专利名称：用于爬波探伤的对比试块的制作方法
技术领域：
本发明涉及无损检测领域，具体地，涉及一种用于爬波探伤的对比试块。
背景技术：
高温紧固螺栓是火力发电厂热动力设备的重要部件。在长期运行中，由于高温及高应力的作用，螺栓材料容易产生热脆、蠕变、疲劳、应力腐蚀；由于安装中预紧力过高及不慎烧伤中心孔等原因，螺栓材料容易产生裂纹。为了确保设备安全运行，加强对高温紧固螺栓的有效检验甚为重要。目前常使用小角度纵波检测的方法、横波检测方法和爬波检测方法来检验高温紧固螺栓内部是否出现裂纹。
爬波又称为表面下纵波，是纵波从第一介质以第一临界角附近的角度入射到第二介质时，在第二介质中产生的一种非均匀波。由于爬波在传播时，大部分能量主要集中在表面下的某个范围内，且不同于表面波，对工件表面粗糙度不敏感，因此爬波探伤方法能够探测到较粗糙的表面下的裂纹，但目前尚无有效的方法来确定爬波探伤的灵敏度，并且与没有有效的方法确定缺陷反射的当量。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于爬波探伤的对比试块，该对比试块能够有效地确定爬波探伤的灵敏度。为了实现上述目的，本发明提供一种用于爬波探伤的对比试块，其中，该对比试块具有柱状结构，且所述对比试块的一端设置有至少一个第一检测面，该第一检测面为圆柱面的一部分且向外凸出，所述第一检测面的母线方向与所述对比试块的长度方向一致，且所述第一检测面上设置有第一检测凹槽，该第一检测凹槽为等深槽，且该第一检测凹槽沿所述第一检测面的圆周方向延伸。优选地，所述第一检测面为多个，该多个第一检测面的直径互不相等。优选地，所述第一检测凹槽的深度为1mm，宽度为O. 25mm。优选地，每个所述第一检测面上均设置有第二检测凹槽，该第二检测凹槽为深度为2mm、宽度为O. 25mm的等深槽，且该第二检测凹槽与所述第一检测凹槽平行间隔设置。优选地，所述对比试块的所述一端还设置有一个第二检测面，该第二检测面为平面，且该第二检测面上设置有第三检测凹槽，该第三检测凹槽为等深槽，且所述第三检测凹槽的延伸方向垂直于所述第二检测面的长度方向。优选地，所述第三检测凹槽的深度为1mm，宽度为O. 25mm。优选地，所述第二检测面上还设置有第四检测凹槽，该第四检测凹槽为深度为2mm、宽度为O. 25mm的等深槽，且该第四检测凹槽与所述第三检测凹槽平行间隔设置。优选地，所述对比试块的另一端设置有至少一个第三检测面，该第三检测面为圆柱面的一部分且向外凸出，所述第三检测面的母线方向与所述对比试块的长度方向一致，且所述第三检测面上设置有第五检测凹槽，该第五检测凹槽为等深槽，且该第五检测凹槽沿所述第三检测面的圆周方向延伸，所述第三检测面的直径小于所述第一检测面的直径。优选地，所述第三检测面为多个，该多个第三检测面的直径互不相等。优选地，所述第五检测凹槽的深度为1mm，宽度为O. 25mm。优选地，每个所述第三检测面上均设置有第六检测凹槽，该第六检测凹槽为深度为2mm、宽度为O. 25mm的等深槽，且该第六检测凹槽与所述第五检测凹槽平行间隔设置。
在利用爬波探伤方法检测表面为圆柱面的物体时，爬波探头的表面为与待测物体的表面相一致的内凹圆柱面，因此，本发明所述的对比试块的第一检测面能够模拟待测物体的表面，爬波探头与对比试块的第一检测面贴合后，利用第一检测面上的第一检测凹槽可以确定爬波检测时的灵敏度，并且能够确定爬波探伤时的裂纹标准量。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式
一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中图I是本发明所述的用于爬波探伤的对比试块的主视图；图2是图I中所示的对比试块的俯视图；图3是图2中所示的对比试块的A-A剖视图；图4是图2中所示的对比试块的B-B剖视图；图5是图2中所示的对比试块的C-C剖视图；图6是图2中所示的对比试块的D-D剖视图；图7是利用本发明所述的对比试块确定灵敏度的探头的剖视图示意图。附图标记说明10 第一检测面11 第一检测凹槽12 第二检测凹槽 20 第二检测面21 第三检测凹槽 22 第四检测凹槽30 第三检测面31 第五检测凹槽32 第六检测凹槽 40 晶片50 保护层
