[实用新型]一种不锈钢小径管焊缝相控阵超声检测试块

说明书

本实用新型公开了一种不锈钢小径管焊缝相控阵超声检测试块，所述试块整体外形为长条状，包括对比试块和模拟试块两部分，对比试块包括左对比试块体和右对比试块体；所述模拟试块包括上模拟试块体和下模拟试块体。本实用新型采用对比试块和模拟试块同体设置的结构形式，便于携带和使用，检测效率高，结构紧凑、功能齐全，可同时满足相控阵仪器设备调试、灵敏度设定和检测工艺验证要求，无需更换不同试块校准相控阵检测系统，操作简便，制造、使用、维护成本低。

技术领域

本实用新型涉及一种新型相控阵超声检测用多功能对比试块及检测方法，属于超声波检测技术领域。

背景技术

奥氏体不锈钢具有耐高温、耐腐蚀的特性，表现出良好的使用性能，同时又具备优良的工艺性能，因此被广泛应用于火力发电机组的高温、高压管道系统中。以一台百万千瓦火力发电机组为例，仅锅炉受热面安装工程就有一万道左右的不锈钢材质小径管焊缝，其数量占有相当大的比重，并且不锈钢材质管道运行参数高、运行环境恶劣，常用在末级过热器、末级再热器等核心系统，其焊接质量的好坏直接影响机组的安全稳定运行，是机组的重点检验和监测部位。奥氏体不锈钢焊缝晶粒粗大、不均匀，具有显著的各向异性特点。超声波在各向异性焊缝中传播时，会发生畸变、分离和传播路径的变化，进而产生较大的衰减和散射，直接影响超声波检测的灵敏度和精度，并且小径管曲率较大，现场检测时杂波多、信噪比差。因此，奥氏体不锈钢小径管焊缝超声波检测一直以来是业内公认的技术难题。相控阵超声波检测技术具有检测灵敏度高、缺陷显示直观、定性定量准确等特点，是目前国际上先进、前沿的超声波检测技术。与常规超声波检测技术相比，该技术具有诸多显著技术优势，但该技术仍属于超声波技术范畴，为了保证检测结果的准确性、可重复性和可比性，必须使用具有特定反射体的试块对检测系统进行校准和灵敏度设置，试块的适用性直接影响相控阵超声检测精度和检测结果的准确性。

目前，奥氏体不锈钢小径管焊缝相控阵超声检测用试块主要有两种：一种是采用与被检工件材质相同的不锈钢做试块基材，按照常规A型超声波试块样式及尺寸进行加工制作的对比试块；另外一种是在第一种对比试块的基础上进行优化的试块，即在试块中部设置了一道与被检焊缝材质相同的焊缝，并在焊缝中部加工了横通孔。常用的两种试块均采用了常规A型超声波对比试块样式，相控阵超声检测探头和仪器的适用性不强，不能很好地标定反射波的灵敏度；另外，工程中奥氏体不锈钢小径管管道规格多，壁厚在4～20mm范围内均有涉及，仅用一种尺寸试块不能真实反映声波传播情况和声场特征，因此，对仪器调试和灵敏度设定精度均产生不利影响。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种不锈钢小径管焊缝相控阵超声检测用多功能试块及检测方法。

为解决这一技术问题，本实用新型提供了一种不锈钢小径管焊缝相控阵超声检测试块，所述试块整体外形为长条状，包括对比试块和模拟试块两部分，对比试块包括左对比试块体和右对比试块体，所述左对比试块体和右对比试块体设置在试块的两端，左对比试块体一端加工左四分之一圆弧反射体，另一端加工相同直径的左系列横通孔，右对比试块体一端加工右四分之一圆弧反射体，另一端加工相同直径的右系列横通孔；所述模拟试块包括上模拟试块体和下模拟试块体，所述试块中部设置矩形空腔，上模拟试块体和下模拟试块体设置在试块中部，所述上模拟试块体中部设有上焊缝和上系列横通孔，下模拟试块体设有下焊缝和下部横通孔。

所述左系列横通孔和右系列横通孔为多个依次排列的横通孔，各横通孔中心在一条垂线上，各横通孔截面均为圆形，直径相同，且同一系列中，相邻两横通孔的间距相同；所述左系列横通孔和右系列横通孔中的横通孔在垂直方向上交错布置，各横通孔深度值均不相同。

所述左对比试块体和右对比试块体的上、下端分别设置左探头放置面和右探头放置面，左探头放置面和右探头放置面加工成曲面，其曲率值与被检小径管曲率值相同；相控阵探头放置在左探头放置面和右探头放置面上进行左右移动，分别利用左四分之一圆弧反射体、右四分之一圆弧反射体和左系列横通孔与右系列横通孔进行相应校准操作。