一种钢轨探伤用超声波综合检测试块的制作方法

本实用新型涉及钢轨超声波探伤设备性能检测，尤其涉及一种钢轨探伤用超声波综合检测试块。

背景技术：

在钢轨焊缝探伤中对于较大伤损或当量较小面积较大伤损进行定量时，要求使用延伸度法，在现有试块中没有相应的横向声束宽度检测试块，而且纵向声束宽度检测试块深度递进值较大。

使用轮式超声波探头的钢轨探伤设备：双轨探伤仪、探伤车等，在出厂和验收检测时没有相应的检测试块，造成设备的一些性能指标无法检测。

技术实现要素：

本实用新型提供一种钢轨探伤用超声波综合检测试块，所述试块由与钢轨材质相当的45号钢制作，试块长1m、宽190mm、高205mm，其上含有不同检测超声波钢轨探伤仪和探头相应性能指标的反射体，其特征在于，所述试块上设置有平底横孔、平面阶梯、外圆弧面阶梯、内圆弧面阶梯和平面切槽人工反射体。

本实用新型以创新设计的b区声束特性检测部分为主体，并将现有的试块进行革新设计与之结合，实现对现有钢轨探伤仪器和探头，包括双轨探伤仪和探伤车及轮式探头性能指标的综合检测。

b区由19对φ3平底横孔组成(图1)，试块上顶面为主探测面，下底面为副探测面，加工方向与试块主探测面和端面平行，在试块正面从左向右排列，顺序为正面d1～d19,背面da1～da19；平底横孔d和da孔底相对圆心轴线重合为一对，正面为d孔，背面为da孔，共19对38个平底横孔，孔底间距：40mm、孔深：70mm，d1～d19两相邻孔水平间距均为40mm、垂直间距为10mm，a1孔距试块上顶面15mm、距a区与b区交界线50mm，a19孔距试块下底面10mm、距b区与c区交界线50mm。

a区由5个平面阶梯构成(图2)，在试块左边从试块背面向前排列，顺序为j1长40mm、宽35mm、距上顶面深10mm，j2长40mm、宽35mm、距上顶面深25mm，j3长40mm、宽40mm、距上顶面深110mm，j4长40mm、宽35mm、距上顶面深50mm，j5长40mm、宽35mm、距上顶面深20mm。

c区在试块右侧，从正面向后按顺序分为三层，由第一层c区-1、第二层c区-2、第三层c区-3，三个检测区组成。

进一步，c区-1(图3)由b、c区交界线向右10mm连接圆弧端距上顶面50mm处起，长30mm、宽25mm的j6和由b、c区交界线距上顶面深100mm处向右，长40mm、宽25mm的j7两个平面阶梯与由b、c区交界线上顶面向右40mm圆心开槽处向右半径50mm、宽25mmj8和与j8同圆心开槽处向右半径100mm、宽25mmj9的两个内圆弧面阶梯构成，两阶梯面直接连接。

进一步c区-2(图4)由b、c区交界线向右50mm处，长2mm、宽40mm、距顶面深85mm平面切槽j10、由b、c区交界线向右52mm处，长28mm、宽40mm、距上顶面深91mm平面阶梯j11、由b、c区交界线处向右，长50mm、宽40mm、距顶面深110mm平面阶梯j14和圆心距上顶面70mm、距试块右侧边35mm、宽20mm、半径25mm外圆弧面阶梯j12，圆心距上顶面70mm、距试块右侧边35mm、宽度2mm、半径22mm外圆弧面阶梯j13构成。

进一步，c区-3(图5)由圆心距上顶面30mm、距试块右侧边35mm、宽25mm、半径25mm外圆弧面阶梯j15和圆心距上顶面30mm、距试块右侧边35mm、宽度2mm、半径22mm外圆弧面阶梯j16构成。

附图说明

图1为本实用新型的结构主视图和俯视图，图2为a区左视图，图3、图4、图5分别为c区各分区的正视图，在不另行说明时附图的上顶面为检测时的探测面。

具体实施方式

对于普通超声波探头及其探伤系统进行检测时可手持探头或检测装置进行测试；对于轮式超声波探头及其探伤系统进行检测时，需要使用专用的检测装置将探头固定在装置上，使轮式探头中的0°探伤晶片与探测面保持平行、使轮式探头的探测移动方向与试块的纵向中线平行，通过检测装置使探头在试块上前后纵向移动和左右横向移动并显示其移动距离，具有钢轨头部二次波探伤功能的探头检测装置还应具备左右偏角或左右水平倾角的调整装置，以保证声束与反射体垂直。

