一种在役受热面薄壁管超声检测标准试块的制作方法

1.本实用新型涉及无损检测技术领域，更具体地说是一种适用于在役受热面薄壁管超声检测时，使用的模拟裂纹标准试块。


背景技术：

2.随着发电厂超超临界锅炉的日益增多，发电厂锅炉炉膛内高温已经达到600度，在机组的启停及出力调整的情况下，温差变化是巨大的，在长期的恶劣工况下管道应力过大，位于管焊缝热影响区、鳍片与管道连接处，管夹固定点等位置附近，均会因反复的热胀冷缩导致金属疲劳从而导致应力过大而产生内外壁周向裂纹，裂纹随温度变化开始沿长度和径向高度发展，当裂纹扩大到不能抵御管内蒸汽的压力情况下，会发生爆管，危害性极大，导致停机，损失电量，是威胁发电厂运行安全的杀手。目前国内尚无对变径小径管进行快速裂纹比对的参考判伤的试块。


技术实现要素：

3.为了解决这一技术问题，本实用新型提供了一种在役受热面薄壁管超声检测标准试块，结合在役受热面薄壁管的自身特点设计了不同厚度、不同曲率的薄壁管，有效模拟了裂纹缺陷，为快速对变径小径管检测提供了标准试块。
4.本实用新型解决技术问题的具体技术方案为：所述在役受热面薄壁管超声检测标准试块，包括试块本体，所述试块本体包括预设数量的弧面体结构和1个长方体结构，试块本体的材质与在役受热面薄壁管的材质相同，弧面体结构和长方体结构的上端面分别设置为上检测面，弧面体结构和长方体结构的下端面分别设置为下检测面；所述上检测面和下检测面上均设置有预设数量模拟裂纹缺陷的凹槽，所述凹槽分别设置在弧面体结构的上检测面和下检测面的弧面顶端，以及长方体结构上检测面和下检测面的中部，所述凹槽的长度方向沿弧面体结构的圆周方向设置，所述凹槽的长度方向一致。
5.所述凹槽的长度设置为5mm～20mm、宽度为0.2mm；
6.所述凹槽沿长度方向的间距设置为50mm～70mm；
7.所述凹槽的深度设置为1mm；
8.所述凹槽在同一弧面体结构的上检测面和下检测面上沿轴线方向至少设置2个，其相邻凹槽间距设置为20mm～30mm；
9.所述凹槽在长方体结构的上检测面和下检测面上分别至少设置2个，其相邻凹槽间距设置为20mm～30mm；
10.利用弧面体结构和1个长方体结构上设置的凹槽，来模拟不同受热面薄壁管断裂深度的开口或近表面裂纹缺陷。
11.本实用新型采用了高精度尺寸的模拟缺陷标准试块，超声波探伤时利用不同曲率及一个长方体上的凹槽作为超声标准测量的标定值，能精确对在长期的恶劣工况下管道应力过大，位于管焊缝热影响区、鳍片与管道连接处，管夹固定点等位置附近，因反复的热胀
冷缩导致金属疲劳从而导致应力过大而产生的内外壁周向裂纹进行测量和比对，从而能够对缺陷进行精确的定位及定量，避免了误判，提高了检测的精度和效率，降低了成本，满足了电力系统无损检测的需要。
12.附图说明：
13.附图1是本实用新型的结构示意图，图中：
14.1、试块本体，2、上检测面，3、凹槽， 4、下检测面。
15.具体实施方式：
16.结合附图1对本实用新型进一步详细描述，以便公众更好地掌握本实用新型的实施方法，本实用新型具体的实施方案为：
17.所述在役受热面薄壁管超声检测标准试块，包括试块本体，所述试块本体1包括4个不同曲率半径的弧面体结构和1个长方体结构，试块本体1的材质与在役受热面薄壁管的材质相同，弧面体结构和长方体结构的上端面分别设置为上检测面2，弧面体结构和长方体结构的下端面分别设置为下检测面4；所述上检测面2和下检测面4上均设置有预设数量模拟裂纹缺陷的凹槽3，所述凹槽3分别设置在4个不同曲率半径弧面体结构的上检测面2和下检测面4的弧面顶端，以及长方体结构上检测面2和下检测面4的中部，所述凹槽3的长度方向沿弧面体结构的圆周方向设置，所述凹槽3的长度方向一致。
18.所述凹槽3的长度设置为5mm～20mm、宽度为0.2mm；
19.所述凹槽3沿长度方向的间距设置为50mm～70mm；
20.所述凹槽3的深度设置为1mm；
21.所述凹槽3在同一弧面体结构的上检测面2和下检测面4上沿轴线方向至少设置2个，其相邻凹槽3间距设置为20mm～30mm；
22.所述凹槽3在长方体结构的上检测面2和下检测面4上分别至少设置2个，其相邻凹槽3间距设置为20mm～30mm；
23.所述凹槽3与相应表面的垂直度为≤0.05mm，利用这些曲面及平面上的凹槽3，来模拟不同在役受热面薄壁管的开口或近表面裂纹缺陷。
24.所述凹槽3的尺寸精度和形位尺寸精度，均能够直接测量出来的，采用标准尺寸，然后通过使用超声波检测技术，把这些模拟缺陷不同半径曲率及一个长方体上标准的尺寸的凹槽3的反射信号体现在仪器的显示屏上，并根据这些不同半径曲率及一个长方体上的凹槽3的超声反射能量的大小制定出标准测量值。
25.为了有效避免在超声检测中相邻凹槽3对测试槽的声波反射干扰，通过对声波反射角度及长度的计算，设计两凹槽3的间距为至少为20mm，有效避免了上述现象；同时，因在役受热面薄壁管实际检测中空间范围受限制的原因，所以设计长度方向上下两列凹槽3的间距至少为60mm，且分别处于试块整体长度的2/7处，有效避免因标准试块与实际看见差距较大造成检测结果误差的不利因素，也不因间距尺寸过大造成浪费或设计结构不合理。
26.本实用新型所述的试块：外形垂直度、平行度不大于0.05mm，上检测面2和下检测面4的粗糙度ra≤1.6
µ
m，其余面粗糙度ra≤3.2μm，凹槽3与表面的垂直度≤0.05mm。


