[实用新型]薄壁管子环焊缝相控阵超声检测参考试块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无损检测领域中使用的对比试块，具体说是薄壁管子环焊缝相控阵超声检测参考试块。

背景技术

相控阵超声检测技术是目前国内外无损检测技术发展的新方向，新动力、是最先进的检测技术之一。相控阵超声技术是利用电子方式控制相控阵超声探头的声束来实现超声波发射、接收的方法。相控阵超声探头有多个小晶片，即阵元，每个阵元被独立的激发，并施加不同的时间延迟，所有阵元发射的超声波形成一个整体波阵面，能够实现动态聚焦，并能有效地控制发射超声束的形状和方向。它为确定缺陷的形状、大小和方向提供出比单个或多个常规超声波探头系统更大的能力。相控阵超声检测技术具有成像功能，检测结果以图像形式显示，分为A扫描、B扫描、S扫描、E扫描及P扫描等，直观易懂，存储的数据具有动态回放功能，并且还能记录扫查位置。这些功能是常规超声检测技术难以做到的。

相控阵超声检测技术已经在我国开始应用，例如在西气东输管道工程检测管道环焊缝，在安徽六安、安庆火力发电厂及铜陵电厂等检测薄壁管子环焊缝，对汽轮机叶片根部和涡轮圆盘的检测、火车轮轴检测、核电站主泵隔热板的检测等等，有着巨大的应用空间，体现出相控阵超声检测的优越性。

在电站锅炉、石油天然气站场、炼油厂及船舶等行业的安装及检修中存在大量薄壁管子环焊缝，这正式相控阵超声检测施展独特技术的场地。相控阵超声检测独特技术主要体现在采用多种角度检测，即扇形扫描检测和动态聚焦。而美国ASTM E2491相控阵标准中没有提到曲面楔块（或曲面晶片）的延迟衰减补偿、楔块衰减补偿、角度增益补偿及电子扫描晶片增益补偿的调试方法。目前我国特检行业、电力行业及石油天然气行业等常规超声检测标准中采用的薄壁管子环焊缝检测的对比试块存在以下不足：

（1）对比试块规格小，设计不合理，不能满足相控阵扇形扫描移动空间；

（2）对比试块中人工反射体间距太近，易造成扇形扫描调试时反射体间干扰；

（3）对比试块人工反射体深度单一、数量少，不能完全满足不同角度的声束调试要求；

（4）不能做角度增益补偿调试、楔块衰减补偿及楔块延迟补偿的要求。

（5）不能做电子扫描单个晶片或聚焦法则的增益补偿；

（6）不能测试盲区。

这些不足的存在，严重阻碍了相控阵超声检测技术在薄壁管子环焊缝检测中的应用。

公开号CN201207045Y的专利：一种超声波探伤试块，适用于厚度为10mm-30mm的平面工件（或平板）的焊缝检测，对于在此厚度范围之外的工件或曲面径管的环焊缝无法检测。此外，该试块仅适用于常规超声波检测技术，在常规超声波检测调试过程中一次仅适用于一种角度的声束调试，不能同时调节多种角度声束，一次只能采用一种角度的声束进行检测，不能满足相控阵探头的多角度检测，以及曲面相控阵探头的楔块衰减补偿、延迟补偿和角度增益补偿。

实用新型内容

为了克服现有超声检测薄壁管子环焊缝检测存在的缺点，本实用新型提出了薄壁管子环焊缝相控阵超声检测参考试块。该参考试块通过相控阵超声检测技术，解决薄壁管子环焊缝超声检测的技术问题。

本实用新型解决技术问题所采用的方案是：

薄壁管子环焊缝相控阵超声检测参考试块，参考试块为上下底面（长度较长的底面设为上底面，较短的设为下底面）为曲面的长方体；长方体的高度方向一侧设有一段圆弧，长方体高度方向具有曲率；长方体的下底面与圆弧之间设有一平面缺口；此外在参考试块上分布设有横通孔反射体。

所述平面缺口与曲面相接处在上底面的投影为圆弧的圆心。

所述圆弧为（1/6～2/9）圆弧，随着长方体高度方向的曲率变化而变化，其圆弧半径（R）为50mm。

所述横通孔反射体（3）的数量为10～13个，在参考试块高度方向采用多组并列平行阶梯排列。

所述参考试块长度不大于500mm，宽度不大于25mm，高度不大于50mm，高度方向的曲率半径（r）为 16mm～80mm。

所述横通孔反射体的直径不大于3mm，深度在2mm～23mm之间，相邻水平间距不大于90mm；相邻垂直间距不小于21mm。

本实用新型产品参考试块适用于大于等于3.5mm、小于等于15mm，直径范围为32mm-160mm有曲率的管子环向焊缝的检测，不适用于平面工件（或平板）焊缝的检测；适用于曲面楔块探头的检测，不适用于平面楔块探头的检测。

本实用新型的有益效果在于：