实物对比试块在探伤中的应用

1、前言

　　超声波探伤是无损检测领域中的主要检测手段之一,在锅炉、发电机组、输油气管道、铁路、船舶、桥梁、航空航天及核工业等领域得到了广泛应用。超声波探伤仪、探头和试块是超声波探伤中必不可少的组成部分。与仪器和探头一样,试块作为一种定量和评判的依据,起到了举足轻重的作用。为了保障检测准确和检测速度,经验丰富、水平较高的检测人员将会根据现场探伤的要求,依据相关标准,设计一些实物对比试块用于探伤。因此,无损检测用实物对比试块的制作、验收和维护非常重要。现将通过生产中对实物对比试块的理解和加工中积累的经验进行浅显的总结。

2、实物对比试块在探伤中的作用

　　实物对比试块是为了确保检测结果更加精准、评判缺陷更加方便,根据相关标准的要求和现场检测的情况,自行设计的试块,是调节探伤灵敏度、评定缺陷当量大小的依据。在对于不锈钢、铜、钛合金、铝合金、铸铁、陶瓷等特殊材料的探伤,以及较困难的部位的探伤时,采用实物对比试块更加准确、实用。

　　例:电力专用支柱绝缘子及瓷套实物对比试块(见图5、图6)。

      支柱绝缘子及瓷套是发电厂和变电站运行的重要组成设备,起着支撑导线和绝缘作用,若支柱绝缘子存在微小缺陷,就可能造成破坏。为防止运行中突然断裂,确保电网的安全运行,华东电网《支柱绝缘子及瓷套超声波探伤工艺方法研究》课题组成功地研究出采用并联式爬波和纵波小角度斜入射,对支柱绝缘子与瓷套重点探测的部位——铸铁法兰与瓷体相交附近的区域进行超声波探伤的工艺方法,填补了国内一项空白。在研制过程中,依照课题组的要求,选用各种规格的在役支柱绝缘子及瓷套,加工模拟裂纹试块。通过以上示例,不难看出实物对比试块在探伤中的重要作用,同时也对试块的加工精度提出了更高的要求。

3、对于实物对比试块的加工要求

　　3.1设计

　　依照检测执行标准,根据现场检测要求,模拟被检工件自行设计。

　　3.2材料

　　用于制造实物对比试块的材料,不应有影响检测的自然缺陷,应选用与相应被检工件材料化学成份相同或相近的材料,且其声学特性应与被检工件或材料相同或接近。材料建议在被检工件上直接截取。

　　3.3声速

　　用于制造实物对比试块的材料的声速值应与相应被检工件或材料相同或接近,两者的偏差允许为1%。

　　3.4人工反射体加工及技术要求

　　3.4.1平底孔

　　平底孔底面的平面度公差不大于0.03 mm,表面粗糙度不应大于Ra3.2μm。平底孔孔径的允许公差为±0.05 mm。平底孔角度公差为±0.5°。

　　3.4.2横通孔

　　横孔的位置度公差为0.1 mm,表面粗糙度为Ra3.2μm。孔径和(或)长度的公差为0.1 mm。

　　3.4.3槽口

　　纵向槽口应与试块轴线平行,横向槽口应与试块轴线垂直。U形槽口和矩形槽口的槽底应与两侧面垂直。V形槽口两侧面的夹角不应大于60°。槽底和侧面的平面度公差为0.03 mm,表面粗糙度为Ra3.2μm。槽深的公差为0.1 mm。

　　3.4.4表面粗糙度

　　实物对比试块的表面粗糙度按照图纸要求执行,如材料是在工件上直接截取的,在不影响探伤的情况下,建议保持其原表面粗糙度。

　　3.4.5外形尺寸

　　试块外形加工面未注尺寸公差为0.1 mm。试块各面垂直度公差为0.1 mm。

　　3.4.6标志和刻度线

　　根据设计要求,将相应的数据、名称、图号以及刻度线等雕刻在试块非检测面,刻字和刻度线不应影响试块的正常使用,即不应产生干扰反射,其深度宜控制在0.1 mm以内。

4、检测

　　4.1机械测量

　　采用高精度微孔量表和塞规测量通孔和通槽的几何尺寸,平面度采用刀口直角尺对试块表面进行测定,平行度采用外径千分尺测量试块两平行面任意四点,垂直度采用直角尺和塞尺,采用透光法测量。

　　4.2复型法检测

　　人工反射体复型法是将一种可塑性材料充满在人工反射体内,经过凝固成型后取出,直观地再现人工反射体的立体形貌,取其点线、断面在读数显微镜下对人工反射体的几何尺寸、深度、角度等进行测量,而后根据测量结果进行误差分析,从而得出结论。

　　4.3超声波探伤仪检测

　　选用相应探伤检测仪器和与之相匹配的探头对加工的人工反射体进行测试。

5、封孔

　　为避免异物的进入和长期放置后孔内氧化锈蚀影响检测的准确性,采用了国内先进的真空封孔技术对平底孔进行封孔。

　　试块作为探伤的重要计量工具,是判定探伤对象质量的重要依据,人工反射体的精度和质量直接影响到探伤结果,因此,试块的维护和贮存非常重要,每次使用后,应及时擦拭干净,并涂上防锈油。如长期贮存应存放于无腐蚀尘埃及气体的干燥处,以免试块产生锈蚀,影响使用。

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