一种TOFD探伤对比试块的制作方法

本发明涉及无损检测领域，具体的说是一种适用于超声波衍射时差法即tofd检测技术的校准试块，应用于tofd检测过程中的标准试块。

背景技术：

nb/t47013.10-2015《承压设备无损检测第10部分：衍射时差法超声检测》标准以及美国astme2373-04《超声时差衍射技术（tofd）标准》、英国bsiddcen/ts14751:2004《welding-useoftime-of-flightdiffractiontechnique(tofd)forexaminationofwelds》等标准中都规定应用的tofd检测对比试块采用长横孔作为人工缺陷用于调整检测灵敏度。实际上，tofd检测技术的物理依据是惠更斯定理，是利用接收尖端衍射球面波的传播时间来测定缺陷尖端的埋藏深度，而超声波在工件中遇到与超声波束轴线垂直的长横孔时，所发生的物理现象并不是衍射，而是在圆顶面的反射以及在圆周面上掠入射产生的沿圆周的绕射。

在单探头的常规脉冲反射法超声检测中，这种绕射表现为“尾波”，即在足够增益的条件下可在显示屏上看到紧跟在长横孔反射回波后面的小波，并且小波与横孔反射回波的时间间隔有一定的规律。

因此，在tofd检测对比试块上应用长横孔作为人工缺陷并不符合惠更斯原理，也不符合焊缝危险缺陷的真实形态，应用这样的长横孔与符合惠更斯原理的缝隙尖端在tofd检测中是否存在差异，包括灵敏度、相位、频率、声速，并且是否会影响tofd检测的可靠性，目前尚未见到有关实验研究资料。

为此，需要设计一种新型的、以缝隙尖端作为人工缺陷的tofd检测对比试块，并与现行标准规定的对比试块进行比较试验，为提高tofd检测的可靠性提供数据依据。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，增强tofd检测的可靠性，使tofd检测对比试块在调整检测灵敏度时更准确。本发明提供了一种tofd探伤对比试块。该对比试块设计的狭缝尖端缺陷相对于nb/t47013.10-2015中tofd试块设计的长横孔缺陷更符合焊缝中危险缺陷的真实形态。通过不同位置的狭缝尖端来调整检测灵敏度更符合惠更斯原理。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：所述的tofd探伤对比试块，包括标准块a、标准块b、标准块c、标准块d、延迟块、固定卡箍、翼板；所述标准块a、标准块b、标准块c、标准块d与延迟块的外形尺寸相同，材料均采用碳钢；所述标准块a、标准块b、标准块c、标准块d依次排列，两端分别设置延迟块；所述延迟块通过固定卡箍与标准块a、标准块b、标准块c和标准块d固定连接；所述固定卡箍的外侧设置翼板，所述翼板的上下表面分别与标准块a、标准块b、标准块c、标准块d和延迟块的上下表面在同一平面内。

所述标准块a中部的上表面和下表面分别设置有深度2mm的线槽aⅰ，槽宽0.15mm；所述标准块a的内部设置两处线槽aⅱ。

所述标准块b中部的上表面设置有深度4mm的线槽bⅰ，槽宽0.15mm；所述标准块b的内部设置两处线槽bⅱ。

所述标准块c中部的上表面和下表面分别设置深度3mm的线槽cⅰ，槽宽0.15mm；内部设置1处线槽cⅱ。

所述标准块d中部的上表面和下表面分别设置深度5mm的线槽dⅰ，槽宽0.15mm；内部设置1处线槽dⅱ。

所述标准块a、标准块b、标准块c、标准块d、延迟块排列好后，通过固定卡箍固定形成对比试块，将两块翼板通过螺栓连接分别安装在固定卡箍的两端，翼板与对比试块的上下表面平齐，加宽表面面积，以便于tofd探头扫查时移动。

本发明的有益效果是试块中的缺陷设计符合焊缝危险缺陷的真实形态，检测时更能符合惠更斯原理，通过在一发一收模式下接收缺陷端点衍射波，根据尖端衍射球面波的传播时间与声速来测定缺陷尖端在被检工件中的埋藏深度。相对于长横孔缺陷，检测效果更准确，提高了tofd检测技术的可靠性。

附图说明

附图1为本发明结构示意图；

附图2为标准块a的结构示意图；

附图3为标准块b的结构示意图；

附图4为标准块c的结构示意图；

附图5为标准块d的结构示意图；附图中，

1、翼板，2、固定卡箍，3、延迟块，4、标准块a，5、标准块b，6、标准块c，7、标准块d，8、线槽aⅰ，9、线槽aⅱ，10、线槽bⅰ，11、线槽bⅱ，12、线槽cⅰ，13、线槽cⅱ，14、线槽dⅰ，15、线槽dⅱ。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

