一种高压支柱瓷绝缘子超声相控阵检测用参考试块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及材料无损检测技术领域，具体地，涉及一种高压支柱瓷绝缘子 (以下简称"瓷瓶"）超声相控阵检测专用参考试块。
【背景技术】
[0002] 瓷瓶超声相控阵检测至今尚无专用参考试块，本实用新型设计、开发制作的试块 主要应用于此项工作检测系统性能校准和检测结果评判。利用超声相控阵检测纵波扇形扫 查方式，对"瓷瓶"检测范围内的内部缺陷、表面及近表面缺陷进行检测。
[0003] 目前，超声相控阵检测瓷瓶内部缺陷、表面及近表面缺陷没有相关的产品可供使 用。原有的《支柱瓷绝缘子及瓷套超声波检测》一书中所确定的JBX-I试块和传统的超声 波检测瓷瓶的试块，无论从仪器调整和缺陷评判角度考虑，均已无法满足超声相控阵瓷瓶 检测需要。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种高压支柱瓷绝缘子超声相控阵 检测专用参考试块，以解决瓷瓶超声相控阵检测无参考试块的问题，实现了校准难度小、检 测结果直观、精度高和误判率低的优点。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：开发设计一种适合瓷瓶超声相 控阵检测用参考试块，采用月牙槽人工反射体作为表面及近表面缺陷检测基准灵敏度调整 依据，采用$ Irnm通孔作为内部缺陷检测基准灵敏度调整依据，用于超声相控阵检测高压 支柱瓷绝缘子的试块本体，实现以下功能：
[0006] 1?调整检测系统扫描速度；
[0007] 2.确定检测灵敏度；
[0008] 3?制作检测DAC曲线；
[0009] 4?对缺陷进行评定。
[0010] 所述试块分为I区、II区和III区三个区域。
[0011] 进一步地，在所述试块I区设置8个Imm通孔，仪器调整时，从试块本体上、下两 端面分别入射，距探测面垂直深度范围为30-180mm，间距IOmm ;用于纵波入射检测瓷瓶内 部缺陷时检测灵敏度调整和DAC曲线制作；
[0012] 在所述试块I区上下两检测面分别设置一个表面开口的模拟裂纹月牙槽，槽长度 30臟，宽度为0? 4±0. 02臟，最大深度5±0. 02mm ;作为表面及近表面缺陷检测灵敏度调整 和DAC曲线制作时的参考反射体。
[0013] 进一步地，在所述试块II区设有9个Imm通孔，呈1/4圆周分布，半径为50mm，用 于相控阵检测角度增益补偿验证，也用于作为现场临时角度补偿曲线制作依据。
[0014] 进一步地，在所述试块III区设置有2个月牙槽，规格分别为宽度为0. 4±0. 02mm, 最大深度分别为3±0. 02mm和4±0. 02mm，作为实际检测时表面及近表面缺陷反射对比依 据；也能够起到检测系统表面缺陷（近表面）最大检测灵敏度验证作用。试块I区将深度 5mm月牙槽和8个Imm通孔布置在同一轴线上，仪器调整时，表面及近表面缺陷人工反射 体同时显示，一次完成调试的特点。
[0015] 本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书 中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
[0016] 下面通过附图和示例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0017] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用 新型的实例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
[0018] 图1为本实用新型高压支柱瓷绝缘子超声相控阵检测专用参考试块中检测部位 的结构不意图；
[0019] 图2为本实用新型高压支柱瓷绝缘子超声相控阵检测仪器范围设置对应瓷瓶扫 查范围不意图；（1 一铸铁法兰；2-瓷体；3-探头）
[0020] 图3为本实用新型高压支柱瓷绝缘子超声相控阵检测专用参考试块的设计图；其 中，（a)为主视图；(b)为（a)的I-I剖视图；（c)为（a)中A部的局部放大图，深度5±0. 02， 宽度0.4±0.02;(d)为（a)中B部的局部放大图，深度3±0.02,宽度0.4±0.02;(e)为 (a)中C部的局部放大图，深度4±0.02,宽度0.4±0.02 ;
[0021] 技术要求：1、所有表面Ra3. 2 ;2、材质均匀，无影响使用缺陷；3、声速6350±50m/ s ;4、试块尺寸及缺陷的位置误差±0.1 mm ;
[0022] 图4本实用新型试块超声相控阵扇形扫描人工缺陷反射信号显示。
【具体实施方式】
[0023] 以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优 选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0024] 在超声检测技术中，通常采用与已知人工反射体相比较的办法来确定被检工件 缺陷位置和尺寸，超声波检测技术的发展，始终与参考试块的设计制作分不开的，超声相控 阵检测同样如此。因此，必须针对瓷瓶超声相控阵检测方法，开发制作相应的参考试块，以 确定探伤灵敏度和评价缺陷大小，并对仪器、探头和检测系统的性能进行综合测试。
[0025] 超声波检测试块分为标准试块和对比试块。标准试块是由权威机构对材质、形状、 尺寸和性能等做出规定和检定的试块；对比试块又称为参考试块，是针对某种检测方法和 某些特定的具体检测对象规定的试块。本实用新型试块为瓷瓶超声相控阵检测专用参考试 块。
[0026] 本实用新型是在实施甘肃省电力公司科技项目"高压瓷绝缘子超声波相控阵检测 技术研究（项目编号：2013103016) "过程中，针对超声相控阵检测没有相关专用试块的问 题，设计开发适用于该项检测工作的专用试块。
[0027] 随着电力行业的发展和电网设备容量及电压等级的提高，对瓷瓶等重要电网设备 部件的可靠性要求也越来越高。当前瓷瓶超声波检测主要是针对220-750kV电压等级以上 的电力设备。瓷瓶一般由铸铁法兰、水泥和瓷体胶装而成。据统计，国内断裂的瓷瓶有95% 以上发生在法兰口内30mm到第一伞群之间。外露在铸铁法兰外的瓷件表面缺陷可通过肉 眼直接观察进行检查。因此，超声波检测的重点检测区域为瓷瓶的瓷体两端铸铁法兰内胶 装部位30mm的范围（见图1、图3)。经统计，220-750kV瓷瓶检测区域的直径在(M40-380mm 之间。
[0028] 检测方法简介:
[0029] 针对超声相控阵检测的具有声束偏转和声束聚焦的特性，采用一次扫查同时完成 内部和表面及近表面缺陷的方法。为达到此目的，将仪器的扫查范围设定：
[0030] 因高压电气设备瓷瓶直径范围在Cj5 140-380mm之间，考虑到相控阵超声在瓷件中 的衰减、检测灵敏度和分辨力要