技术特征：
1.一种在役受热面薄壁管超声检测标准试块，包括试块本体，其特征在于，所述试块本体（1）包括预设数量的弧面体结构和1个长方体结构，试块本体（1）的材质与在役受热面薄壁管的材质相同，弧面体结构和长方体结构的上端面分别设置为上检测面（2），弧面体结构和长方体结构的下端面分别设置为下检测面（4）；所述上检测面（2）和下检测面（4）上均设置有预设数量模拟裂纹缺陷的凹槽（3），所述凹槽（3）分别设置在弧面体结构的上检测面（2）和下检测面（4）的弧面顶端，以及长方体结构上检测面（2）和下检测面（4）的中部，所述凹槽（3）的长度方向沿弧面体结构的圆周方向设置，所述凹槽（3）的长度方向一致。2.根据权利要求1所述的超声检测标准试块，其特征是，所述凹槽（3）的长度设置为5mm～20mm、宽度为0.2mm。3.根据权利要求2所述的超声检测标准试块，其特征是，所述凹槽（3）沿长度方向的间距设置为50mm～70mm。4.根据权利要求3所述的超声检测标准试块，其特征是，所述凹槽（3）的深度设置为1mm。5.根据权利要求4所述的超声检测标准试块，其特征是，所述凹槽（3）在同一弧面体结构的上检测面（2）和下检测面（4）上沿轴线方向至少设置2个，其相邻凹槽（3）间距设置为20mm～30mm。6.根据权利要求5所述的超声检测标准试块，其特征是，所述凹槽（3）在长方体结构的上检测面（2）和下检测面（4）上分别至少设置2个，其相邻凹槽（3）间距设置为20mm～30mm。7.根据权利要求6所述的超声检测标准试块，其特征是，所述凹槽（3）与相应表面的垂直度为≤0.05mm。8.根据权利要求1所述的超声检测标准试块，其特征是，所述上检测面（2）和下检测面（4）的粗糙度ra≤1.6
µ
m。

技术总结
在役受热面薄壁管超声检测标准试块，包括试块本体，所述试块本体包括预设数量的弧面体结构和1个长方体结构，试块本体的材质与在役受热面薄壁管的材质相同，弧面体结构和长方体结构的上端面分别设置为上检测面，弧面体结构和长方体结构的下端面分别设置为下检测面；所述上检测面和下检测面上均设置有预设数量模拟裂纹缺陷的凹槽，所述凹槽分别设置在弧面体结构的上检测面和下检测面的弧面顶端，本实用新型能够对缺陷进行精确的定位及定量，避免了误判，提高了检测的精度和效率，降低了成本，满足了电力系统无损检测的需要。足了电力系统无损检测的需要。足了电力系统无损检测的需要。


技术研发人员：郑玉粉 王冰 孟永乐 鹿曼曼 刘洋 李继素 李婉婉
受保护的技术使用者：山东瑞祥模具有限公司
技术研发日：2021.01.04
技术公布日：2021/9/24