专利名称：用于绝热层制品超声检测的对比试块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无损检测技术领域，具体地指一种用于绝热层制品超声检测的对 比试块。
背景技术：
制品内部质量是制品质量控制的重要指标，其通常采用超声检测方法来检测。超 声检测设备与探头组合后有较大的灵敏度调整范围，其灵敏度的选取均要根据被检材料的 声传播特性、材料内部缺陷声传播特性、材料厚度和检测要求，选择其对应试块上制作适当 类型和尺寸的具有代表性人工反射体，以其在不同深度的反射波或穿透波特性作为比较的 基准，确定被检制品内部质量，探测缺陷大小、位置及种类，同时保证在检测过程中，检测系 统的一致性。现有的超声检测对比试块通常都只针对单一复合材料，如碳纤维、高硅氧纤维等， 而对于一些由至少两种复合材料制成的形状变化的制品，如呈变截面圆锥体筒形结构的喷 管扩散段绝热层制品，由于其复合材料的厚度不断发生变化，导致各个截面的超声传播特 性不一致，所以其对比试块的缺陷制作不能简单确定。此外，由于这类制品工艺复杂，各种 缺陷的产生机理也相当复杂，缺陷对超声波产生的波形响应不一，很难制作出具有代表性 的人工缺陷物，对绝热制品的超声检测准确度带来了极大的困难，因此，亟需一种改进的超 声检测对比试块以克服前述缺陷。
发明内容本实用新型的目的就是要提供一种结构简单、使用方便的适用于由多种复合材料 制成的绝热层制品的超声检测灵敏度调试的对比试块。为实现上述目的，本实用新型所设计的超声检测对比试块包括第一试块、第二试 块和第三试块。所述第一试块为由抗老化材料制成的与待检绝热层制品的树脂材料密度相 同的圆柱体。所述第二试块为变截面圆锥筒体，所述变截面圆锥筒体包括与待检绝热层制 品的内层材料相同的内复合材料层和与待检绝热层制品的外层相同的外复合材料层。所述 内复合材料层和所述外复合材料层厚度的突变区域以外的区域内埋置有多个人工缺陷物。 所述人工缺陷物包括由与埋置位置相同的复合材料制成的无孔隙的预浸布、带孔隙的预浸 布、以及树脂薄膜试块。所述第三试块包括两个弧形块，所述弧形块包括与待检绝热层制品 的内层材料相同的内复合材料层和与待检绝热层制品的外层相同的外复合材料层。其中， 一个弧形块从其内复合材料层制有多个不同深度、不同直径的当量圆柱平底孔，另一个弧 形块从其外复合材料层制有多个不同深度、不同直径的当量圆柱平底孔。本实用新型的优点在于所设计的用于绝热层制品的超声检测对比试块包括三种 试块，其中，第一试块用于调试超声检测系统灵敏度、测试仪器及探头的性能、确定检测条 件的再现性；第二试块用于喷水脉冲穿透法检测绝热层制品时，调整超声检测仪的灵敏度 调整，扫查范围调整，评定缺陷的当量尺寸及保证检测结果的再现性；第三试块用于喷水脉冲反射法检测绝热层制品时超声检测仪的灵敏度调整，扫描范围调整，评定缺陷的当量尺 寸及保证检测结果的再现。通过前述第一、第二和第三试块，可以模拟具有已知缺陷的实物 来调试喷管扩散段绝热层制品超声检测的灵敏度，从而可以检测具有相近尺寸、相近形状 的绝热层制品。使用本实用新型的超声检测对比试块对检测系统进行调试和核对，不仅可 以保证检测的灵敏度，同时可保证绝热层制品内部质量。优选地，所述其上带孔隙的预浸布的直径为IOmm或20mm，无孔隙的所述预浸布的 直径为5mm或10mm，所述树脂薄膜试块为圆柱体，所述树脂薄膜试块的底面直径为IOmm或 20mm，厚度为1mm，所述人工缺陷物埋置在所述第二试块的1/2、1/3或2/3厚度处且位于所 述变截面圆锥筒体的径向不重合处。这些人工缺陷物的尺寸和埋置位置可以有效模拟绝热 层制品的缺陷，具有代表性，从而可以进一步提高检测质量。较佳地，所述预浸布外覆有抗高温薄膜保护层，以保证人工缺陷物制作的可靠性。
