5與焊縫方向夾角為0°，設(shè)置在試塊基體內(nèi)部且緊貼焊縫3的一側(cè)；刻槽三6與焊縫方向夾角為90°，設(shè)置在焊縫3內(nèi)部。

刻槽四7、刻槽五8和刻槽六9深2mm，刻槽四7長(zhǎng)20mm，刻槽五8和刻槽六9長(zhǎng)10mm；刻槽四7與焊縫方向夾角為90°，設(shè)置在焊縫3內(nèi)部；刻槽五8與焊縫方向夾角為0°，設(shè)置在焊縫3內(nèi)部；刻槽六9與焊縫方向夾角為0°，設(shè)置在試塊基體內(nèi)部且緊貼焊縫3的一側(cè)。

刻槽一4和刻槽五8設(shè)置在焊縫3的中軸線上，刻槽一4和刻槽五8分別設(shè)置在試塊的兩端，距試塊邊緣30mm；每個(gè)刻槽之間相隔30mm。

當(dāng)使用探頭掃查氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備(GIS)筒體焊縫件缺陷時(shí)，隨著金屬部件缺陷深度的不同掃描探頭LED的顯示區(qū)域也發(fā)生了變化。當(dāng)檢測(cè)金屬部件發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，利用掃描探頭LED的實(shí)際檢測(cè)顯示區(qū)域?qū)Ρ群缚p渦流檢測(cè)試塊同LED的顯示區(qū)域，根據(jù)焊縫渦流檢測(cè)試塊的對(duì)應(yīng)線切割槽的深度，可以大致確定實(shí)際檢測(cè)缺陷的深度。

實(shí)施例2

參考圖2，一種焊縫渦流檢測(cè)試塊的制作方法為：

第一步：試塊基體一1和試塊基體二2的對(duì)應(yīng)一側(cè)加工坡口；第二步：將試塊基體一1和試塊基體二2的坡口對(duì)接焊接；第三步：焊接好的試塊基體上刷上油漆；第四步：用電火花加工出8個(gè)非通透的人工刻槽。

該焊縫渦流檢測(cè)試塊，包括：試塊基體一1、試塊基體二2、焊縫3以及若干裂紋結(jié)構(gòu)；試塊基體一1和試塊基體二2對(duì)接焊接，焊縫3位于試塊基體一1和試塊基體二2之間；焊縫余高2mm；試塊厚8mm；試塊表面為油漆層。裂紋結(jié)構(gòu)為非通透的人工刻槽，包括按順序排列的刻槽一4、刻槽四7、刻槽二5、刻槽五8、刻槽三6、刻槽六9，每個(gè)刻槽的寬度均為0.15mm。

刻槽一4、刻槽二5和刻槽三6深1mm；刻槽一4和刻槽二5長(zhǎng)10mm，刻槽三6長(zhǎng)20mm；刻槽一4與焊縫方向夾角為0°，設(shè)置在焊縫3內(nèi)部；刻槽二5與焊縫方向夾角為0°，設(shè)置在試塊基體內(nèi)部且緊貼焊縫3的一側(cè)；刻槽三6與焊縫方向夾角為90°，設(shè)置在焊縫3內(nèi)部。

刻槽四7、刻槽五8和刻槽六9深2mm，刻槽四7長(zhǎng)20mm，刻槽五8和刻槽六9長(zhǎng)10mm；刻槽四7與焊縫方向夾角為90°，設(shè)置在焊縫3內(nèi)部；刻槽五8與焊縫方向夾角為0°，設(shè)置在焊縫3內(nèi)部；刻槽六9與焊縫方向夾角為0°，設(shè)置在試塊基體內(nèi)部且緊貼焊縫3的一側(cè)。

刻槽一4和刻槽五8設(shè)置在焊縫3的中軸線上；刻槽一4和刻槽六9分別設(shè)置在試塊的兩端，距試塊邊緣30mm；每個(gè)刻槽之間相隔30mm。

當(dāng)使用探頭掃查氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備(GIS)筒體焊縫件缺陷時(shí)，隨著金屬部件缺陷深度的不同掃描探頭LED的顯示區(qū)域也發(fā)生了變化。當(dāng)檢測(cè)金屬部件發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，利用掃描探頭LED的實(shí)際檢測(cè)顯示區(qū)域?qū)Ρ群缚p渦流檢測(cè)試塊同LED的顯示區(qū)域，根據(jù)焊縫渦流檢測(cè)試塊的對(duì)應(yīng)線切割槽的深度，可以大致確定實(shí)際檢測(cè)缺陷的深度。

實(shí)施例3

刻槽對(duì)比試樣缺陷檢測(cè)波形圖分析

參考圖3、圖4、圖5、圖6和圖7，對(duì)4種不同對(duì)比試塊1mm深缺陷的檢測(cè)波形圖分析，母材的缺陷波靈敏度最高，波形沒(méi)有寬度，且與焊縫本身的干擾波角度相差最大，為20°左右；焊縫上的縱向和橫向缺陷由于受焊縫焊波的影響，靈敏度比母材缺陷的靈敏度降低了2dB，波形有一些寬度；檢測(cè)焊縫熱影響區(qū)的缺陷時(shí)，除了選擇探頭在熱影響區(qū)與焊縫平行(縱向)掃查外，還要增加探頭與焊縫的橫向掃查，由于選擇的是Φ15mm左右的平探頭，縱向掃查時(shí)會(huì)漏檢靠近焊縫邊緣的缺陷，針對(duì)焊縫橫向掃查，焊縫的焊波和焊高對(duì)檢測(cè)有影響，從圖4可以看出，熱影響區(qū)的檢測(cè)靈敏度最低，波形比較寬，與焊縫本身的干擾波角度相差為15°左右；在焊縫焊高超過(guò)2mm時(shí)，靈敏度又降低4dB左右，波形更寬。

實(shí)施例4

靈敏度的調(diào)節(jié)

參考圖8和圖9，靈敏度的調(diào)節(jié)是將探頭在對(duì)比試塊上通過(guò)掃查人工刻槽來(lái)進(jìn)行，隨著刻槽深度的增加信號(hào)也增大，將lmm深刻槽的信號(hào)幅度調(diào)到滿屏高度的約50％。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)GIS筒體鋁合金焊縫的結(jié)構(gòu)波與缺陷波的角度及渦流檢測(cè)鋁合金缺陷的埋藏深度等情況，選擇100kHz左右的頻率進(jìn)行檢測(cè)能達(dá)到明顯效果。檢測(cè)時(shí)探頭沿與可能出現(xiàn)缺陷主要走向垂直或平行的方向移動(dòng)，檢測(cè)的可靠性高度依賴于探頭線圈與被測(cè)表面之間的方向，對(duì)于正交橋式探頭靈敏度受缺陷與線圈夾角的影響，因此在檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)增加45°角度的掃查。