Page 102 - 无损检测 2021年第六期

马 伟:
承压设备管子和管道环向对接接头的超声检测用对比试块

6.3.10.1 条的规定。标准正文 6.3.10.1 条规定了检 的优化, 将对比试块曲率半径确定为88 , 118 , 178mm

测曲面工件( 曲率半径小于 250 mm ) 时, 所采用对 和平面4种, 可满足壁厚为4~50mm 且曲率半径大

比试块曲率半径、 宽度的原则性要求, 并给出了试块 于80mm 的环向焊接接头超声检测用试块要求。
宽度b 的计算公式。 随着材料制造工艺水平的提高, 工件会向薄壁
( 1 ) 化、 轻量化的方向发展, 增加平面试块是为了满足可
b ≥2λS / D 0

能出现的壁厚为 4~6 mm 且直径大于 500 mm 管
式中: b 为试块宽度; λ 为超声波波长; S 为声程; D 0
道环向对接接头超声检测用对比试块的需求, 保持
为声源有效直径。
也就是说, 对于 RB-C 系列试块中厚度不小于 对比试块尺寸在一定时期内的稳定性和较长的寿命

30mm 的试块, 其宽度应结合实施检测时所采用的 周期。 GS 系列对比试块参数如表 2 所示。
检测工艺参数( 如波的类型、 探头频率、 晶片尺寸、 最 表 2 GS试块参数 mm
大声程等) 进行综合考虑。笔者认为, 在确定该系列 试块圆弧 适用管外径 试块圆弧 适用管外径
试块型号
对比试块宽度时, 不宜将其数值设计得过大, 满足式 曲率半径 R 1 范围 曲率半径 R 2 范围
( 1 ) 要求即可。随着试块宽度的增加和试块曲率的 GS-1 18 32~40 22 40~48
GS-2 26 48~57 32 57~72

减小, 深度位置较浅的横孔 ( 如深度位于 4 , 5 mm
GS-3 40 72~90 50 90~110
等) 贯穿位置出现在试块两侧弧面( 曲面) 上的概率
GS-4 60 110~132 72 132~159
增加, 会造成加工困难且不易控制横孔深度的加工 新增 GS-5 ( 暂定) 88 159~264 118 264~396
精度。同时, 由于试块宽度的增加, 在实际操作过程 新增 GS-6 ( 暂定) 178 396~500 平面 >500
中探头容易走偏, 不易测得所测横孔的准确深度, 造
GS 系列对比试块体型轻巧, 便于携带, 且用途
成扫描量程误差变大。笔者认为, 在采用横波斜探
广泛, 可 用 于 斜 探 头 入 射 点、 折 射 角 的 测 量 和 仪

头检测厚度为 6~50 mm 的工件时, 将试块宽度控
器 - 斜探头检测系统的远场分辨力、 灵敏度余量、 组

制在 20~25mm 之间比较适宜。
合频率的测试以及仪器 - 斜探头检测系统的检测校
1.4 分析
准。在壁厚为 6~50mm 时, GS-5 ( 暂定)、 GS-6 ( 暂
将该类超声检测用对比试块按试块曲率半径
定) 对比试块的横孔分布位置已全部覆盖 RB-C 系
分成 3 组, 每 组 需 要 5 个 试 块 以 覆 盖 厚 度 为 6~
列试块的横孔深度位置, 也可将其作为 RB-C 系列
50mm , 曲率半径为 80~250mm 的环向对接接头

的替代试块。在使用 GS-5 ( 暂定)、 GS-6 ( 暂定) 对比
共计 15 块。
试块进行检测时, 应注意其与被检材料( 包括 RB-C
从表1 可看出,覆盖厚度为6~50mm , 外径为

系列试块) 之间的声学性能差异, 尽量确保两者的声
160~500mm 的工件所需试块数量较多, 且该类对

学性能相似。 GS 对比试块结构如图 1 所示。
比试块只能用来制作距离 - 波幅曲线, 无法直接准确
地测量所用探头和仪器的延迟时间及斜探头入射点 3 被检材料与对比试块的声学性能要求

前沿值, 无法测量所用仪器和斜探头的远场分辨力、 NB / T47013.3-2015 标准第 4.2.3.2 条规定,
灵敏度余量和组合频率等指标, 且不便操作。 对比试块应与被检件化学成分相似, 含有意义明确
的参考反射体, 其外形尺寸应能代表被检工件的特
2 GS系列对比试块的要求和分析
征, 与被检件具有相同或相似的声学性能。采用被

标准 NB / T47013.3-2015 中 6.4 条规定 GS 检工件的余料加工对比试块, 可确保两者的声学性
系列对比试块( GS-1~GS-4 ) 共有 8 种曲率半径, 其 能相同, 但这需要耗费较长的准备时间并付出一定
适用范围按试块曲率半径的 0.9~1.1 倍选取, 同时 的经济费用, 而利用声学性能相似且具有必要功能
允许添加不同曲率和厚度的其他试块。为解决厚度 的对比试块进行替代更为经济、 高效。如何衡量对
为 4~6mm 且曲率半径大于 80mm 的环向焊接接 比试块与被检件间声学性能相似这一问题, NB / T

47013.3-2015 标准并未给出具体答案, 而国内外
头的检测用对比 试 块 的 需 求, 建 议 参 照 标 准 K2.5
条款规定, 在原 GS 系列试块的基础上增加两块试 相关标准规定各不相同, 表述内容差异大, 给实际检
块。由于一块 GS 试块可加工成两种不同的曲率半 测带来了很大困难。材料的超声表征指标中有两个
径, 参照 RB-C 系列对比试块曲率半径要求进行适当 涉 及声传播的可测参量可以利用, 即超声波在材料
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无损检测