一种同时适用于壁厚检测和硬度检测的标准校核试块的制作方法

1.本实用新型涉及电力行业金属材料的理化检验领域，具体涉及一种同时适用于壁厚检测和硬度检测的标准校核试块，主要用于火电厂汽水管道等金属部件在现场壁厚检测和硬度检测过程中仪器的校核。


背景技术：

2.火电厂高温汽水管道金属材料在长期运行过程中由于高温、氧化、介质冲刷等原因会发生材质老化和壁厚减薄的现象，为确保金属部件的使用寿命和安全运行，根据dl/t 438-2016《火力发电厂金属技术监督规程》，应定期进行金属监督检验，其中现场壁厚检测和硬度检测是最常见而必要、有效的检测手段。目前，进行壁厚检测和硬度检测时，主要采用便携的数字直读式超声波测厚仪和便携式里氏硬度计，但是利用这两种仪器分别存在以下问题。
3.首先，根据gb/t 11344-2021《无损检测 超声测厚》，采用便携的数字直读式超声波测厚仪进行壁厚检测时，检测前应通过标准试块进行仪器的调校，目前常见的标准试块往往由超声波测厚仪自带，其标称壁厚值一般是4mm或10mm。根据《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计》，火电厂汽水管道的公称壁厚一般要远远大于4mm，比如设计压力13.73mpa，设计温度545℃，材质为12cr1movg的主汽管路，其设计壁厚值约4~60mm；又如设计压力17.6mpa，设计温度546℃，材质为a335p91的主汽管路，其设计壁厚值约20~50mm；因此进行厚壁管的壁厚检测时，利用4mm或10mm的标准试块进行仪器调校容易产生较大误差。同时，超声波测厚仪自带标准试块的材质一般为不锈钢，其声速为5790m/s，而火电厂汽水管道材质一般为中、低合金钢或碳钢，声速为5900m/s，因此在仪器调校时，这种因标准试块与被检部件材质不同而导致的声速偏差，亦可产生误差。
4.其次，根据gb/t 17394.2-2012《金属材料 里氏硬度试验 第2部分：硬度计的检验与校准》，采用便携式里氏硬度计进行现场硬度检测时，检测前也应通过标准试块进行仪器的调校。目前，便携式里氏硬度计往往由设备厂家配套装备一块标准试块，其标称里氏硬度值一般约800hld，其转换后的布氏硬度值约450hbhld。而火电厂汽水管道常见金属材质一般为中、低合金钢或碳钢，比如20g、12cr1movg、p22、p91等，其对应的布氏硬度值标准范围约130~250hb，可见，标准试块的标称值远高于被检部件的硬度值，利用高硬度的标准试块进行仪器调校，容易产生较大误差。同时，对于同一种材质的管道，其硬度标准要求的上、下限值之间偏差也较大，比如p91钢，其硬度标准要求为180~250hb，上、下限值偏差为70hb，当出现检测结果偏高或偏低时，通过一块标准试块进行调校，其准确性并不高。
5.另外，现场壁厚检测和硬度检测往往同时开展，检测过程中会应用到相应的各种标准试块，试块繁多，不便于携带，且容易丢失，不适用于现场快速、便捷的检测工作。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合
理、快速便携、材质匹配、壁厚范围匹配、硬度范围匹配的同时适用于壁厚检测和硬度检测的标准校核试块。
7.本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种同时适用于壁厚检测和硬度检测的标准校核试块，其特征在于，包括上环形试块、下环形试块、上圆柱形试块和下圆柱形试块；所述上环形试块的中部开设有上中心圆孔，所述下环形试块的中部开设有下中心圆孔；所述上环形试块的环宽为30mm，高度为30mm，所述上中心圆孔的直径为15mm；所述下环形试块的环宽为30mm，高度为30mm，所述下中心圆孔的直径为15mm；所述上圆柱形试块的直径为15mm，高度为10mm；所述下圆柱形试块的直径为15mm，高度为50mm。
8.进一步的，试块整体由上环形试块、下环形试块、上圆柱形试块和下圆柱形试块组合而成，所述上环形试块和下环形试块上下对齐放置，所述上圆柱形试块和下圆柱形试块置于上中心圆孔和下中心圆孔内。
9.进一步的，所述上环形试块、下环形试块、上圆柱形试块和下圆柱形试块的材质为中、低合金铁素体钢，且应具有均匀性；所述上环形试块用于低硬度范围硬度值的标定和校核，其标准硬度值由实验室标定，材质牌号和标定的布氏硬度值刻于上环形试块的圆弧面；所述下环形试块用于高硬度范围硬度值的标定和校核，其标准硬度值由实验室标定，材质牌号和标定的布氏硬度值刻于下环形试块的圆弧面；所述上圆柱形试块用于小壁厚范围壁厚值的标定和校核，其标称壁厚值为10mm，由实验室标定；所述下圆柱形试块用于大壁厚范围壁厚值的标定和校核，其标称壁厚值为50mm，由实验室标定。
10.进一步的，所述上环形试块、下环形试块、上圆柱形试块和下圆柱形试块相互组合后放置于圆筒内，所述圆筒的内径为75mm，所述圆筒的上下两端分别配有上盖和下盖，所述圆筒与上盖和下盖之间通过螺纹旋拧连接。
