一种汽轮机叶根用相控阵超声探伤校准试块的制作方法

本发明涉及一种无损检测用相控阵超声波校准试块，尤其是涉及一种汽轮机叶根用相控阵超声探伤校准试块。

背景技术：

汽轮机转子是大型火力发电机组的关键部件之一，汽轮机叶片叶根作为高速转动部件，在高温、高压、高速运转中，极易因制造缺陷、材料性能、以及承受强大的离心力、弯力和扭力等因素而发生断裂事故。汽轮机转子叶根常埋藏在叶轮内部，若不能及时发现存在的缺陷，将会导致叶片飞脱，造成严重生产事故.

目前常规检测手段由于结构和空间受限，检测区域及检测灵敏度均有限，相控阵超声波作为一种相对较新的检测手段。目前汽轮机叶根方面暂无针对性的专门调试标准试块，相控阵超声波检测行业实际灵敏度调试多采用以nb/t47013.3中所述csk-ⅰa和csk-ⅱa试块进行通用调试，考虑到叶根探伤主要为探测应力集中弧面裂纹缺陷，考虑叶根本身型式及缺陷均具有独特性，而csk试块缺陷设计均为标准长横孔缺陷，多用于焊缝检测中灵敏度调试，缺乏对比性，易造成误差，大大降低了灵敏度调节的意义。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、针对性强、实用性和操作性强的汽轮机叶根用相控阵超声探伤校准试块，为调试设备灵敏度探伤用，解决了目前行业中叶根相控阵超声波检测并无专用标准试块进行调试的状况，使得汽轮机相控阵超声波叶根探伤更加准确、可靠。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种汽轮机叶根用相控阵超声探伤校准试块，所述的试块为六面体塔型结构，其顶面为梯形，底面为矩形，左侧面和右侧面均为梯形，前侧面和后侧面为斜面，分别刻有多条裂纹缺陷。

各条裂纹缺陷的高度互不相同，前侧面和后侧面的裂纹缺陷交错设置。

所述的前侧面上的各条裂纹缺陷的深度互不相同，后侧面上的各条裂纹缺陷的深度互不相同。

所述的顶面上的边的长度大于底面上的相对边的长度。

所述的校准试块配有刻度尺，用于测量前侧面和后侧面的敞角。

所述的校准试块与刻度尺在左右长度方向尺寸一致，刻度值显示斜面与顶面的夹角，以测量斜面敞角。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)参考叶根形貌和应力集中状态，采用“上梯下方”立体塔型结构并在塔型试块两侧加工标准裂纹缺陷，弥补了行业中叶根相控阵超声波无针对性标准试块进行校准的状况。

(2)能够对汽轮机不同型式叶根不同角度不同深度缺陷进行灵敏度校准。

(3)体积小，方便携带，便于工作现场随时进行设备灵敏度进行校准。

(4)结构简单，设计轻巧，造价低。

附图说明

图1为本实施例标准试块立体示意图；

图2为本实施例标准试块主视示意图；

图3为本实施例标准试块右视示意图；

图4为本实施例标准试块配备的刻度表尺示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

本实施例的汽轮机叶根用相控阵超声探伤校准试块参考叶根形貌和应力集中状态，化繁去简，保留其有效本体和两侧应力集中结构位置，以“上梯下方”立体塔型结构设计，在两侧面不同深度处制作标准裂纹缺陷，做到可以涵盖目前大多叶根型式，同时为便于测量斜面不同敞角的需要，配置一把可以标注两侧斜面敞角的钢板刻度尺，刻度尺与试块在长度方向尺寸一致，放置于上梯形面的中心线处，刻度值显示侧斜面与上检测面的夹角度以测量斜面敞角(即该刻度所处位置顶面与侧面的夹角)，可以满足对不同叶根型式不同角度和位置深度缺陷进行灵敏度校准，应用广泛，通用性强，使得检测更加准确和可靠。

如图1～4所示，顶面1为大梯形，底面3为窄小长方形，试块两侧不同深度采取错开的方式各制作3个不同深度的标准裂纹缺陷2，缺陷具体深度依据为满足多数不同型式叶根需求设计，模拟汽轮机叶根中的应力集中区(即易产生裂纹的区域)，同时配套设计一把钢板尺便于测量两侧斜面的敞角，以满足更加准确的调试不同型式叶根灵敏度的需求。

使用时，以相控阵超声波叶根探伤常用的扇扫(推荐)为例，先对扇扫角度范围内的每一条声速校准以保证设备本身性能符合标准要求，然后用本试块进行灵敏度(即acg修正)校准，选取裂纹的具体深度和位置可依据实际叶根型式并以第二齿深度(推荐)为参考，用刻度尺在试块中选取大致位置和深度的裂纹，将其回波幅度调至满屏的适当高度(例如90％)，作为扫查灵敏度；tcg灵敏度修正，测量叶根两侧第一至第三齿凹槽深度作为调节范围，选取试块相应大致范围裂纹，通过闸门锁定不同深度缺陷最大反射回波，采集并通过系统增益补偿使每一个深度缺陷回波达到相同幅值(例如80％)，最后选择点绘制tcg曲线，然后以此进行相应的检测。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种汽轮机叶根用相控阵超声探伤校准试块，所述的试块为六面体塔型结构，其顶面(1)为梯形，底面(3)为矩形，左侧面和右侧面均为梯形，前侧面和后侧面为斜面，分别刻有多条裂纹缺陷(2)。与现有技术相比，本发明参考叶根形貌和应力集中状态，采用“上梯下方”立体塔型结构并在塔型试块两侧加工标准裂纹缺陷，弥补了行业中叶根相控阵超声波无针对性标准试块进行校准的状况，够对汽轮机不同型式叶根不同角度不同深度缺陷进行灵敏度校准。

技术研发人员：初希;欧阳权
受保护的技术使用者：中电华创电力技术研究有限公司;中电华创(苏州)电力技术研究有限公司
技术研发日：2018.03.12
技术公布日：2019.04.30