利用本实用新型b区(图1)的(d1)(da1)～(d19)(da19)19对平底横孔，使用测长法在主探测面上(图1主视图上顶面)左右移动探头，可检测出探头在探测深度15mm～195mm、递进值10mm的6db和3db横向声束宽度；使用副探测面(图1主视图下底面)可检测出探头探测深度10mm～190mm、递进值10mm的6db和3db横向声束宽度；如将两探测面结合使用进行探测，可将深度递进值精度提高到5mm。

利用本实用新型b区(图1)的(d1)～(d19)或(da1)～(da19)19个平底横孔，在主探测面上(图1主视图上顶面)前后移动探头，探测各横孔可检测出探头在深度15mm～195mm、递进值10mm的6db和3db纵向声束宽度；使用副探测面(图1主视图下底面)可检测出探头深度10mm～190mm、递进值10mm的6db和3db纵向声束宽度；如将两探测面结合使用进行探测，可将深度递进值精度提高到5mm。

利用本实用新型b区(图1)的(d1)～(d19)或(da1)～(da19)19个平底横孔，在主探测面上(图1主视图上顶面)前后移动探头，探测各横孔采集最高回波，可检测出深度在15mm～195mm、递进值10mm时的探头灵敏度和探伤仪灵敏度余量；使用副探测面(图1主视图下底面)可检测出深度在10mm～190mm、递进值10mm时的探头灵敏度和探伤仪灵敏度余量；如将两探测面结合使用进行探测，可将深度递进值精度提高到5mm；使用上述方法还可检测仪器和探头的距离幅度特性、制作dac曲线。

利用本实用新型b区(图1)使用相应深度的平底横孔还可以标定斜探头的折射角，检测直探头和小角度探头的盲区，检测仪器的垂直线性误差；利用距主探测面(图1主视图上顶面)深65mm的平底横孔，可检测母材探伤仪双晶片斜探头的楔内回波幅度。

利用本实用新型a区(图2)j1阶梯(距探测面深10mm)和j4阶梯(距探测面深50mm)，可检测焊缝探伤仪或通用探伤仪的阻塞特性；利用本实用新型a区(图2)j5阶梯(距探测面深20mm)和j4阶梯(距探测面深50mm)，可检测母材探伤仪的阻塞特性；利用本实用新型a区(图2)j2阶梯(距探测面深25mm)或j5阶梯(距探测面深20mm)可检测母材探伤仪、焊缝探伤仪或通用探伤仪的水平线性误差及探测范围；利用本实用新型a区(图2)j3阶梯(距探测面深110mm)可检测母材探伤仪0°探头灵敏度及0°通道的灵敏度余量、双晶片直探头的楔内回波幅度。

利用本实用新型c区-1部分(图3)j6(距探测面深50mm)和j7(距探测面深100mm)可标定0°探头通道的探测范围、校正时基线；利用本实用新型c区第1部分(图3)圆弧阶梯j8(半径为50mm)和圆弧阶梯j9(半径为100mm)，可标定斜探头和小角度探头通道的探测范围、校正时基线、测定探头入射点；利用圆弧阶梯j9(半径为100mm)还可以检测焊缝或通用斜探头的灵敏度和焊缝单晶片斜探头的空载始脉冲宽度。

利用本实用新型c区-2部分(图4)j10(长2mm、宽40mm、距探测面深85mm平面切槽)和j11距探测面深91mm平面阶梯，可检测0°探头的分辨力；利用本实用新型c区-2部分(图4)j12(宽20mm，半径25mm，圆心距探测面深70mm、距右侧边35mm外圆弧面阶梯)和j13(宽度：2mm，半径：22mm，圆心距探测面深70mm、距右侧边35mm外圆弧面阶梯)，可检测k值小于等于1.5探头的折射角和分辨力。

利用本实用新型c区-3部分(图5)j15(宽25mm，半径25mm，圆心距探测面深70mm、距右侧边35mm外圆弧面阶梯)和j13(宽度：2mm，半径：22mm，圆心距探测面深70mm、距右侧边35mm外圆弧面阶梯)，可检测k值大于1.5、小于等于2.5探头的折射角和分辨力。

本试块以创新设计的b区为主体，将现有的试块进行革新设计与之结合，可实现对现有钢轨探伤探伤仪和探头(包括双轨探伤仪和探伤车及轮式探头、小角度探头)性能指标的综合检测；即解决了轮式超声探伤设备一些指标无法检测的问题，又兼顾了普通钢轨母材和焊缝探伤用仪器及探头各项指标的检测，实现了使用一块试块检测现有钢轨超声波探伤仪器及探头技术性能的综合检测。

为适应对轮式超声波钢轨探伤设备的检测，本实用新型设计体积较大，检测轮式探伤设备时还应配备专用的检测装置。