图加为本实用新型超声检测对比试块的第二试块的一个实施例的结构示意图；图2b为图加所示第二试块沿A-A面的截面示意图；图2c为图加所示第二试块沿B-B面的截面示意图；图2d为图加所示第二试块沿C-C面的截面示意图；图3a为本实用新型超声检测对比试块的第三试块的一个实施例的结构示意图；图北为图3a所示第三试块的仰视图；图如为本实用新型超声检测对比试块的另一第三试块的一个实施例的结构示意 图；图4b为图如所示第三试块的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。本实施例以用于检测喷管扩散段绝热层制品超声检测仪器灵敏度调整的对比试 块为例，详细说明本实用新型的内容。为便于理解，首先说明喷管扩散段绝热层制品的结 构。喷管扩散段绝热层制品为变截面圆锥体筒形结构，由碳布、高硅氧布与增强酚醛树脂 复合缠绕而成，制品的两种复合材料的厚度不断发生变化，导致各个截面的超声传播特性 不一致，必须正确合理地确定各个截面的超声基础参考特性，包括能量衰减和波形特性等。本实施例的用于绝热层制品超声检测的对比试块包括第一对比试块、第二对比试 块和第三对比试块。如图所示，所述第一对比试块为圆柱体，采用抗老化材料，如树脂材料等制成。优 选地，可以采用环氧酚醛树脂模压固化而成，制作完成后内部无气泡、裂纹等影响检测的缺 陷，密度为1.20g/cm3，与待检绝热层制品中的树脂材料密度相当。该第一试块用于调试超 声检测系统灵敏度、测试仪器及探头的性能、确定检测条件的再现性。第二试块用于喷水脉冲穿透法检测绝热层制品时，调整超声检测仪的灵敏度调 整，扫查范围调整，评定缺陷的当量尺寸及保证检测结果的再现性。如图加所示，所述第二 对比试块为变截面圆锥筒体。所述变截面圆锥筒体包括与待检绝热层制品的内层材料相同 的内复合材料层加和与待检绝热层制品的外层相同的外复合材料层2b。所述内复合材料层加和所述外复合材料层2b的厚度存在一个明显变化的区域，即突变区域2c，该突变区域 2c以外的区域内埋置有多个人工缺陷物2d。所述人工缺陷物2d包括无孔隙的预浸布、树 脂薄膜试块和带孔隙的预浸布。所述无孔隙的预浸布和带孔隙的预浸布均由与埋置位置相 同的复合材料制成。其中，带孔隙的预浸布为气孔缺陷，树脂薄膜试块为聚胶缺陷，无孔隙 的预浸布为分层缺陷。所述人工缺陷物2d埋置在所述第二试块的1/2、1/3或2/3厚度处， 且在所述变截面圆锥筒体的径向上不重合，如图2b 2d所示。所述其上带孔隙的预浸布 的直径可以为IOmm或20mm，无孔隙的预浸布的直径可以为5mm或10mm，所述树脂薄膜试块 为圆柱体，所述树脂薄膜试块的底面直径可以为IOmm或20mm，厚度可以为Imm或更小。这 些人工缺陷物2d的尺寸和埋置位置可以有效模拟绝热层制品的缺陷，具有代表性，从而可 以进一步提高检测质量。优选地，所述带孔隙的预浸布和无孔隙的预浸布外覆有抗高温薄膜保护层(图未 示)，该薄膜保护层抗高温，防树脂浸入，进而保证人工缺陷物制作的可靠性。所述树脂薄膜 试块可以为钡酚醛树脂薄膜试块。在本实施例中，共埋置了 16个典型的人工缺陷物2d，包括七个分层缺陷11-16、 32，七个气孔缺陷21-26、31和两个聚胶缺陷33、34。所述人工缺陷物2d分别埋置在距所 述变截面圆锥筒体的小端50mm、IOOmm和300_处，即图中A_A、B-B, C-C剖面处，人工缺陷 物埋置位置和大小对应关系见表1。通过超声和CT、X射线检测数据比较可以得出第二对 比试块的缺陷的变形小，埋藏位置稳定，检测结果与缺陷涉及要求基本一致，第二对比试块 具有代表性，可以为寻找制品超声波能量传播规律和制品内部缺陷超声波传播特征提供标 准。表1第二试块缺陷埋藏位置及大小