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。如图I至6所示，本发明提供一种用于爬波探伤的对比试块，其中，该对比试块具有柱状结构，且所述对比试块的一端设置有至少一个第一检测面10，该第一检测面10为圆柱面的一部分且向外凸出，第一检测面10的母线方向与对比试块的长度方向一致，且第一检测面10上设置有第一检测凹槽11，该第一检测凹槽11为等深槽，且该第一检测凹槽11沿所述第一检测面10的圆周方向延伸。在对表面为外凸圆柱面的待测物体(如，螺栓)进行爬波探伤时需要用到如图7中所示的爬波探头。从图7中可以看出，该爬波探头包括壳体、设置在壳体内的晶片40和固定在壳体上且与晶片40贴合的保护层50。保护层50的外表面为圆柱面的一部分，且向内凹。在确定利用图7中所示的爬波探头进行爬波探伤的灵敏度时，将保护层50的外表面贴合在对比试块的第一检测面10上。确定了爬波探伤的灵敏度后，将爬波探头的保护层50的外表面贴合在待测物体上，即可对待测物体进行探伤。在对待测物体进行爬波探伤时，首先要确定爬波探伤的灵敏度以及模拟裂纹标准量。将爬波探头设置在第一检测面上，沿所述对比试块的长度方向移动所述爬波探头，找出距离所述爬波探头的前沿为5mm的第一检测凹槽11的反射波，然后在对该反射波作一定的调整即可确定爬波探伤的基准灵敏度，并且对反射波进行调整后还可以获得裂纹标准量。在确定了爬波探伤的基准灵敏度和裂纹标准量之后，将爬波探头设置在待测物体(如，螺栓)的表面上，移动爬波探头，直至检测到缺陷反射波为止。将该缺陷反射波与所述裂纹标准量进行对比，则可判定该缺陷反射波是否为裂纹。如果缺陷反射波的幅值与所述裂纹标准量相同或高于所述裂纹标准量，则可以判定该缺陷为裂纹。如果所述缺陷反射波 的幅值低于所述裂纹标准量，则该缺陷不是裂纹。在确定爬波探伤的灵敏度以及裂纹标注量时，可以按照如下方式对第一检测凹槽
11的反射波进行调整将第一检测凹槽11的反射波调整至80%屏高，然后增益6dB作为基准灵敏度。并且调整后的第一检测凹槽11的反射波可以作为裂纹标准量。因此，第一检测凹槽11的作用主要有两个其一，确定爬波探伤时的灵敏度；其二，确定裂纹标准量(即，第一检测凹槽11可以用于模拟裂纹)。在本发明中，所述的“等深槽”是指第一检测凹槽11的深度处处相等。将第一检测凹槽11设置为沿第一检测面10的圆周方向延伸的优点在于，有利于判定沿待测物体的周向延伸的裂纹，例如，在螺栓中，裂纹大都沿产生在螺纹的根部，且沿螺栓的圆周方向延伸。因此，本发明所述的对比试块尤其适用于对螺栓进行爬波探伤的场合。在本发明所述的对比试块中，可以设置一个第一检测面，也可以设置多个检测面。第一检测面用于模拟待测物体的外表面。例如，当第一检测面的直径为IOOmm时，则可以模拟直径为IOOmm及以上的待测物体的外表面。为了使本发明所述的对比试块能够用于具有不同直径的物体进行爬波探伤的场合，优选地，第一检测面10为多个，该多个第一检测面10的直径互不相等。例如，如图3所示，本发明的所述对比试块包括三个第一检测面10，该三个检测面10的直径可以分别为80mm、90mm和100mm,该三个第一检测面可以分别确定对直径为80至90mm之间的待测物体进行探伤时的灵敏度、对直径为90至IOOmm之间的待测物体进行探伤时的灵敏度以及对直径为100_以上的待测物体进行探伤时的灵敏度。在螺栓上，当螺纹根部的缺陷深度达到Imm以上时，可以将该缺陷称为裂纹，因此，优选地，第一检测凹槽11的深度可以为1mm，宽度可以为O. 25mm。将爬波探伤时螺栓上的缺陷反射波与第一检测凹槽11的反射波进行比较可以确定所述缺陷反射波是否为裂纹(即，第一检测凹槽可以模拟深度为Imm的裂纹)。在本发明中，第一检测凹槽11的弧长可以为30mm。有时待测物体上的裂纹深度较大，为了准确地确定待测物体上裂纹的深度，可以在所述对比试块上设置具有不同深度的检测凹槽，以确定不同深度裂纹的裂纹标准量。可以将待测物体上的缺陷反射波与不同深度的裂纹标准量进行比较，从而确定缺陷是否为裂纹以及裂纹的深度。例如，可以在每个第一检测面10上均设置有第二检测凹槽12，该第二检测凹槽12为深度为2mm、宽度为O. 25mm的等深槽，且该第二检测凹槽12与第一检测凹槽11平行间隔设置。第二检测凹槽12可以用于确定深度为2_的裂纹标量。