所述的tofd探伤对比试块，包括标准块a4、标准块b5、标准块c6、标准块d7、延迟块3、固定卡箍2、翼板1；所述标准块a4、标准块b5、标准块c6、标准块d7与延迟块3的外形尺寸相同，材料均采用碳钢；所述标准块a4、标准块b5、标准块c6、标准块d7依次排列，两端分别设置延迟块3；所述延迟块3通过固定卡箍2与标准块a4、标准块b5、标准块c6和标准块d7固定连接；所述固定卡箍2的外侧设置翼板1，所述翼板1的上下表面分别与标准块a4、标准块b5、标准块c6、标准块d7和延迟块3的上下表面在同一平面内，作用是为了使探头扫查时能够有足够的扫查空间。

所述标准块a4中部的上表面和下表面分别设置有深度2mm的线槽aⅰ8，槽宽0.15mm；所述标准块a4的内部设置两处线槽aⅱ9，一处线槽aⅱ9的上端点位置距上表面是7mm，下端点距上表面是12mm；另一处线槽aⅱ9上端点位置距上表面是23mm，下端点位置距上表面是28mm；

所述标准块b5中部的上表面设置有深度4mm的线槽bⅰ10，槽宽0.15mm；所述标准块b5的内部设置两处线槽bⅱ11，一处线槽bⅱ11的上端点位置距上表面是10mm，下端点距上表面是15mm；另一处线槽bⅱ11上端点位置距上表面是37.5mm，下端点位置距上表面是42.5mm；

所述标准块c6中部的上表面和下表面分别设置深度3mm的线槽cⅰ12，槽宽0.15mm；内部设置一处线槽cⅱ13，线槽cⅱ13的上端点位置距上表面是12.5mm，下端点距上表面是37.5mm；

所述标准块d7中部的上表面和下表面分别设置深度5mm的线槽dⅰ14，槽宽0.15mm；内部设置一处线槽dⅱ15，线槽dⅱ15的上端点位置距上表面是33mm，下端点距上表面是38mm；

所述的线槽aⅰ8、线槽aⅱ9、线槽bⅰ10、线槽bⅱ11、线槽cⅰ12、线槽cⅱ13、线槽dⅰ14和线槽dⅱ15的上、下尖端点的位置与nb/t47013.10-2015标准中规定的厚度50mm的tofd-b对比试块中各横通孔圆弧面顶点埋藏深度相对应，所述标准块a4、标准块b5依据nb/t47013.10-2015标准对应其长横孔上圆弧面顶点埋藏深度；所述标准块c6是验证tofd发射探头的声束宽度能否达到同时检出缺陷的上下尖端点；所述标准块d7是按nb/t47013.10-2015标准要求确定pcs的原则是使声束轴线交汇在2t/3处。

所述标准块a4、标准块b5、标准块c6和标准块d7上下表面设置有不同深度的线槽是用于同时测定上下盲区，为了使各缺陷之间的位置在检测使用时不互相影响，以满足不同深度的检测要求，缝隙缺陷是在单元试块外形加工完成后，在切槽位置加工一处φ1mm横通孔，在此基础上加工切槽到预定深度，更加方便仪器扫查。

所述固定卡箍2材料为铝合金。

所述标准块a4、标准块b5、标准块c6和标准块d7的表面用电蚀刻标记试块型号与组合编号。

所述翼板1的材料为铝合金，对称分为2部分，板厚6~8mm。

所述标准块a4、标准块b5、标准块c6、标准块d7、延迟块3排列好后，通过固定卡箍2固定形成对比试块，将两块翼板1通过螺栓连接分别安装在固定卡箍2的两端，翼板1与对比试块的上下表面平齐，加宽表面面积，以便于tofd探头扫查时移动。

使用时，将检测仪器放置在对比试块的表面，对每个单元试块逐个进行扫查，检测不同位置的狭缝线槽，由仪器测得狭缝线槽与横孔相比的灵敏度高12db，在检测仪器上可以清晰地观察到狭缝线槽的图像，其中上表面狭缝线槽都能在标准块a4、标准块b5上对应检测到，上盲区至少为4mm，下表面狭缝线槽都能在标准块a4、标准块c6、标准块d7上对应检测到，下盲区至少为2mm。

所述标准块a4、标准块b5、标准块c6和标准块d7的表面用电蚀刻标记试块型号与组合编号。

本发明对比试块将内部的缺陷设置为具有上下端点的狭缝线槽，进一步提高tofd检测技术的可靠性。

本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，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所述的实施例。