金属材料检测技术-超声检测第16讲-试块.docxVIP

试块 与一般的检测方式一样，为了保证检测结果的准确性、可重复性和可比性，必须用一个具有已知固定特性的试样对检测系统进行校准。这种按一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体或模拟缺陷的试样，通常称为试块。试块和仪器、探头一样，是超声检测中的重要器材。 一、试块的分类和作用 1.试块的分类 超声检测用试块通常分为标准试块、对比试块和模拟试块三大类。 (1)标准试块：标准试块通常是由权威机构制定的试块，其特性与制作要求有专门的标准规定。标准试块通常具有规定的材质、形状、尺寸及表面状态。标准试块用于仪器探头系统性能测试校准和检测校准。 (2)对比试块：对比试块是以特定方法检测特定工件时采用的试块，含有意义明确的人工反射体(平底孔、槽等)。它与被检工件材料声学特性相似，其外形尺寸应能代表被检工件的特征，试块厚度应与被检工件的厚度相对应。对比试块主要用于检测校准以及评估缺陷的当量尺寸，以及将所检出的不连续信号与试块中已知反射体产生的信号相比较。 (3)模拟试块：模拟试块是含模拟缺陷的试块，可以是模拟工件中实际缺陷而制作的样件，或者是在以往检测中所发现含自然缺陷的样件。模拟试块主要用于检测方法的研究、无损检测人员资格考核和评定、评价和验证仪器探头系统的检测能力和检测工艺等。 2．人工反射体 试块中的人工反射体应按其使用目的选择，应尽可能与需检测的缺陷特征接近。常用的人工反射体主要有长横孔、短横孔、横通孔、平底孔、V形槽和其他线切割槽等。 (1)横通孔和长横孔具有轴对称特点，反射波幅比较稳定，有线性缺陷特征，适用于各种K值探头。一般代表工件内部有一定长度的裂纹、未焊透、未熔合和条状夹渣。通常使用在对接接头、堆焊层的超声检测中，也有用在螺栓件和铸件检测的。 (2)短横孔在近场区表现为线状反射体特征，在远场区表现为点状反射体特征。主要用于对接焊接接头检测。适用于各种K值探头。 (3)平底孔一般具有点状面积型反射体的特点，主要用于锻件、钢板、对接接头、复合板、堆焊层的超声检测。通常适用于直探头和双晶探头的校准和检测。 (4) V形槽和其他切割槽具有表面开口的线性缺陷的特点。适用于钢板、钢管、锻件等工件的横波检测，也可模拟其他工件或对接接头表面或近表面缺陷以调整检测灵敏度。检测或校准时，通常采用K1斜探头，根据需要，也可采用其他K值探头。 二、标准试块 1.标准试块的基本要求 标准试块的材质应均匀，内部杂质少，无影响使用的缺陷。加工容易，不易变形和锈蚀，具有良好的声学性能。试块的平行度、垂直度、粗糙度和尺寸精度都应经过严格检验并符合一定的要求。 标准试块要用平炉镇静钢或电炉软钢制作，如20号碳钢。 标准试块检测面粗糙度一般不低于Ra=1.65m，尺寸公差士0.05 mm,试块上的平底孔应检验其直径、孔底表面粗糙度、平面度等。常用下述检查方法:先用无腐蚀性溶剂清洗孔并干燥，然后用注射器将硅橡胶液注入孔内，抽出注射器，插人大头针，待橡胶凝固后借助大头针将橡胶模型取出，在光学投影仪上检查孔底表面粗糙度和平整程度。 2.常用标准试块 (1) IIW试块是荷兰代表首先提出来的，故称荷兰试块。该试块形状似船形，因此又叫船形试块。IIW试块结构尺寸如图1所示。 IIW试块材质相当于我国20号钢，正火处理，晶粒度7-8级。 图1 ⅡW试块 图1 ⅡW试块 ⅡW试块的主要用途如下: 1)调整纵波检测范围和扫描速度(时基线比例):利用试块上25 mm和100 mm尺寸。 2)校验仪器的水平线性、垂直线性和动态范围:利用试块上25 mm或100 mm尺寸。 3)测定直探头和仪器组合的远场分辨力:利用试块上85、91和100 mm尺寸。 4)测定直探头和仪器组合后的最大穿透能力:利用?50 mm有机玻璃块底面的多次反射波。 5)测定直探头与仪器组合的盲区:利用试块?50 mm有机玻璃圆弧面至侧面间距5mm和10mm。 6)测定斜探头的入射点:用R100圆弧面。 7)测定斜探头的折射角:折射角在35°~76°范围内用Φ50 mm孔测，折射角在74°~80°范围内用Φ1.5mm圆孔测。 8)测定斜探头和仪器组合的灵敏度余量:利用试块R100或Φ1.5mm。 9)调整横波检测范围和扫描速度:由于纵波声程91 mm相当于横波声程50 mm，因此可以利用试块上91 mm来调整横波的检测范围和扫描速度。例如横波1：1，先用直探头对准91底面，使底波B1、B2分别对准50、 100，然后换上横波探头并对准R100圆弧面，找到最高回波，并调至100即可。 10)测定斜探头声束轴线的偏离:利用试块的直角棱边测。 IIW试块用途较广，但也有一些不足，对此一些国家做了小的修改作为本国的标准试块。如德国和日本在R100圆心处两侧加开宽为0.5mm，深为2mm的沟槽，借以获得R100