如果利用爬波探伤检测到待测物体上的缺陷反射信波与深度为2mm的第二检测凹槽12的反射波相一致，则可以判定所述缺陷为深度为2mm的裂纹。第二检测凹槽12的弧长可以为30mm，并且在本发明中，第一检测凹槽11和第二检测凹槽12之间的间隔可以为60mm。当待测物体的外表面为平面或者待测物体的外表面为直径较大(如，大于150mm)的圆柱面时，也可以使用爬波探伤方法检测物体的表面下是否有裂纹存在。为了确定对待测表面为平面的待测物体进行爬波探伤时的灵敏度，优选地，所述对比试块的所述一端还可以设置有一个第二检测面20，该第二检测面20为平面，且该第二检测面20上设置有第三 检测凹槽21，该第三检测凹槽21为等深槽，且第三检测凹槽21的延伸方向垂直于第二检测面20的长度方向。容易理解的是，当待测物体的外表面为平面或者待测物体的外表面为直径较大的圆柱面时，使用的爬波探头也与待测物体的外表面相贴合。利用第二检测面20确定爬波探伤时的灵敏度以及裂纹标准量的方法与上述利用第一检测面10确定爬波探伤时的灵敏度以及裂纹标准量的方法相似，这里不再赘述。在本发明中，可以将第三检测凹槽21设置为深度为1mm、宽度为O. 25mm的等深槽。第三检测凹槽21可以确定爬波探伤时的灵敏度，并且可以用于模拟深度为Imm的裂纹。同样地，第二检测面20上还可以设置第四检测凹槽22，该第四检测凹槽22为深度为2mm、宽度为O. 25mm的等深槽，且该第四检测凹槽22与所述第三检测凹槽21平行间隔设置。第四检测凹槽22可以用于模拟深度为2mm的裂纹。在本发明中，第三检测凹槽21与第四检测凹槽22之间的间隔可以为60mm。上文中描述的是所述对比试块一端的情况。为了使所述对比试块能够用于具有不同直径的物体进行爬波探伤的场合，优选地，所述对比试块的另一端可以设置有至少一个第三检测面30，该第三检测面30为圆柱面的一部分且向外凸出，第三检测面30的母线方向与对比试块的长度方向一致，且第三检测面30上设置有第五检测凹槽31，该第五检测凹槽31为等深槽，且该第五检测凹槽31沿所述第三检测面30的圆周方向延伸，第三检测面30的直径小于第一检测面10的直径。此处所述的第三检测面30的直径小于第一检测面10的直径的意思是，任意一个第三检测面30的直径均小于任意一个第一检测面10的直径。第三检测面30可以应用于如下场合中确定爬波探伤的灵敏度待测物体的外表面为圆柱表面，且待测物体的直径较小(小于第一检测面的直径)。利用第三检测面30确定爬波探伤的灵敏度的方法与利用第一检测面10确定爬波探伤的灵敏度的方法类似，这里不再赘述。第三检测面30可以为一个，也可以为多个。为了使所述对比试块能够用于具有不同直径的物体进行爬波探伤的场合，优选地，第三检测面30为多个，该多个第三检测面30的直径互不相等。在本发明所示的一种实施方式中，第一检测面10为三个，该三个第一检测面10的直径分别为80mm、90mm和IOOmm (如图3和图4所示)，第三检测面30为4个，直径分别为40mm、50mm、60mm 和 70mm (如图 5 和图 6 所不)。与第一检测凹槽11和第三检测凹槽21相似，所述第五检测凹槽31的深度为1mm，宽度为O. 25mm。第三检测面30上的第五检测凹槽31上的弧长可以为30mm。与第二检测凹槽12和第四检测凹槽22相似，每个所述第三检测面30上均设置有第六检测凹槽32，该第六检测凹槽32为深度为2mm、宽度为O. 25mm的等深槽，且该第六检测凹槽32与所述第五检测凹槽31平行间隔设置。在本发明中，第五检测凹槽31和第六检测凹槽32之间的间隔可以为60mm。第五检测凹槽31和第六检测凹槽32的功能及用法与第一检测凹槽11和第二检测凹槽12相似，这里不再赘述。在本发明中，可以利用20号优质碳素结构钢制作所述对比试块，且制作所述对比 试块的20号优质碳素结构钢的内部应当无缺陷。并且所述对比试块外形垂直度和平行度不大于O. 05mm,第一检测面10、第二检测面20和第三检测面30的粗糙度Ra < I. 6 μ m，其余面的粗糙度Ra < 3. 2 μ m。在加工所述对比试块时的其他要求应当符合JB/T913和JB/T10063的规定。在利用爬波探伤方法检测表面为圆柱面的物体时，爬波探头的表面为与待测物体的表面相一致的内凹圆柱面，因此，本发明所述的对比试块的第一检测面能够模拟待测物体的表面，爬波探头与对比试块的第一检测面贴合后，利用第一检测面上的第一检测凹槽可以确定爬波检测时的灵敏度，并且能够确定爬波探伤时的反射当量。以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式