11.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：本实用新型的标准校核试块实现了现场壁厚检测和硬度检测所需标准试块的统一，多个试块合而为一，可以同时适用于现场壁厚检测和硬度检测过程中仪器的调校，快速便携；标准试块材质的选取以及壁厚值、硬度值的设计与目前火电厂主要金属材料的设计要求相匹配，可以实现现场快速选取与被检部件材质匹配、壁厚范围匹配、硬度范围匹配的标准试块进行仪器的校核，加深检测人员对超声波测厚仪和里氏硬度计校核原理的理解，最大限度地减少仪器误差，提高仪器测量的准确性。
附图说明
12.图1是本实用新型实施例中标准校核试块组合后的整体结构示意图。
13.图2是本实用新型实施例中标准校核试块组合前的分解结构示意图。
14.图3是本实用新型实施例中标准校核试块固定盛放装置的整体结构示意图。
15.图4是本实用新型实施例中标准校核试块固定盛放装置的分解结构示意图。
16.图中：上环形试块1、上中心圆孔1-1、下环形试块2、下中心圆孔2-1、上圆柱形试块3、下圆柱形试块4、圆筒5、上盖6、下盖7。
具体实施方式
17.下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对
本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
18.实施例
19.参见图1至图4，本实施例中，一种同时适用于壁厚检测和硬度检测的标准校核试块，包括上环形试块1、下环形试块2、上圆柱形试块3和下圆柱形试块4；上环形试块1的中部开设有上中心圆孔1-1，下环形试块2的中部开设有下中心圆孔2-1；上环形试块1的环宽为30mm，高度为30mm，上中心圆孔1-1的直径为15mm；下环形试块2的环宽为30mm，高度为30mm，下中心圆孔2-1的直径为15mm；上圆柱形试块3的直径为15mm，高度为10mm；下圆柱形试块4的直径为15mm，高度为50mm。
20.本实施例中，试块整体由上环形试块1、下环形试块2、上圆柱形试块3和下圆柱形试块4组合而成，上环形试块1和下环形试块2上下对齐放置，上圆柱形试块3和下圆柱形试块4置于上中心圆孔1-1和下中心圆孔2-1内。
21.本实施例中，上环形试块1、下环形试块2、上圆柱形试块3和下圆柱形试块4的材质均为p91钢，具有一定的均匀性；其中上环形试块1的标称硬度值由实验室标定，设为160hb，材质牌号p91和标定的布氏硬度值160hb均刻于上环形试块1的圆弧面，上环形试块1用于低硬度范围硬度值的校核；下环形试块2的标称硬度值由实验室标定，设为250hb，材质牌号p91和标定的布氏硬度值250hb均刻于下环形试块2的圆弧面，下环形试块2用于高硬度范围硬度值的校核；上圆柱形试块3的标称壁厚值由实验室标定，为10mmm，用于薄壁管壁厚值的校核；下圆柱形试块4的标称壁厚值由实验室标定，为50mmm，用于厚壁管壁厚值的校核。
22.本实施例中，上环形试块1、下环形试块2、上圆柱形试块3和下圆柱形试块4相互组合后放置于圆筒5内，圆筒5的内径为75mm，圆筒5的上下两端分别配有上盖6和下盖7，圆筒5与上盖6和下盖7之间通过螺纹旋拧连接。
23.以对某电厂主蒸汽管道（规格：id275
×
44mm，材质：p91）及其疏水管路（规格：φ76
×
12mm，材质：t91）进行现场壁厚检测和硬度检测为例，具体操作步骤如下：
24.步骤一：检验人员对主蒸汽疏水管路进行壁厚检测，根据主蒸汽疏水管路的规格（φ76
×
12mm），选取上圆柱形试块3作为仪器校核的标准试块；拧开上盖6，露出上圆柱形试块3，按照超声波测厚仪的校核操作方法，仪器探头在上圆柱形试块3上进行校核，校核后即可对该疏水管路进行壁厚检测。
25.步骤二：完成对疏水管路的壁厚检测后，对主蒸汽管道进行壁厚检测。根据主蒸汽管道的规格（id275
×
44mm），选取下圆柱形试块4作为仪器校核的标准试块；回拧上盖6，并将圆筒5倒置，拧开下盖7，露出下圆柱形试块4，按照超声波测厚仪的校核操作方法，仪器探头在下圆柱形试块4上进行校核，校核后即可对该主蒸汽管道进行壁厚检测。
26.步骤三：完成对主蒸汽管道的壁厚检测后，对主蒸汽管道进行硬度检测。先通过便携式里氏硬度计冲击管材，若发现硬度检测结果偏低，假设检测值约为170hb，应利用上环形试块1进行低硬度校核；拧开上盖6，露出上环形试块1，按照里氏硬度计的校核操作方法，在上环形试块1上进行硬度计的调校，校核后再对主蒸汽管道进行硬度检测。
27.步骤四：若发现硬度检测结果偏高，假设检测值约为260hb，应利用下环形试块2进行低硬度校核；回拧上盖6，并将圆筒5倒置，拧开下盖7，露出下环形试块2，按照里氏硬度计的校核操作方法，在下环形试块2上进行硬度计的调校，校核后再对主蒸汽管道进行硬度检测。
28.如此，按照上述步骤，完成了对该电厂主蒸汽管道及其疏水管路的现场壁厚检测和硬度检测的全过程，并通过本实施例中的标准校核试块实现了不同壁厚规格、不同硬度范围的仪器的校核。
29.本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
30.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化，均包括在本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改、补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。