序缺陷所在 象限距小端距离 (mm)缺陷面积 (ram2)缺陷种类缺陷位置 (S检测厚 度)11 1II50Φ 10分层1/3 δ212II - III50Φ 10分层1/2 δ313III - IV50Φ 10分层2/3 δ414IV50Φ 5分层1/3 δO15IV - I50Φ 5分层1/2 δ6161 - II50Φ 5分层2/3 δ721II100Φ 20气孔1/3 δ822II -III100Φ 20气孔1/2 δ923IlI-IV100Φ 20气孔2/3 δ
权利要求1.一种用于绝热层制品超声检测的对比试块，包括第一试块(1)、第二试块( 和第三 试块(3)，其特征在于所述第一试块(1)为由抗老化材料制成的与待检绝热层制品的树脂材料密度相同的 圆柱体；所述第二试块( 为变截面圆锥筒体，所述变截面圆锥筒体包括与待检绝热层制品的 内层材料相同的内复合材料层Oa)和与待检绝热层制品的外层材料相同的外复合材料层 (2b)，所述内复合材料层Qa)和所述外复合材料层Ob)厚度的突变区域Oc)以外的区域 内埋置有多个人工缺陷物(2d)，所述人工缺陷物Qd)包括由与埋置位置相同的复合材料 制成的无孔隙的预浸布、带孔隙的预浸布、以及树脂薄膜试块；所述第三试块C3)包括两个弧形块，所述弧形块包括与待检绝热层制品的内层材料相 同的内复合材料层(3a)和与待检绝热层制品的外层材料相同的外复合材料层C3b)，其中， 一个弧形块从其内复合材料层(3a)制有多个不同深度、不同直径的当量圆柱平底孔(3c)， 另一个弧形块从其外复合材料层(3b)制有多个不同深度、不同直径的当量圆柱平底孔 (3c)。
2.根据权利要求1所述的对比试块，其特征在于所述带孔隙的预浸布的直径为IOmm 或20mm，所述无孔隙的预浸布的直径为5mm或10mm，所述树脂薄膜试块为圆柱体，所述树脂 薄膜试块的底面直径为20mm或10mm，厚度为1mm，所述人工缺陷物Qd)埋置在所述第二试 块的1/2、1/3或2/3厚度处且位于所述变截面圆锥筒体的径向不重合处。
3.根据权利要求2所述的对比试块，其特征在于所述无孔隙的预浸布和所述带孔隙 的预浸布外覆有抗高温薄膜保护层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的对比试块，其特征在于所述树脂薄膜试块为 钡酚醛树脂薄膜试块。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的对比试块，其特征在于所述当量圆柱平底孔 (3c)的直径为IOmm或20mm。
专利摘要本实用新型公开了一种用于绝热层制品超声检测的对比试块，其包括第一试块、第二试块和第三试块。第一试块为由抗老化材料制成的圆柱体。第二试块为变截面圆锥筒体，其包括内复合材料层和外复合材料层。所述内复合材料层和外复合材料层厚度的突变区域以外的区域内埋置有多个人工缺陷物。该人工缺陷物包括由与埋置位置相同的复合材料制成的无孔隙的预浸布、带孔隙的预浸布、以及树脂薄膜试块。第三试块包括两个弧形块。一个弧形块从其内复合材料层制有当量圆柱平底孔，另一个弧形块从其外复合材料层制有当量圆柱平底孔。使用前述对比试块对检测系统进行调试和核对，不仅可以保证检测的灵敏度，同时可保证绝热层制品内部质量。
文档编号G01N29/30GK201897590SQ20102018868
公开日2011年7月13日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者何洪云, 姜莹艳, 宗慧芳, 张亚军, 谢军, 龚炼红 申请人:国营红阳机械厂