中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
权利要求
1.一种用于爬波探伤的对比试块，其特征在于，该对比试块为柱状，且所述对比试块的一端设置有至少一个第一检测面(10)，该第一检测面(10)为圆柱面的一部分且向外凸出，所述第一检测面(10)的母线方向与所述对比试块的长度方向一致，且所述第一检测面(10)上设置有第一检测凹槽(11)，该第一检测凹槽(11)为等深槽，且该第一检测凹槽(11)沿所述第一检测面(10)的圆周方向延伸。
2.根据权利要求I所述的用于爬波探伤的对比试块，其特征在于，所述第一检测面(10)为多个，该多个第一检测面(10)的直径互不相等。
3.根据权利要求2所述的用于爬波探伤的对比试块，其特征在于，所述第一检测凹槽(11)的深度为1_，宽度为O.25_。
4.根据权利要求3所述的用于爬波探伤的对比试块，其特征在于，每个所述第一检测面(10)上均设置有第二检测凹槽(12)，该第二检测凹槽(12)为深度为2mm、宽度为O. 25mm的等深槽，且该第二检测凹槽(12)与所述第一检测凹槽(11)平行间隔设置。
5.根据权利要求I所述的用于爬波探伤的对比试块，其特征在于，所述对比试块的所述一端还设置有一个第二检测面(20)，该第二检测面(20)为平面，且该第二检测面(20)上设置有第三检测凹槽(21)，该第三检测凹槽(21)为等深槽，且所述第三检测凹槽(21)的延伸方向垂直于所述第二检测面(20)的长度方向。
6.根据权利要求5所述的用于爬波探伤的对比试块，其特征在于，所述第三检测凹槽(21)的深度为Imm,宽度为O. 25_。
7.根据权利要求6所述的用于爬波探伤的对比试块，其特征在于，所述第二检测面(20)上还设置有第四检测凹槽(22)，该第四检测凹槽(22)为深度为2mm、宽度为O. 25mm的等深槽，且该第四检测凹槽(22)与所述第三检测凹槽(21)平行间隔设置。
8.根据权利要求I至7中任意一项所述的用于爬波探伤的对比试块，其特征在于，该对比试块的另一端设置有至少一个第三检测面(30)，该第三检测面(30)为圆柱面的一部分且向外凸出，所述第三检测面(30)的母线方向与所述对比试块的长度方向一致，且所述第三检测面(30)上设置有第五检测凹槽(31 )，该第五检测凹槽(31)为等深槽，且该第五检测凹槽(31)沿所述第三检测面(30)的圆周方向延伸，该第三检测面(30)的直径小于所述第一检测面(10)的直径。
9.根据权利要求8所述的用于爬波探伤的对比试块，其特征在于，所述第三检测面(30)为多个，该多个第三检测面(30)的直径互不相等。
10.根据权利要求9所述的用于爬波探伤的对比试块，其特征在于，所述第五检测凹槽(31)的深度为Imm,宽度为O.25_。
11.根据权利要求10所述的用于爬波探伤的对比试块，其特征在于，每个所述第三检测面(30)上均设置有第六检测凹槽(32)，该第六检测凹槽(32)为深度为2mm、宽度为O.25mm的等深槽，且该第六检测凹槽(32)与所述第五检测凹槽(31)平行间隔设置。
全文摘要
本发明公开了一种用于爬波探伤的对比试块，其中，该对比试块具有柱状结构，且所述对比试块的一端设置有至少一个第一检测面(10)，该第一检测面(10)为圆柱面的一部分且向外凸出，所述第一检测面(10)的母线方向与所述对比试块的长度方向一致，且所述第一检测面(10)上设置有第一检测凹槽(11)，该第一检测凹槽(11)为等深槽，且该第一检测凹槽(11)沿所述第一检测面(10)的圆周方向延伸。本发明所述的对比试块的第一检测面能够模拟待测物体的表面，爬波探头与对比试块的第一检测面贴合后，利用第一检测面上的第一检测凹槽可以确定爬波检测时的灵敏度，并且能够确定爬波探伤时的反射当量。
文档编号G01N29/30GK102818858SQ20121030291
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者王维东, 张允超 申请人:中国神华能源股份有限公司, 北京国华电力有限责任公司, 国华徐州发电有限公司